CN105093320B - 针对高速结晶盐壳覆盖区层析静校正初至拾取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对高速结晶盐壳覆盖区层析静校正初至拾取方法，包括：利用探测区域的单炮记录近地表波场特征、微测井资料和正演模拟分析来确定高速结晶盐壳覆盖区近地表结构类型；对由高速层覆盖于低速层之上的近地表模型正演模拟得到的单炮记录，避开“高速顶帽子”初至，拾取其下高速顶界面的折射波至；最后利用拾取的高速顶界面的折射波至进行层析反演静校正。本发明是专门针对高速结晶盐壳覆盖区的近地表层析静校正初至拾取，同时也适用于永冻层等所有高速层覆盖于低速层之上的近地表结构类型地区。通过该方法能正确地解决高速结晶盐壳覆盖区近地表对地震波场走时的影响，真实反映地下构造形态，在实际生产中具有很好的效果。

Description

针对高速结晶盐壳覆盖区层析静校正初至拾取方法

技术领域

本发明属于油气勘探地震资料处理方法领域，特别适用于高速结晶盐壳覆盖区等高速层覆盖在低速层之上的特殊复杂近地表类型的层析静校正初至拾取方法。

现有技术

在中国西部地区，表层低降速带厚度、速度变化大，近地表校正问题严重。近地表问题不仅影响地震资料的信噪比,而且影响复杂构造形态的真实性,严重阻碍了解释人员正确认识地下地质情况，从而在一定程度上阻碍了油气勘探的进程。

层析反演静校正方法由于计算准确、精度高、适应近地表速度厚度横向剧烈变化等原因，是目前最为理想的一种近地表校正方法。它利用地震记录的初至波,采用非线性层析反演技术,反演出准确的近地表速度模型,计算基准面静校正量。该方法不受地表起伏变化及近地表结构横向变化的约束,能够提供高质量的长、短波长静校正量,达到消除复杂近地表结构对地震数据的影响。

由于地球上绝大多数近地表结构是低速层覆盖在高速层之上的，因此目前所有的近地表处理方法（该处理方法目前已经编制成专用的商业软件来实现）也正是基于这一近地表假设条件之上的，而且层析反演静校正就是利用地震记录中最早到达的波即初至波来实现近地表校正的。

在地震勘探中，常见的近地表结构是低降速层覆盖在高速层之上，从地表往下依次为低速层、降速层和高速层，而且速度自上而下逐渐增大。因此，地震波一般在降速层激发后，根据透射定律，波向上传播透射角不断减小；而在向下传播的过程中，透射角不断增大，经过地层反射后，向上反射回来的地震波透射角不断减小，从而在地震记录上可以得到完整的初至波信息。理论和事实证明，对于这种低速层覆盖在高速层之上的近地表结构类型，利用初至波信息能够正确、准确、真实地反映地下近地表信息。

而高速结晶盐壳覆盖区的近地表结构相当特殊：①地面高程起伏很小，变化平缓；②地表为泥、水或盐泥混合结晶，包含多套结晶盐壳，厚度变化大，盐壳主要以结晶盐与泥沙胶结而成，孔洞较多；③盐壳中盐层的速度高，而泥层的速度低，盐壳之下泥沼厚度变化较大，速度低。因此，不同于常见近地表结构的低速层覆盖在高速层之上，高速结晶盐壳覆盖区表层为高速盐层覆盖于低速泥层之上，且二者速度相差较大，地震波激发后的波场传播规律与常见的波场传播规律有很大不同。

目前所有的近地表处理方法假设的近地表条件都是低速层覆盖在高速层之上，因为地球上绝大多数近地表结构都是如此。而高速结晶盐壳覆盖区由于特殊的沉积环境，恰恰不符合这种假设条件。如果仍然按照以往的拾取方法拾取最早到达的波，那么很容易造成构造假象，带来错误的解释结果。因此，原有的初至波拾取方法已不适用于高速结晶盐壳覆盖区。并且针对高速结晶盐壳覆盖区这种高速盐层覆盖于低速泥层之上的特殊近地表结构类型的初至拾取方法，目前未见任何相关研究文献。

既然现有的静校正方法都不适用于这种高速覆盖在低速层之上的特殊近地表类型，如何充分利用现有的处理方法来解决高速结晶盐壳覆盖区长波长静校正问题呢。

发明内容

本发明的目的正是针对高速结晶盐壳覆盖区这种高速层覆盖于低速层之上的特殊近地表结构类型，通过对各种地球物理信息的处理、分析和对比，寻找其变换规律及成因本质，为适应高速结晶盐壳覆盖区特殊近地表结构而提供了一种专门针对高速结晶盐壳覆盖区的层析静校正初至拾取方法。即不同于常规的拾取最早到达的初至波，而是拾取高速结晶盐壳覆盖区下伏高速顶界面的折射波至，从而准确消除高速结晶盐壳覆盖区近地表对地震资料的影响，真实反映地下地质构造。

本发明具体包括以下内容：

针对高速结晶盐壳覆盖区层析静校正初至拾取方法包括：

首先，利用探测区域的单炮记录近地表波场特征、微测井资料和正演模拟分析来确定高速结晶盐壳覆盖区近地表结构类型；

其次，对由高速层覆盖于低速层之上的近地表模型正演模拟得到的单炮记录，避开“高速顶帽子”初至，拾取其下高速顶界面的折射波至；

最后利用拾取的高速顶界面的折射波至进行层析反演静校正。

上述方案中，所述近地表波场特征分析主要围绕：针对高速结晶盐壳覆盖区波场特征复杂，近道初至波表现有“高速、先至”的特征；根据斜率的差异可知，近道比远道的初至波速度高，这说明浅层地层速度比下伏地层速度高；初至波相邻两道时差大，最大可达300～400毫秒，其表现特征为单炮记录近道高速初至波传播到一定距离后突然中断，如同单炮记录上近道戴了一顶“高速顶帽子”；所述微测井资料分析是根据高速结晶盐壳覆盖区表层通常为高速盐和低速泥多套交互层的特性，由于表层为高速盐层，激发层速度相对较低，二者速度差异大，根据地震波传播理论，地震波激发后在向上传播的过程中，向上透射角不断增大，很容易达到临界角，发生全反射，从而导致地震记录中远道初至波信息的缺失，而近道似乎戴了一顶“高速顶帽子”；所述正演模拟分析是根据野外表层结构调查数据，建立了地表为高速盐壳的高速层覆盖于低速层之上的近地表速度模型，下伏多套水平层状反射地层的速度模型；然后由速度模型正演模拟得到单炮记录，将正演模拟单炮记录与实测资料相对比，在近道都存在一个非常相似的“高速顶帽子”。

所述的模型参数为：盐壳速度2500米/秒，厚度5～10米，下伏泥沼速度1500米/秒，厚度50～100米，地层速度依次为深度1000米,速度2000米/秒；深度2000米，速度3000米/秒；深度3000米，速度4000米/秒。

本发明是专门针对高速结晶盐壳覆盖区的近地表层析静校正初至拾取，同时也适用于永冻层等所有高速层覆盖于低速层之上的近地表结构类型地区。通过该方法能正确地解决近地表对地震波场走时的影响，真实反映地下构造形态，为解释人员提高可靠的基础资料，在实际生产中具有很好的效果。

附图说明

图1为高速结晶盐壳覆盖区单炮记录。

图2为高速结晶盐壳覆盖区波场分析示意图。

图3为图4的近地表结构模型正演得到的单炮记录。

图4为高速层覆盖于低速层之上的的近地表结构速度模型。

图5为高速结晶盐壳覆盖区地震激发波场分析示意图。

图6为由图4的近地表模型正演得到的单炮记录按照本发明的初至拾取方法进行初至拾取后，进行层析静校正前（左图）、后（右图）的叠加剖面对比图。

图7为NMH地区高速盐沼覆盖区近地表结构示意图。

图8中左图为NMH地区本次发明的正确的初至拾取方法，右图为错误的初至拾取方法，二者对比图。

图9上图为NMH地区应用本次发明的正确的初至拾取方法（图8左图）进行层析反演静校正后得到的实际处理叠加剖面，下图为错误的初至拾取方法（图8右图）进行层析反演静校正后得到的实际处理叠加剖面，二者效果对比图。

具体实施方式

下面结合附图和具体应用实例对本发明组进一步说明。

（1）确定高速结晶盐壳覆盖区近地表结构类型。

要正确拾取初至信息，必须确定所研究区域的近地表结构类型。对于高速结晶盐壳覆盖区，可以从其单炮记录近地表波场特征、微测井资料、正演模拟等多方面综合分析来确定其近地表结构类型。

①高速结晶盐壳覆盖区近地表波场特征分析

高速结晶盐壳覆盖区波场特征复杂（见图1）。近道初至波表现有“高速、先至”的特征；根据斜率的差异可知，近道比远道的初至波速度高，这说明浅层地层速度比下伏地层速度高；初至波相邻两道时差大，最大可达300～400毫秒，其表现特征为单炮记录近道高速初至波传播到一定距离后突然中断，如同单炮记录上近道戴了一顶“高速顶帽子”。

②微测井资料分析

根据野外微测井资料，高速结晶盐壳覆盖区表层通常为高速盐和低速泥多套交互层。由于表层为高速盐层，激发层速度相对较低，二者速度差异大，根据地震波传播理论，地震波激发后在向上传播的过程中，向上透射角不断增大（见图2），很容易达到临界角，发生全反射，从而导致地震记录中远道初至波信息的缺失，而近道似乎戴了一顶“高速顶帽子”。

③正演模拟分析

根据野外表层结构调查数据，建立了地表为高速盐壳的高速层覆盖于低速层之上的近地表速度模型1（见图4上），下伏多套水平层状反射地层的速度模型（见图4下），模型参数：盐壳速度2500米/秒，厚度5～10米，下伏泥沼速度1500米/秒，厚度50～100米（随空间变化而变化）；地层速度依次为：深度1000米,速度2000米/秒；深度2000米，速度3000米/秒，深度3000米，速度4000米/秒。

由图4下的速度模型正演模拟得到单炮记录（图3），将正演模拟单炮记录与实测资料相对比，可以发现二者惊人地吻合（对比图1和图3）：在近道都存在一个非常相似的“高速顶帽子”。从而证明了对于这种高速层覆盖于低速层之上的近地表结构类型，在远道确实达到了临界角，发生了全反射，从而导致了远道地震初至波突然消失不见，形成了单炮记录上近道的“高速顶帽子”。

根据综合分析结果，高速结晶盐壳覆盖区是典型的高速层覆盖于低速层之上的近地表结构类型。

如果根据以往的经验拾取最早到达的波，那么就会在近道拾取“高速顶帽子”，而在远道拾取下伏高速顶界面的折射波至。然而，近道的“高速顶帽子”由于其本身不完全包含低降速带信息而不能用于初至波层析反演静校正。

（2）对正演模拟得到的单炮记录，避开“高速顶帽子”初至，拾取其下高速顶界面的折射波至。这个折射波至是地震波激发后，向下传播到达高速顶界面反射后再向上传播地表接收到的波至（见图5），这时接收的信号完整地反映了低降速带以及高速盐壳对地震信号的综合影响，虽然反演得到的只是一个时间等效的速度-厚度模型，但低降速带以及盐壳对地震信号走时的影响是一致的，理论上是能够解决长波长静校正问题。

（3）利用（2）中拾取的高速顶界面的折射波至进行层析反演静校正。通过速度分析和叠加处理得到的地下构造形态（见图6右图）与模型1（见图4下图）完全吻合。这说明，拾取高速顶界面的折射波至走时信息能够真实反映低降速带变化以及高速盐壳对地震波走时的影响，且能正确反映地下构造形态。

对于常见的低速层覆盖在高速层之上的近地表结构，层析静校正是通过先反演得到正确的速度模型再求取静校正量，而对于高速层覆盖于低速层之上的近地表结构，层析静校正可先反演得到时间等效速度模型再求取静校正量，不同点在于所使用的初至信息不同。因此，利用层析静校正正确解决高速结晶盐壳覆盖区的静校正问题，关键在于利用正确的初至波信息来反演得到长波长静校正量，即应拾取高速结晶盐壳覆盖区下伏高速顶界面的折射波至以正确反演得到正确的长波长静校正量。

应用实施例以XX油田NMH地区二维地震资料为目标靶区，应用本方法对该资料进行处理，以验证本方法的效果。该实际资料采用二维单线采集，观测系统为6090-110-20-110-6090，地震资料时间长度8000ms，时间采样间隔为2ms，采样点数4000，每炮道数为600道。采用上述方法对该资料进行处理。

（1）首先进入步骤1，确定NMH地区高速结晶盐壳覆盖区近地表结构类型。图1是NMH地区高速结晶盐壳覆盖区单炮记录，可以看出，高速结晶盐壳覆盖区近地表波场特征复杂，近道一定炮检距范围内戴有一顶“高速顶帽子”，用一条直线模拟初至波，并根据公式，可知高速顶帽子线性视速度约2500～3000米/秒。高速顶帽子下存在一个视速度约1600米/秒的线性低速折射波至。如图7所示，高速结晶盐壳覆盖区表层盐壳结构为一层盐一层泥，盐层速度高（3000米/秒），泥层速度低（500～1500米/秒），厚度0.5米～几十米不等，盐壳之下泥沼厚度变化大，厚度5米～40米，速度1500～1800米/秒。分析结果表明，NMH地区属于典型的高速层覆盖于低速层之上的近地表结构类型。

（2）依据步骤2，避开“高速顶帽子”初至，对NMH地区实际单炮记录进行初至拾取，拾取高速顶界面的折射波至（如图8左图）。

（3）依据步骤3，利用（2）中拾取的初至走时进行层析反演静校正、速度分析和叠加。图9是应用正确（上图）和错误（下图）的初至拾取方法后得到的实际处理叠加效果对比图。从图中可以看出，错误的拾取方法会导致错误的成像结果，影响地下真实的地质构造形态，造成解释陷阱。因此，正确认识、分析、拾取初至信息在高速结晶盐壳覆盖区近地表校正过程中是非常重要的。

实际处理效果证明，拾取高速顶界面的折射波至进行层析静校正，建立等效速度模型，可正确解决高速结晶盐壳覆盖区长波长静校正问题。

Claims (3)

1.针对高速结晶盐壳覆盖区层析静校正初至拾取方法包括：

首先，利用探测区域的单炮记录近地表波场特征、微测井资料和正演模拟分析来确定高速结晶盐壳覆盖区近地表结构类型；

其次，对由高速层覆盖于低速层之上的近地表模型正演模拟得到的单炮记录，避开“高速顶帽子”初至，拾取其下高速顶界面的折射波至；

最后利用拾取的高速顶界面的折射波至进行层析反演静校正。

2.根据权利要求1所述的针对高速结晶盐壳覆盖区层析静校正初至拾取方法，所述近地表波场特征分析主要围绕：针对高速结晶盐壳覆盖区波场特征复杂，近道初至波表现有“高速、先至”的特征；根据斜率的差异可知，近道比远道的初至波速度高，这说明浅层地层速度比下伏地层速度高；初至波相邻两道时差大，最大可达300～400毫秒，其表现特征为单炮记录近道高速初至波传播到一定距离后突然中断，如同单炮记录上近道戴了一顶“高速顶帽子”；

所述微测井资料分析是根据高速结晶盐壳覆盖区表层通常为高速盐和低速泥多套交互层的特性，由于表层为高速盐层，激发层速度相对较低，二者速度差异大，根据地震波传播理论，地震波激发后在向上传播的过程中，向上透射角不断增大，很容易达到临界角，发生全反射，从而导致地震记录中远道初至波信息的缺失，而近道似乎戴了一顶“高速顶帽子”；

所述正演模拟分析是根据野外表层结构调查数据，建立了地表为高速盐壳的高速层覆盖于低速层之上的近地表速度模型，下伏多套水平层状反射地层的速度模型；然后由速度模型正演模拟得到单炮记录，将正演模拟单炮记录与实测资料相对比，在近道都存在一个非常相似的“高速顶帽子”。

3.根据权利要求2所述的针对高速结晶盐壳覆盖区层析静校正初至拾取方法，所述的模型参数为：盐壳速度2500米/秒，厚度5～10米，下伏泥沼速度1500米/秒，厚度50～100米，地层速度依次为深度1000米,速度2000米/秒；深度2000米，速度3000米/秒；深度3000米，速度4000米/秒。