CN1523373A - 上行透射转换波计算横波静校正的方法 - Google Patents

Abstract

上行透射转换波计算横波静校正的方法发明是在纵波激发的三分量地震数据处理中，基于相同接收点X和Z分量的初至时差代表了纵波和横波在低降速带的旅行时差，采用精确的纵波近地表速度模型，通过求取初至时差Δt，得到精确的横波静校正解。理论分析证明本方法是可行的，实际的数据处理得到了很好的效果。本方法简单而有效，特点包括能够获得正确的长波长分量；减少野外投入，直接求取横波静校正量；主要利用初至波能量，适用于低信噪比地区；不受地下构造的影响。

Description

上行透射转换波计算横波静校正的方法

涉及领域

本发明涉及地球物理地震勘探资料处理方法，具体地说，是上行透射转换波计算横波静校正的方法。

背景技术

传统的P-P波和P-SV波处理有很多不同之处，其中问题较多的是求取横波静校正量。相同的位置上横波静校正量通常比纵波大2-10倍。与纵波不同，横波实际上不受近地表潜水面起伏的影响。因此纵波和横波的静校正量之间几乎没有关系，用纵波静校正量乘以某一系数来近似计算横波静校正量通常是不正确的。

许多学者已经提出这主要是由于P波和S波所看到的近地表低速层厚度不一样。流体饱和沉积物比干沉积物有更大胀缩力，因此，P波速度更大。剪切模量受水饱和的影响很小，因此S波速度变化很小。因此，P波的低速度层厚度终止于潜水界顶部，而S波则受整个低速层的影响。

在P-SV波数据处理中经常会发现检波点剩余静校正量会达到100ms，因为校正量过大，一般静校正程序不能解决问题，另外许多静校正算子试图同时求解炮点和检波点静校正量，对于P-SV波来说只需求解检波点静校正部分，这就要求抑制炮点静校正量求解，但这并不总能做到。因此，必须采用有针对性的静校正方法。

一旦利用共检波点叠加消除掉大的检波点静校正量后，利用传统的地表一致性静校正理论通常可以求取剩下的炮点、检波点剩余静校正值。

由于转换波入射为纵波，反射为横波，根据斯奈尔定律，转换点位置不在炮点和检波点的中点，转换点位置是随深度而变化的，即使在水平层状介质的情况下，转换点位置的弥散也会造成叠加后振幅信息的丢失。为了更好的使同相轴成像，在抽道集和叠加时有必要考虑转换点的移动。CCP道集抽取有各种近似公式和实现方法，但一般都没有考虑倾角的影响。

由于转换波在其传播路径上包含了P波入射和S波反射两部分，而且具有不对称性，因此其时距关系不是双曲线形式。当偏移距不大时，沿用常规的P波速度分析方法也可以得到较为准确的转换波等效叠加速度，但实际的多波采集过程中为了得到较深层的转换波，往往需要设计较大的偏移距。因此，必须在处理中采取一定的技术手段，使远偏移距的转换波叠加成像。

多分量处理中，转换波和横波因速度较低，动校正时拉伸畸变严重，影响叠加效果。另外，由于转换波时距关系不是双曲线形式，因此必须采用更加精确的计算公式。

通过以上步骤，可以把野外采集的转换波地震数据资料变为反映地下地层结构的地震剖面，完成了地震资料处理工作。

在纵波激发的三分量地震数据处理中，采用了各种静校正方法，包括手工拾取法、时差折射波静校正法、Monte-carlo模拟退火静校正法和EGRMGauss-Seidel折射波静校正法。Schafer曾经详细对比了前三种静校正方法。在共接收点叠加剖面上手工拾取静校正量的方法得到最好的处理效果，但需要大量的手工操作。折射波静校正方法得到了较好的处理效果，长波长分量也得到了较好的求解，但由于拾取横波折射初至，也需要很多的手工操作。Monte-Carlo模拟退火静校正法也得到较好的处理效果，尽管手工操作较少，但需要耗费大量计算机机时。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明方法利用上行纵波在穿过近地表潜水层下的高速顶面时，由于界面上下存在很大的速度差异，会转换为横波。在纵波激发的三分量地震数据中，X和Z分量的初至时间非常接近，因此有时会被误认为是相同类型的波场。实际上，三分量地震数据中，Z分量接收的主要是上行纵波的能量，X分量主要接收的是上行横波的能量。X和Z分量的初至时差包含了横波静校正的信息。我们可以根据这些时差来求解横波静校正。

与其它转换波静校正方法一样，本方法假设已经得到了精确的纵波静校正解和近地表模型。垂直分量和径向分量的炮点静校正量应该一致，因此只需求解接收点的静校正量。

上行纵波在穿过高速顶面时，由于界面上下存在很大的速度差异，上行纵波会转换为横波。因此，Z分量接收的主要是上行纵波的能量，而X分量主要接收的是上行横波的能量。X和Z分量的初至时差包含了横波静校正的信息。X和Z分量的初至时差dt应该为：

$\mathrm{dt}=(t_s-t_p)=(\frac{h_0}{V_{s0}}+\frac{h_1}{V_{s1}})-(\frac{h_0}{V_{p0}}+\frac{h_1}{V_{p1}})---\left(1\right)$

这里t_s是横波在低降速带的旅行时，t_p是纵波在低降速带的旅行时，h₀、h₀为潜水面上下风化层的厚度，V_s0、V_s1为潜水面上下风化层的横波速度，V_p0、V_p1。为潜水面上下风化层的纵波速度。

利用该关系，横波风化层校正可表示为：

$\mathrm{\Δ}{t}_w=-(\frac{h_0}{V_{s0}}+\frac{h_1}{V_{s1}})+\left(\frac{h_0+h_1}{V_{s\_\mathrm{rep}}}\right)=-(\mathrm{dt}+\frac{h_0}{V_{p0}}+\frac{h_1}{V_{p1}})+\left(\frac{h_0+h_1}{V_{s\_\mathrm{rep}}}\right)---\left(2\right)$

基准面高程校正与纵波类似，可表示为：

$\mathrm{\Δ}{t}_e=\frac{h_d-h_s}{V_{s\_\mathrm{rep}}}---\left(3\right)$

这里，V_{s_rep}表示高速横波替换速度，可选择横波高速层平均速度或局部真实速度。

总的横波检波点静校正为：

Δt_sr＝Δt_w+Δt_e                                    (4)

由于已经精确地建立纵波近地表模型，h₀、h₀、V_s0、V_s1、V_p0、V_p1。为已知量。因此通过X和Z分量的初至互相关求出dt后，利用方程(2)可求出横波风化层校正量，剥去低降速层的影响，然后利用公式(3)对地面以上到基准面进行横波高速填充。通过以上步骤可以得到一个包括长波长分量和短波长分量的精确横波静校正解。

本发明方法基于相同接收点X和Z分量的初至时差代表了纵波和横波在低降速带的旅行时差，采用精确的纵波近地表速度模型，通过求取初至时差Δt，得到精确的横波静校正解。理论分析证明本方法是可行的，实际的数据处理得到了很好的效果。本方法简单而有效，特点包括能够获得正确的长波长分量；减少野外投入，直接求取横波静校正量；主要利用初至波能量，适用于低信噪比地区；不受地下构造的影响。

附图说明：

图1横波检波点静校正前炮点道集初至

图2横波检波点静校正前共检波点道集初至

图3横波检波点静校正前垂直分量的共炮点道集初至

图4横波检波点静校正前垂直分量的共检波点道集初至

图5X和Z分量的初至矢端曲线图

图6X和Z分量的初至互相关函数叠加剖面

图7处理结果剖面

具体实施

实施例：

采用野外实际的纵波源三分量数据。在横波检波点静校正前，由于没有解决径向分量的横波检波点静校正，炮集上存在横波静校正量，初至连续性被严重扭曲(图1)。在共检波点道集上初至非常连续(图2)，垂直分量的共炮点初至(图3)和共检波点道集初至(图4)也非常连续。

从X和Z分量的初至矢端曲线图可以看出，Z分量为线性偏振的纵波，而X分量的初至矢端曲线则由于横波的到达衍变为椭圆偏振(图5)。

由于共检波点道集上初至时差为—常数，我们可以通过X与Z分量初至互相关函数的叠加来拾取该值。从初至互相关函数的叠加我们可以看到明显的峰值(图6)，该峰值显示了纵波与转换波初至的时差。

应用初至时差并对低降速层进行纵波层剥离后，再用高速横波速度填充至基淮面，就可以得到一个好的处理结果(图7)。初至连续性得到明显提高。

为检验方法的正确性，在对实际数据应用求取的静校正量后，进行动校正和叠加处理，叠加效果显示横波静校正问题得到较好的解决。

Claims (3)

1.一种地震数据处理的上行透射转换波计算横波静校正的方法，已经获得精确的纵波静校正解和近地表模型，其特征在于：在三分量地震数据中，利用上行纵波在穿过近地表潜水层下的高速顶面时转换的横波，Z分量接收的主要是上行纵波的能量，X分量主要接收的是上行横波的能量，求解横波静校正。

2.如权利要求1所述的一种地震数据处理的上行透射转换波计算横波静校正的方法，其特征在于：通过X和Z分量的初至互相关求出X和Z分量的初至时差dt，利用方程

${\mathrm{\Δt}}_{\mathrm{sr}}=-(\mathrm{dt}+\frac{h_0}{V_{p0}}+\frac{h_1}{V_{p1}})+\left(\frac{h_0+h_1}{V_{s\_\mathrm{rep}}}\right)+\left[\frac{h_d-h_s}{V_{s\_\mathrm{rep}}}\right]$

求出总的横波检波点静校正量Δt_sr。

3.如权利要求1或2所述的一种地震数据处理的上行透射转换波计算横波静校正的方法，其特征在于：应用初至时差并对低降速层进行纵波层剥离后，再用高速横波速度填充至基淮面。

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