05-初至折射静校正技术

初至折射静校正技术冯泽元东方地球物理公司技术支持部2003年1月大炮初至静校正方法的分类大炮初至法绝对折射静校正（合成延迟时方法）相对时差静校正绿山折射静校正大炮初至静校正方法初至波的实用价值a)初至波反映了丰富的信息，它包含了长波长和短波长静校正信息；同时还可以充分利用各道集（共炮点道集、共接收点道集和共炮检距道集）的初至信息。b)初至波来源于生产记录，与大炮同时施工，客观的反映了野外生产情况；c)较表层调查资料而言，初至具有较高的覆盖次数和较大的利用范围，有利于静校正精度的提高。绝对折射静校正方法绝对折射静校正方法的应用软件目前在SAAS4.0和KLseis2.0中均有此功能，但目前只适用于二维。总的来讲，绝对折射静校正方法是通过对相同炮检距初至时间的连续追踪，得到整条测线或一段的合成延迟时曲线，用合成延迟时分离出炮检点延迟时，利用表层调查数据或时深关系曲线对延迟时作t0时间转换，最终计算出静校正量。绝对折射静校正方法炮点检波点合成延迟时曲线ABDE×××绝对折射静校正方法×××××××××××××××××××××××tX0L△Tr△Ts检波点延迟时曲线炮点延迟时曲线绝对折射静校正方法t0时间转换通过合成延迟时和炮检点延迟时分离，得到了炮点和检波点的延迟时，因为计算静校正量需要的是垂直t0时间，因此必须对延迟时进行t0时间转换。其转换公式为：cos0itt其中21arcsinVV式中V1和V2由表层调查资料提供绝对折射静校正方法用好绝对折射静校正方法的关键点：——确定合理的速度层最好通过初至速度分析的方法分析出不同炮检距范围的速度值，以该速度值不低于工区最低高速层速度同时速度的横向变化不大（较稳定）。绝对折射静校正方法绝对折射静校正方法——确定每炮所用的道数如果原始记录初至起跳较干脆，拾取效果较好，可选用的道数少些，避免由于串层等情况影响静校正精度；如果原始记录初至较圆滑，拾取精度受到影响，在避免串层的前提下尽量用多一些道，增加统计效应提高静校正精度。——准确拾取初至时间。用好绝对折射静校正方法的关键点：绝对折射静校正方法表层模型法的剖面绝对折射法的剖面内蒙大沙漠区剖面绝对折射静校正方法绝对折射法处理的剖面沙丘曲线法处理的剖面塔里木盆地满东大沙漠区现场处理剖面绝对折射静校正方法塔里木盆地玛山北大沙漠区水平叠加剖面绝对折射法处理的剖面其它静校正方法处理的剖面库车山地绝对折射静校正方法处理的剖面库车山地表层模型静校正方法处理的剖面绝对折射静校正方法绝对折射静校正方法黄土塬地区表层模型法的现场处理剖面黄土塬地区绝对折射静校正方法的现场处理剖面相对时差静校正方法二维相对时差静校正方法是利用若干张共炮点记录或共检波点记录的初至，分别对初至时间进行拟合分层，通过对各共炮点或共检波点道集的综合分析，确保分层合理；最后多炮统计求出静校正高频分量（相对时差），高频分量与初始计算的静校正低频分量的有机结合求得最终静校正量。测线相对时差静校正方法的优点——对同一地区或同一条测线乃至同一炮，不一定要求追踪同一层折射波初至。——不需要拾取真正的初至时间，拾取某一相位也可以，因此对可控震源及多波勘探的记录都有一定的适应性。——可根据需要灵活地对测线上的段作初至静校正量计算。相对时差静校正方法的原理求取相对时差简单计算方法——针对高速层顶界面稳定且只有一层情况设计圆滑初至时间法——针对连续介质设计分段线性校正法——针对层状介质设计相对时差静校正方法的原理初始分层相对时差静校正方法的原理动态拐点（保留）相对时差静校正方法的原理静态拐点（去掉）相对时差静校正方法的原理-30-20-10010203040567640569090570540571990573440574890576340577790579240580690582140桩号相对时差记录1记录2记录3记录4记录5综合求取相对时差相对时差静校正方法的原理T（J）=DT（J）+LT（J）最终静校正量计算——适用弯线施工的测线；——适用于各种二维观测系统；——适合于井炮、可控震源及多波等勘探类型；相对时差静校正方法的适应范围缅甸相对时差方法剖面缅甸表层模型法剖面相对时差静校正方法的应用效果高程校正的剖面相对时差方法的剖面相对时差静校正方法的应用效果——确定一个最小炮检距的道来计算相对时差。——控制点位置选择合理。——通过对不同炮检距的速度分析确定计算相对时差方法。——最好不用相邻炮点计算相对时差。相对时差静校正方法的关键点绿山折射静校正方法绿山折射静校正软件算法基础是解基本折射方程，核心是Fathom分析。其思路是定义/检查观测系统后拾取大炮初至时间，然后对初至进行分层，接着求速度并分别计算炮点和检波点的延迟时，最后反演出各层的表层模型参数，并根据表层模型参数计算出炮、检点静校正量。绿山折射静校正方法基本原理•基本折射方程•折射速度分析•绿山折射静校正方法•模型反演与静校正量计算基本折射方程Ta：炮点延迟时，Tb：检波点延迟时，AB/VR：线性时差WBRWAABVDBVCDVACTVRABTTTBAAB所以得基本折射方程：ABVWAVWBZAZBVRABCDBWBBRAWAAABCOSVZVABCOSVZT根据折射波时距曲线方程，交叉时的一半为：WiVCOSZt2折射速度分析•互换速度分析法(RVA)•简单速度分析法(SVA)•CMP速度分析法折射速度分析——互换速度分析法ΔTΔXΔT1=TAD1-TBD1ΔT2=TAD2-TBD2ΔT3=TAD3-TBD3ΔT4=TAD4-TBD4ΔT5=TAD5-TBD5ΔX1=XAD1-XBD1ΔX2=XAD2-XBD2ΔX3=XAD3-XBD3ΔX4=XAD4-XBD4ΔX5=XAD5-XBD5TAD1=TA+TD1+AD1/VTBD1=TB+TD1+BD1/VTAD1-TBD1=TA-TB+（AD1-BD1）/V即ΔT=TA-TB+ΔX/V简单速度分析法（SVA）SVA是一种简单的速度分析方法，它是根据拾取的单炮初至时间按距离增量排列，通过拟合初至时间的斜率得到折射层速度。折射速度分析——简单速度分析法折射速度分析——CMP速度分析法根据拾取的初至时间，抽取每个CMP道集。在单个CMP道集中按距离增量重排数据，并拟合初至时间的斜率，得到此CMP位置上的折射层速度。三种速度分析算法的优缺点分析——ＲＶＡ方法的优点由于ΔX-ΔT值是根据不同方向的许多道算出的，因此可以补偿折射层倾角的影响。缺点是运算速度慢，在二维、三维单边放炮观测系统中速度精度受到影响。——ＳＶＡ方法优点是适用于任意观测系统，运算速度快，缺点是计算的速度精度低，在折射层倾角大时应用效果不好。——ＣＭＰ速度分析方法也适用于任意观测系统，在三维大面元中速度精度较高，其优缺点介于以上两种速度分析方法之间。折射速度分析绿山折射静校正的三种算法——高斯-赛德尔迭代算法（Gauss-Seidel）——扩展归一化互换算法（EGRM）——混合算法（Hybrid）高斯-赛德尔迭代算法上面已分析出了折射层速度VR，同时我们也知道AB间的距离和初至时间，根据基本折射方程：Tab=Ta+Tb+AB/VR，实际上我们已经知道了Ta+Tb,现在的问题是要分离出炮点延迟时（Ta）和检波点延迟时（Tb）。求炮点延迟时，可把基本折射方程改为：Ta=Tab-Tb-AB/VR同样，检波点延迟时方程为：Tb=Tab-Ta-AB/VR首先给出检波点延迟时估算值计算炮点延迟时，再将计算的炮点延迟时作为估算值计算检波点延迟时……。如此迭代下去直到估算值不再变化，也就是方程收敛了。这样就求出了炮、检点延迟时。如果有多个折射层，则分别计算出每层的炮、检延迟时。扩展归一化互换算法（EGRM）这种算法是在简单折射模型的基础上，综合折射旅行时来计算延迟时。经推导，Ｇ点延迟时为：RABBXAYGVABBXAYTTTT22混合算法（Hybrid）本方法是把前两种方法的优势结合起来。即先用EGRM算法计算延迟时，再把算得延迟时作为约束条件计算折射层速度，最后用Gauss-Seidel算法分别求取炮点及检波点延迟时。其步骤为：1）用ＥＧＲＭ算法计算出炮、检点延迟时2）用公式VR=AB/（Tab-Ta-Tb）计算折射层速度3）再用高斯－赛德尔算法迭代求得更好的延迟时绿山折射静校正方法——模型反演COSVHT001RVV0arcsinRVVVTH0010arcsincosRRVVHHTTsqrHV001100对于第一折射层，已算出延迟时T1，如给出表层速度V0，根据图知：由此可得低速层厚度为：若给出低速层的厚度H0，可计算出低速层的速度如果有多个折射层的话，则求取方法一样，只是公式稍为复杂些。——模型反演算法的优缺点对于已算出的炮点、检波点延迟时，给出不同的低速带速度（或厚度）可以建立不同的表层模型，计算出不同的静校正量，具有不确定性。因此，建模过程实质上是一种对表层地质解释过程，地质意义上最合理的表层模型才能算出效果最好的静校正量。这样，为建立合理的表层模型，在建型之前应尽可能地收集齐各种有用的表层资料，认真分析工区内低速带的变化规律，以提高静校正精度。绿山折射静校正方法——模型反演绿山折射静校正方法——静校正量计算式中：TR、TS分别为检波点、炮点静校正量；Hri、Hsi分别为第i层检波点、炮点的厚度；Vri、Vsi分别为第i层检波点、炮点的速度；Hrg、Hsg分别为检波点、炮点高速层界面高程；Hm、Hd分别为中间和最终基准面高程；Vm、Vd分别为中间和最终充填速度；n为表层层数。计算出各层的速度和厚度模型参数后，就可按下式计算出炮点和检波点静校正量。dmdmmrgniririVHHVHHVHTR1dmdmmsgnisisiVHHVHHVHTS1绿山折射静校正方法关键点a)初至拾取精度必须保证，对于不好的初至道宁可不要，也不要勉强。b)根据工区特点确定反演参数。c)给定表层速度反演深度时，其给定的速度很关键，必须参考表层调查资料选取。选取原则是保证反演出的高速层顶界面不要到地表上面并且表层速度不高于折射分析的高速层速度。(?)d)对反演后的高速层速度作一定的圆滑，使之不存在高频分量并能客观反映工区的速度变化规律。e)充分利用软件的质量监控手段，效果不好时应查明原因，然后采取有效的技术措施。绿山折射静校正方法关键点——对单炮进行增益、滤波处理，改善初至质量。——显示地表高程或炮检距，为拾取提供参考，监视观测系统定义的正确性。——保证全区初至拾取位置的一致性。——应用线性动校正或初步的静校正量，提高初至拾取的质量、效率。初至拾取方面：绿山折射静校正方法关键点初至时差校正：保证调整后的时间为真正的初至波到达时间——井炮与可控的震源时差校正——仪器系统延迟校正——在拾取波峰、或波谷时，应作到起跳点的校正；如单炮内频率随偏移距变化，还应进行与频率有关的校正——炮、检点组合时差校正绿山折射静校正方法关键点剔除误差超限的初至，提高延迟时计算的精度、迭代速度。初至质量分析绿山折射静校正方法关键点分层控制点的密度要根据工区表层结构特点选取，原则是横向变化剧烈地段控制点密些，否则可稀些。绿山折射静校正方法关键点绿山折射静校正方法关键点对速度的平滑问题平滑前的速度平滑后的速度边界问题局部异常问题条带问题绿山折射静校正方法关键点异常点延迟时出现同地面位置炮检点延迟时差异过大现象应查明原因，采取措施。对个别延迟时异常点可采取剔除的办法，然后作一次延迟时内插。绿山折射静校正方法应用效果共炮点道集静校正前后的记录绿山折射静校正方法应用效果共接收点道集静校正前后的记录绿山折射静校正方法应用效果共炮检距道集静校正前后的记录绿山折射静校正方法应用效果表层模型静校正绿山