折射波靜校正技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用

PAGEPAGE17折射波靜校正技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用編寫人周興海華北研究中心二OO四年十一月折射波靜校正技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用項(xiàng)目負(fù)責(zé)人周興海項(xiàng)目參加人秋劍霞屈志華高現(xiàn)俊單位負(fù)責(zé)人張志國一、前言 4二、概述 41、Sditr具有兩大功能： 42、兩種層析成像法 53、拾取的問題 54、初至疊加 55、幾何定義問題 56、SDITR的優(yōu)勢 67、理論依據(jù) 68、SDITR的環(huán)境控制 69、SDITR的策略 7三、關(guān)鍵詞 7四、數(shù)據(jù)的組織 71、輸入數(shù)據(jù) 82、輸出結(jié)果 8五、處理過程 91、重新置位 92、計(jì)算校正量 113、折射波速度分析 134、原始道的拾取 15六、應(yīng)用實(shí)例 15七、認(rèn)識與體會 15一、前言近些年來，三維折射波靜校正技術(shù)發(fā)展迅速。幾乎成了許多專業(yè)地球物理軟件包的標(biāo)志。造成這種趨勢的原因之一是與小道距、短炮檢距排列的高分辨采集產(chǎn)生的折射波靜校正量有關(guān)。另外一個原因就是獨(dú)立地描述同相軸近地表異常的能力。雖然該模塊兒存在多年，歷經(jīng)數(shù)個版本，但我們對它的了解僅限于最基本、最簡單的功能，其最主要的原因就是華北地區(qū)高程起伏不大，低降速帶厚度穩(wěn)定，該區(qū)的地震資料靜校正問題不是很突出，靠剩余靜校正完全可以解決。所以無形中它也就成了制約研究開發(fā)這項(xiàng)技術(shù)的主要客觀因素。隨著華北研究中心處理市場的對外開拓，有更多地表復(fù)雜、靜校正問題嚴(yán)重的資料需要處理，解決靜校正問題自然成了燃眉之急，這也是開發(fā)研究該項(xiàng)技術(shù)的最主要的原因。二、概述1、Sditr具有兩大功能：檢查并校正幾何定義錯誤。計(jì)算折射波靜校正量。2、兩種層析成像法兩種方法用來計(jì)算折射波靜校正量。第一種：全模型層析成像，稱作GLI。（歸納線性反演）第二種：利用旅行時分解和簡單的層析成像方法。3、拾取的問題兩種方法都從時間拾取開始，無論方法多么先進(jìn)，對于低信噪比的資料來說，其性能也會大打折扣。雖然可以用局部交互拾取的方法代替自動拾取，而這個過程是非常耗時和乏味的。4、初至疊加多少年來，大多數(shù)折射波靜校正量的質(zhì)量控制是在線性動校的初至疊加的基礎(chǔ)上完成的，運(yùn)用這種方法暗含了一些簡單化的假設(shè)：a、折射波速度在每個炮點(diǎn)檢波點(diǎn)矢量上被均化，它相當(dāng)于一個平滑濾波。b、初至疊加應(yīng)該變得更好并且拾取時間更接近于拾取量的平均值。5、幾何定義問題處理周期不僅取決于初至?xí)r間拾取，炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)位置的錯誤仍然是一個很大的麻煩。最合乎邏輯的辦法就是先查出主要的異常炮點(diǎn)或是檢波點(diǎn)，一旦這些異常值被剔除，以遞減的數(shù)量級迭代校正其它量。6、SDITR的優(yōu)勢交互應(yīng)用是能夠得到的最好的完成迭代的方法，它還可以減輕管理無數(shù)個文件的負(fù)擔(dān)以及等待無休止的批處理工作。SDITR可以應(yīng)用源自數(shù)據(jù)解釋的全程交互，并僅限于一個主要的折射層。在完成適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量控制后把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)回到原始數(shù)據(jù)上應(yīng)用。此項(xiàng)技術(shù)非常有效，校正量或經(jīng)過濾波的校正量都可以應(yīng)用或舍棄，數(shù)據(jù)可以被校正也可以不被校正。同樣，用戶還可以一直監(jiān)控每一個記錄上的校正結(jié)果。很顯然，我們都希望有更大存儲量的工作站而不把交互陷入長時間的等待。這里給出了一個優(yōu)化的數(shù)據(jù)量。在一次工作任務(wù)當(dāng)中處理50000100000道。迄今為止，最大的一次處理數(shù)據(jù)量是350000道。7、理論依據(jù)用代數(shù)重建法(AlgebraicReconstructionTechniques)而不是矩陣代數(shù)法(MatrixAlgebra).8、SDITR的環(huán)境控制a、位置圖目的就是檢查炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)位置。b、幾何形狀選擇要處理的道的系列將由用戶決定，程序提供了三個選件。指環(huán)型、線型和變化型。指環(huán)型這個選件適應(yīng)于高程變化不大，折射層結(jié)構(gòu)簡單的一般情況。線型它適合于地形變化、折射層結(jié)構(gòu)復(fù)雜的地區(qū)。劇烈變化的地形容易引起兩條接受線間產(chǎn)生較大的差別。對于這種類型的幾何形狀，扇形區(qū)被線型分量所取代。這個選件僅對重新置位有效。變化型這個選件只與來自SDITR的速度分析部分的空變折射波有關(guān)。9、SDITR的策略工作是應(yīng)該從重新置位還是從校正量的計(jì)算開始？正確的做法是首先檢查主要的異常值，去掉這些值以后，用一種遞減的數(shù)量級迭代其他量。三、關(guān)鍵詞延遲，風(fēng)化層速度，替換速度，折射波速度，風(fēng)化層校正量，高程校正量。（計(jì)算方法見圖一）四、數(shù)據(jù)的組織1、輸入數(shù)據(jù)SDITR的啟動始于道文件或一個來自SDS(Seismicdataserver)的地震數(shù)據(jù)庫以及如果需要，NAV/P1或NAV/P2速度文件，來自Geocluster批作業(yè)WUNET的輸出F7(32bit)orF1(16bit)原始道文件。原始道應(yīng)該是線性動校后的道集，以減少道長和把初至排列起來.道的順序應(yīng)該是遞增的炮集，道文件名可以任意取，但.cst應(yīng)該作為擴(kuò)展名，這樣在工區(qū)下的文件管理操作起來比較容易。在計(jì)算校正量時如果想加入風(fēng)化層速度v0,折射波速度vm,以及替換速度vr,這些速度必須有規(guī)律的分布并覆蓋整個工區(qū)。2、輸出結(jié)果SDITR產(chǎn)生7種不同類型的文件。.庫文件，.Navp2文件，.Hacor文件，.Dif坐標(biāo)差別文件，.疊加道文件，.Tdpik拾取文件，.Wxsta拾取文件。SDITR3.2和以后的版本，可以列出處理過程和輸出歷史文件?？傻玫降娜笔U(kuò)展名：.lst靜校正和延遲庫，.lxy重新置位用坐標(biāo)庫，.navNAVP2速度文件，.savHACOR文件，.dif位置差別文件。3、內(nèi)部數(shù)據(jù)的管理與工作模式當(dāng)SDITR從用戶選擇的文件讀取原始道時，它為每一道存儲了一定量的信息，這些信息從道頭讀到程序內(nèi)部的表內(nèi)，由于這些表被以后的各種操作所應(yīng)用，所以按執(zhí)行的任務(wù)分選它們是非常重要的。因此，在此共有三種工作模式。1、炮點(diǎn)模式。2、接受點(diǎn)模式。3、面元模式。五、處理過程1、重新置位每一點(diǎn)的道集根據(jù)炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)的角度分成四組，每一組疊加在一起代表?xiàng)l帶里的每一點(diǎn)。從4個疊加扇區(qū)拾取初至波，重新置位的算法比較每一點(diǎn)的四個疊加扇區(qū)，然后應(yīng)用一個與方位角相關(guān)的剩余LMO時移去均衡這4個時間，這剩余的LMO時移此時已被分解成位置校正量。重新置位共分6個步驟：1）、選擇模式不像校正量，炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)可以同時計(jì)算。重新置位的計(jì)算需要選擇模式，所以確定要改動的元素（炮點(diǎn)或檢波點(diǎn)）非常重要。缺省是炮點(diǎn)模式。2）、定義疊加幾何形狀參與疊加的地震道根據(jù)幾何形狀來定義，因此，在疊加拾取和重新置位之間不能修改幾何形狀。指環(huán)形（見圖二）

指環(huán)形可分成四個扇區(qū)紅色的扇區(qū)代表順放炮方向上部分的道。橙色代表順放炮方向下部分的道。墨綠色代表逆放炮方向上部分的道。淡綠色代表逆放炮方向下部分的道。線形（見圖三）線形幾何形狀只用于某些特定情況（復(fù)雜地形）。它只對重新置位的炮點(diǎn)模式有效。兩個選項(xiàng)：變炮檢距，固定炮檢距。變化形變化形只能在速度分析之后應(yīng)用，選擇這種幾何形狀無需定任何參數(shù)，因?yàn)橛糜诏B加的偏移距取決于速度拾取時的偏移距范圍，方位角決定的四個扇區(qū)保持有效。顯示的圖形和線形相同。3）、計(jì)算初至疊加一旦選定疊加幾何形狀，就可以計(jì)算和顯示初至疊加。重點(diǎn)：不論是初疊還是當(dāng)前疊加，程序會考慮到任何形式的預(yù)處理，如果已經(jīng)計(jì)算過校正量，當(dāng)原始道疊加時需應(yīng)用相應(yīng)的延遲量，如果做過速度分析，相應(yīng)的剩余LMOS同樣被應(yīng)用。顯示疊加一旦疊加完成，疊加道會自動出現(xiàn)在顯示區(qū)域，根據(jù)選擇的幾何形狀出現(xiàn)四個疊加顯示欄，然后就可以進(jìn)行初至疊加拾取。（見圖四）4）、疊加拾取并不是所有的疊加道都必須拾取，然而，在一個顯示欄拾取的道在其它三個欄里必須被拾?。ㄒ妶D五）。5）、計(jì)算新位置。6）、檢查新位置（見圖六、圖七）。2、計(jì)算校正量特別提醒：靜校正量從拾取的初至波疊加中獲得，在每一個炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)模式下做兩種疊加：順放炮方向和逆放炮方向，這種程序的算法要求炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)的順向和逆向疊加都要拾取。在應(yīng)用優(yōu)化后的線性動校后計(jì)算每一點(diǎn)的延遲時間，然后，用風(fēng)化層和替換速度參數(shù)從這些延遲中計(jì)算出校正量。因此，折射數(shù)據(jù)處理應(yīng)用延遲量，反射數(shù)據(jù)處理應(yīng)用校正量。所以，當(dāng)這些校正量應(yīng)用于SDITR的每一道或折射疊加后，延遲實(shí)際上也得到了應(yīng)用。校正量計(jì)算共分七個步驟：1）、定義幾何形狀。有兩種幾何形狀可以定義：指環(huán)形和變化性。缺省是指環(huán)形，環(huán)形分成兩個部分，紅色的代表順放炮方向道，綠色的代表逆放炮方向道。（見圖八）速度分析后用‘變形’。‘線形’只在位置重置時用。2）、計(jì)算和顯示疊加這一步必須分炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)兩種模式進(jìn)行。（見圖九、圖十）如果在工作的最初階段從原始道中加載了高程或其他它校正量，可以把它顯示在初至疊加的上面，這樣可以顯示疊加和高程曲線的相關(guān)性。（見圖十一）3）、疊加拾取必須拾取所有道，拾取完畢后，在計(jì)算校正量之前建議關(guān)閉所有疊加窗口。這是因?yàn)殛P(guān)閉窗口后會激活對拾取的檢測，如果有任何一道被漏拾，程序會彈出選擇信息窗口，列出那些未被拾取的道。4）、計(jì)算校正量可以先計(jì)算初始校正量（primarystatics)然后是剩余校正量(residualstatics)，或者直接計(jì)算剩余校正量。然而不能計(jì)算完剩余校正量后再計(jì)算初始校正量。可以迭代計(jì)算剩余校正量，但初始校正量只能計(jì)算一次。如果剩余校正量計(jì)算多次，它會自動累積。另一方面，如果初始校正量重新計(jì)算，則前一次計(jì)算的校正量將被覆蓋。5）、檢查檢查計(jì)算完的校正量值和重新置位的方法是一樣的。原始道，應(yīng)用了校正量的新計(jì)算的疊加道。（見圖十二、圖十三、圖十四）3、折射波速度分析當(dāng)原始道的校正速度不正確或是變化比較大時，單炮初至校正不到位，初至波達(dá)不到同相疊加，得到的初至疊加不能用于拾取，所以進(jìn)行折射波速度分析是必不可少的（見圖十五、圖十六、圖十七）。它將產(chǎn)生一個只對用戶界定的偏移距范圍有效的速度。速度分析共分五個步驟。1）、選擇模式。速度分析只能在binning模式下進(jìn)行，從Setings/Mode選件里選擇Binning進(jìn)入與速度分析有關(guān)的菜單。2）、定義幾何形狀。和校正量以及位置重置不一樣，定義速度分析的幾何形狀在Map/settings/customize對話框里進(jìn)行。從位置圖里的customize窗口選擇Displaybinning,顯示出一個藍(lán)褐色相間的方格盤(checkerboard)（見圖十八）。每一個方格是對應(yīng)地表的一個原始道的中點(diǎn)的正方形，其方位由用戶定義的方位角確定，它代表一個宏面元，宏面元的覆蓋次數(shù)可以顯示出來，以原始道的道數(shù)表示，如果宏面元的覆蓋次數(shù)很低，擴(kuò)大宏面元尺寸，它的邊長缺省是500米。注意不要有太多的宏面元（內(nèi)存有限）或太少（引起速度插值問題）。重點(diǎn)：方格盤由宏面元線組成，它的方向?qū)?yīng)X軸的方位角，線號在Y軸方向上遞增。因?yàn)榻Y(jié)果依賴于方位角，因此盡量要把方位角定義精確。宏面元號根據(jù)它所屬的線號定義，這些線號以百遞增，第一條線由101,102,103……組成，第二條線201,202,203……。3）、計(jì)算和顯示初至疊加。確定幾何形狀后，就可以計(jì)算和顯示初至疊加。原始道將按他們的面元號疊加，而不是按順向和逆向道疊加。必須指定一個偏移距增量參數(shù)，它意味著每隔多少米的道疊加在一起。一旦疊加計(jì)算完畢，疊加道會自動出現(xiàn)在顯示區(qū)域，如果疊加道在上一次的任務(wù)中計(jì)算過并且還有效，不需要重新計(jì)算，從File/Load里加載即可（見圖十九）。4）、疊加拾取。5）、檢查。得到的值可以在位置圖中檢查，還可以通過把這些值加在原始道上以及計(jì)算新的疊加來檢查（見圖二十到圖二十三）。4、原始道的拾取這種方法可以用于三種不同情況，具體操作視情況而定。第一、為提高在SDITR里計(jì)算的當(dāng)前條帶的校正量的質(zhì)量。第二、用SDITR一步法計(jì)算整個工區(qū)的校正量。第三、為得到在SDITR之外再次應(yīng)用的拾取量，和任何在SDITR里計(jì)算的校正量不相干。推薦：為了避免冗長乏味的拾取工作，質(zhì)量控制用標(biāo)準(zhǔn)誤差曲線可以使你發(fā)現(xiàn)出問題的區(qū)域，你可以定義一個誤差范圍，小于它的誤差可以忽略，只有那些標(biāo)準(zhǔn)誤差超過定義的值的道通過原始道顯示檢測出來。處理順序如下：拾取初至疊加，校正量計(jì)算，自動原始道拾取，QC標(biāo)準(zhǔn)誤差?？梢灾貜?fù)多次，直到誤差減小到令人滿意為止（見