06-中间参考面静校正技术
地震数据处理第五章：静校正
总的低速带校正量为：
' j
hl )
静校正前
地面 V0
低速带底面 V
反射界面
第一步：井深校正后
V0 V
地面 低速带底面 反射界面
第二步：地形校正后
V0 V
基准面 低速带底面 反射界面
第三步：低速带校正后
基准面
反射界面
小结
1、符号约定：剥去地层时间为负，即减去静校正 量为负号；填充地层时间为正，即加上静校正量为 正号。 2、最终基准面校正量计算公式为
近地表沉积的介质相对深层而言，沉积年代
相对较短，长年的风化作用使近地表沉积的介质 疏松，无胶结或半胶结，地层中含水与不含水， 含水量的多少都会引起地球物理特征的变化。
近地表厚度和速度的各向异性、地表高程起
伏都会对地震波场造成不等量的延迟，延迟的大 小与近地表地层的物性有关，这种延迟时若不校 正，将会影响到叠加成像和构造形态的可靠性。
ESW—炮点处风化层高 程 EGW—检波点处风化层 高程 ESR—炮点处参考基准 面高程
EGR—检波点处参考基 准面高程
Hs —— 井深
炮点基准面静校正量为：
TS
TSW
- TSR
ES
- E SW vW
hs
ESW ESR VR
检波点基准面静校正量为：
TG
TGW
- TGR
EG - EGW v
（1）基准面校正；CMP叠加参考面校正；低降速 带底面校正；
（2）控制点数据线性内插法（微测井、小折射方 法等建立控制点数据）；
（3）沙丘曲线法（根据沙丘厚度在延迟时曲线上 找到对应的延迟时，计算静校正量）；
（4）相似系数法； （5）数据库法（建立导线成果、浮动基准面高程、 地表高程、小折射成果、高速层顶深度、潜水面深度 等数据库）。
物探克浪软件培训
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为什么用初至波作静校正
4、初至波的x-t曲线是一种线性变化关系，用它来 研究表层地球物理模型参数的变化规律更加简单 、方便。 5、初至波来源于生产记录，与大炮同时施工，客观 反映了野外生产情况； 6、较表层调查资料而言，初至具有较高的覆盖次数 和较大的观测范围，能反映每个炮点和检波点的 信息，有利于静校正精度的提高。
之 后采用最小二乘法拟合出速度值。
• 广义互换法(GRM)
——可以消除地形起伏影响
东方公司物探技术研究中心
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浅层折射波解释方法
• 交互解释方法
——手工定义拐点，直线拟合速度值
• 手工解释方法
——完全人工解释，对特殊点具有 更 强的适应性
东方公司物探技术研究中心
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表层调查的现状
东方公司物探技术研究中心
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折射基本方程
A B
V1
VR
覆盖每个炮检点
东方公司物探技术研究中心
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折射基本方程
A B
相似系数
一般地区由于近代沉积的连续性和继 承性，地表与界面、界面与界面之间存在 着一定的相似性；我们利用这种相似性和 表层调查控制点内插控制点间的表层模型
，最后根据模型计算静校正量。
东方公司物探技术研究中心
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相似系数的选择范围：-1—1 相似系数：-1 相似系数：0
相似系数：1
东方公司物探技术研究中心
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井中接收测井检波器系统
东方公司物探技术研究中心
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地表
检波器（机械臂） 工作示意图
静校正技术培训材料
第一章基本理论与方法1静校正基础知识1.1静校正概念及特点对于表层而言，常规叠加必须满足两个基本条件，即地表水平和均匀水平层状介质，只有这样在地表接收到的反射波时距曲线才是双曲线，才能在应用常规动校正后，保证同相叠加。
但当存在地表起伏或近地表地层厚度和速度横向变化时，就会引起反射波双曲线畸变，进而影响叠加效果，降低资料品质；为了减少近地表介质的影响，需要对数据进行相应的校正，这种校正我们称之为静校正。
为了实现这个校正，通常需要定义一个参考面，我们称之为基准面。
因此，静校正的作用是消除地表高程、风化层厚度以及风化层速度变化对地震资料的影响，把资料校到一个指定的基准面上。
其目的就是要获得在一个平面上进行采集，且没有风化层或低速介质存在时的反射波到达时间。
我们之所以将消除表层因素的校正称为静校正，直传播的，应用时是对整个地震道进行简单时移，并且对于不同炮检距的炮点或检波点其校正量是唯一的。
也就是说，静校正量不随着反射层埋深和炮检距的变化而变化。
但我们知道，地震波在近地表介质中传播的射线路径是随着地层埋深和炮检距变化而变化的，因此，上面假设严格讲是不正确的。
通过图1-1的模型可进一步说明这个问题，静校正将炮点S和检波点R分别校正到S'和R',而使反射波的射线路径发生了变化，改变了反射波时距曲线形态。
当射线在风化层中的射线路径越接近垂直（风化层与高速层速度差异越大时），并且基准面越接近风化层的底界面时，这种路径的差异就越小，对反射波时距曲线地影响也越小。
1.2风化层和高速层注：实线为实际反射波传播路径，虚线上面谈到静校正有消除风化层厚度和速度变化的作用，在地质学中经常谈到风化层的概念，但对于地质学家和地球物理学家来讲，风化层的概念是不同的，应区分为地震风化层或地质风化层。
地质风化层表现为岩石的原地剥蚀与分解；地震风化层通常是指由空气而不是水充填岩石或非固化土层孔隙的区域，术语LVL （低速层）通常用于地震风化层。
静校正处理-地球物理学习基础
3、以上两种校正留下的残余和其它因素引起的剩余时差校正。
目前我们常用的静校正方法
高程静校正 折射静校正 层析静校正 剩余静校正
高程静校正
高程静校正
解决地形起伏、爆炸井深不一引起的静校正问 题可用高程校正方法解决。该方法利用野外测量成 果和预定的基准面高程以及基准面和地面之间的速 度来计算校正量。
地震波反射波的旅行时间反映地下反射点的位置，多个反 射点的位置勾画出反射界面的几何分布即地下构造形态。但由 于野外地形的起伏变化，采集时激发和接收点不在一个水平面 上，反射波旅行时间受地形变化的影响，它所反映的地下构造 形态包含有地表起伏的因素。通过静校正处理，将激发和接收 点的位置校正到一个水平面上以去掉地表起伏的影响。
初至时间差随炮检距差的变化如下图。图中星形的位置由该 接收点的初至时间差和炮检距差确定。根据这些星形的位置拟 合成直线（红色虚线），直线的斜率除以2就是V2。
+ 初至时差
_
G4
G2 G1
G3 _
G5 +
偏移距差
2、计算时间延迟项
时间延迟项的计算既可用互换法也可用迭代法
（1）互换法
一个站点的时间延迟需用两个炮点的三个折射波旅行时计算，如图：
3、后续处理的需要
地震资料处理的一些重要步骤是在反射波时距曲线为双曲线 的前提下进行的（速度分析、动校正等），但反射波时距曲线 为双曲线的条件是：地表水平、上覆介质速度为常数。为了后 处理的需要，应把反射时间校正到炮点、检波点均在一个水平 面上一样的情况。
地表水平、上覆介质速度为常数时,地震波传播路径如下图:
通过以上方法，把折射波旅行时方程的未知量都求出来了，但这不是目的。我们要
分析各类静校正方法的适用条件
分析各类静校正方法的适用条件地震勘探解释的理论都假定激发点与接收点是在一个水平面上，并且地层速度是均匀的。
但实际上地面常常不平坦，各个激发点深度也可能不同，低速带中的波速与地层中的波速又相差悬殊，所以必将影响实测的时距曲线形状。
为了消除这些影响，对原始地震数据要进行地形校正、激发深度校正、低速带校正等，这些校正对同一观测点的不同地震界面都是不变的，因此统称静校正。
广义的静校正还包括相位校正及对仪器因素影响的校正。
静校正是陆地地震资料常规处理流程中必不可少的一个环节。
在我国西北地区，地表条件比较复杂，静校正问题尤为严重。
目前地震勘探的重点主要在我国的西部，在这些地区静校正问题严重制约着地震勘探的效果，解决好静校正问题具有重要的理论意义和实际意义。
随着数字处理技术的发展，已有多种自动静校正的方法和程序。
本文简单地讨论各种静校正方法的分类以及适用条件。
静校正方法很多，归纳起来主要有以下三大类：第一类是基于模型和高程为基础的静校正计算方法。
（1）基准面校正；CMP叠加参考面校正；低降速带底面校正。
（2）控制点数据线性内插法（微测井、小折射方法等建立控制点数据）。
（3）沙丘曲线法（根据沙丘厚度在延迟时曲线上找到对应的延迟时，计算静校正量）。
（4）相似系数法。
（5）数据库法（建立导线成果、浮动基准面高程、地表高程、小折射成果、高速层顶深度、潜水面深度等数据库）。
第二类是基于生产炮初至信息为基础。
（1）基于折射原理的方法：①斜率、截距时间法，包括单倾斜和多倾斜折射面；②合成延迟时法，包括ABC方法、FARR显示方法、相对延迟时法、绝对折射静校正、合成延迟时法（DRS）；③时间深度项法或称为互换法，包括GRM、EGRM、ABCD法、相对折射静校正（RRS）、相遇时间法等；④回折波和折射波连续速度模型反演静校正方法；⑤迭代反演低降速带厚度法静校正（假设V0已知情况下）；⑥折射分析射线反演静校正方法。
（2）基于其它原理的方法：①走时层析反演，包括近地表速度模型约束反演、广义线性反演（GLI）、模型反演、数值等效法等；②初至曲线拟合，包括指数曲线拟合法、光滑曲线拟合法、模型曲线拟合法等；③多域正交迭代；⑤回折波层析成像法静校正；③全差分法。
层析静校正技术
层析静校正技术一级类目：油气勘探二级类目：前陆盆地油藏勘探技术三级类目：前陆盆地地震勘探技术——地震资料处理技术技术类型：前沿技术（中试或现场先导试验技术）在地形复杂、老地层出露地区，地表速度横向变化剧烈，折射界面不能连续识别时，传统的野外高程静校正、初至折射静校正很难解决好静校正问题。
层析静校正技术在这些地区尤其是在三维静校正方面具有明显优势。
从低速层底部折射的波可成功地用于计算和改善野外静校正。
层析静校正包括回转射线层析成像和静校正两部分。
1、层析成像首先利用回转射线层析成像估算近地表速度。
把要成像的介质离散成小矩形单元或格子状的网格，每个单元有一个单一速度（v）,输入数据是从单炮记录中人工拾取的折射（初至波）旅行时（t）, 震源和检波器都位于地表。
速度估算通过解下面方程组获得=?式中，D是射线段的矩阵（m×n），s是未知慢度的矢量（n×1），t为所观测时间的列向量（m×1）。
解方程?的方法很多，一般是最小二乘法和共轭梯度法。
相应的，不同求解方程?的方法形成不同的层析静校正方法。
使观测（拾取的初至折射）和预测的（根据初始模型进行射线追踪得到的）旅行时差最小。
其过程是一个迭代过程，一般分为5步：（1）拾取初至；（2）通过初始速度模型进行射线追踪；（3）射线路径分成小段，使其每个部分包括速度模型的每个网格；（4）对每条射线计算观察和预测的旅行时差；（5）将时差返回到速度模型，并不断地进行修正。
层析成像反演是一个非线形问题。
利用初始模型的一套射线追踪进行线形反演是实际可行的。
好的初始模型一般是根据初至旅行时或区域资料建立的。
当地形变化很严重时，建议用沿着变化的地形初始化的垂向速度梯度建立初始速度模型。
通过反演的速度模型和测井资料对比，回转射线层析成像可以估算比较精确的近地表速度模型。
2、静校正这个过程比较简单，从地面到下延拓基准面（利用所计算出的近地表速度场）垂直估算静校正值，然后用一常数替代速度，通过整体静态时移，将基准面上延到最后基准面。
初至层析静校正技术在迪那某测线的应用
图 1描 述 了正 态 分 布 的静 校 正 误 差 为
．
．
± 1
波层 析反 演与静校正 技术 能够详 细 反 演
每
一
校正
…
。
根 据 静校 正 对 数 据 的影 响
，
一
，
般
时 对 高 频 信 息 的压 制 作 用 表 1 描 述 了 不
同静校误 差 的截频 作 用
。
观 测 位 置 上 的速 度 信 息
，
．
不 存 在控
有长 短 波 长 之 分 地 形 和 低 降 速 带 的 厚
、
长 波长 静 校 变
制 点与 非 控 制 点 问题
正 的精度
。
，
从 而 保 证 了静 校
度 变 化 引 起 的 静 校 正 量 变 化 通 常剧 烈
主 要 是 短 波长 的静 校 正 量 从 地 质 角度 来 看
；
．
化 不 影 响反 射 波 的聚 焦 而 能产 生 地 震
；
近 地 表模 型 是 由
一
层
．
用高 度 密集 单元 划分可 以描述 更 为 复 杂
或 多层 岩 石 所 构 成 的 接 近 地 表 的 地 质 体 并 具 有 明 显 的速 度 厚 度 变 化 大 及 各
， 、
初至 走时层析静校正 初 至 走 时层 析反 演利 用直 达 波 折
、 、
的速 度 场 增 加 了初 至 信息 的利 用 率 同
，
由此 可 见 初 至 波 层 析 反 演 用
， ，
而 潜水面起
。
剖 面 中的假 构 造 异 常 影 响 构 造 解 释 和
，
于 估 算 表 层 速 度 借 此 解 决 静 校 正 问题
6.静校正
5.3初至折射静校正
A D G
加减法折射静校正
加减法折射静校正示意图
θc
B C H E F
图中有三个炮点检波点对，分别是 A → D 、 D → G 和 A → G ，现在定义 两个时间变量 t+ 和 t− 。
t+ = t ABCD + t DEFG − t ABFG
t+ = 2( zw z tan θ c CD CH ) = 2( ) − − w vw vb vw cos θ c vb v sin θ c = w vb
∆T= B ⋅ ∆M
= ∆M ( B B) B ∆T
T T
−1
5.4地表一致性剩余静校正
基本概念
地表一致性剩余静校正是在应用了野外静校正或者折射静 校正以后进行的。 由于多种因素，CMP道集中的各个地震道经过上面的两种静 校正之后仍然存在着高频短波长剩余静校正量，影响CMP叠加的 质量。因此在CMP叠加之前，还要对剩余静校正量进行估算和校 正，实现CMP道集的同相叠加。 计算剩余静校正量的方法较多，应用较广泛的主要有两类： （1）基于地表一致性时差分解的方法 （2）基于互相关(或称叠加能量最大)的剩余静校正方法。
5.1静校正相关概念
为了使地表一致性条件成立， 又入另外一个假设条件：地震 波在震源处沿垂直方向入射， 在检波点处沿垂直方向出射。 上述条件如果成立，需要 假设地表有风化层覆盖。由于 风化层的速度比下伏地层的速 度低得多，按照斯涅耳定律， 地震波在风化层中可以近似认 为沿垂直方向传播。
基本概念
5.1静校正相关概念
z x − 2 zw tan θ c zw + + t =w vw cos θ c vb vw cos θ c
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中间参考面静校正方法
地表 高速顶
高速顶
理想的中间参考面
下移后的面
中间参考面静校正方法
1800
圆滑半径900米高程曲线
1700
1600
地表高程曲线
1500
1400
圆滑半径1200米高程曲线
1300
圆滑半径2500米高程曲线
1200 537100 537200 537300 537400 537500 537600 537700 537800
测 线 中 北 山 地 区
中间参考面静校正方法应用效果
JX01-1
测 线 中 部 山 地 区
高 程 校 正 中 间 参 考 面
中间参考面静校正方法应用效果
JX01-5 山地区
静 校 正 效 果 分 析
中间参考面静校正的现场处理剖面（模型法）
中间参考面静校正的现场处理剖面（初至）
中间参考面静校正方法应用效果
层 析 反 演
岩 性 分 区
各段剖面效果无差异
各种资料的综合应用
中间参考面静校正方法
酒 东 三 维 表 层 调 查 的 高 速 层 速 度
1000m平滑的中间参考面校正速度
中间参考面静校正方法
祁 连 地 区 初 至 分 析 的 速 度
中间参考面静校正方法
方法一：用A和B 点的层析速度的平 均值求高速层到中 间参考面之间的速 度值。
中间参考面静校正技术
冯泽元
东方地球物理公司技术支持部
2003年1月
中间参考面静校正方法
中间参考面静校正方法的概念
顾名思义，中间参考面静校正方法就是 在高速层顶界面与最终基准面之间增加了一 个中间参考面。即作完低降速带静校正后，
再从高速层顶界面校正到中间参考面，最后
从中间参考面校正到统一基准面。
中间参考面静校正技术
中间参考面静校正方法
第三部分——基准面校正
基准面校正就是从中间参考面到 统一基准面之间的校正，它只与校正 速度有关。 因为中间参考面本身是一个非常 圆滑的面了，因此校正速度对叠加效 果几乎没有什么影响，所以校正速度 的选取也就变的不那么严格了。
中间参考面静校正方法应用效果
高 程 校 正 的 剖 面 中 间 参 考 面 的 剖 面
A
B
方法二：从A到B 各网格内的层析速 度累加后求平均值 得到高速层到中间 参考面之间的速度 值。
中间参考面静校正方法
131101 750 131182 131263 131344 131425 131506 131587 131668 131749 131830 131911 6考面静校正方法
0 500 1000
戈壁区中 间参考面 校正速度 2500m/s 的 初叠剖面 戈壁区中 间参考面 校正速度 4000m/s 的 初叠剖面
1500
0
500
1000 1500
中间参考面静校正方法
4500 4000
JX01-5测线中间参考面校正速度曲线
3500
3000
2500
2000 380
地表
高速层顶界面
窟窿山地区某测线的表层模型剖面图
中间参考面静校正方法
地表高程
高速层顶界面
中间参考面静校正方法
中间参考面把静校正分成三个部分
低降速带校正、中间参考面校正、基准面校正
统一基准面
地表
高速层顶界面 中间参考面
中间参考面静校正方法
第一部分——低降速带校正
低降速带校正可以采取以前讲过的
任何方法，如层间关系系数法、时深关
JX01-2测线（联络测线）
中间参考面现场处理剖面（模型法）
中间参考面静校正的剖面（初至）
中间参考面静校正方法应用效果
柴达木盆地红柳泉三维现场处理剖面
高程校正
地 表 高 程
中间参考面静校正
中间参考面静校正方法应用效果
窟窿山三维第16束线现场处理
未用中间参考面
采用中间基准面
430
480
530
580
630
680
730
780
830
880
930
980
1030 1080 1130 1180 1230
3700 3600 3500 3400 3300 3200 3100 3000 380
JX01-2测线中间参考面校正速度曲线
430 480 530 580 630 680 730 780 830 880 930 980 1030 1080 1130 1180 1230
中间参考面静校正方法应用效果
JX01-9
JX01-7 JX01-2 JX01-1 JX01-3 JX01-5
窟 窿 山 地 区 卫 星 照 片 地 形 图
中间参考面静校正方法应用效果
JX01-1
测 线 北 部 戈 壁 区
高 程 校 正
中 间 参 考 面
中间参考面静校正方法应用效果 高 程 校 正 中 间 参 考 面
系曲线法、绝对折射静校正方法、相对
时差静校正方法、绿山折射静校正方法
等。总之，在不同地区要寻找一个能较
好控制低降速带高频静校正变化的方法
；确定这个方法一般需要试验。
中间参考面静校正方法
鸭线 老表 南层 地调 区查 第静 十校 四正 束法 鸭线 老时 南深 地关 区 第系 十曲 四线 束法
中间参考面静校正方法
第15束选用的不同圆滑半径圆滑高速顶对应的高程曲线图
中间参考面静校正方法
900米平滑半径
1500米平滑半径
2500米平滑半径
第15束不同圆滑高速度顶对应的静校正剖面
中间参考面静校正方法
合理中间参考面的生成方法
——用地表或高速层顶界面低洼点高程连线 平滑，适当下移得到中间参考面。
低洼点连线
地表或高速层
中间参考面静校正方法
针对目的选择中间参考面？
中 间 基 准 面 的 应 用
消除界面起伏造成的静校正误差 消除速度变化引起的静校正误差
保证最终基准面校正速度的一致
中间参考面静校正方法
选择中间参考面的原则
a) 对于一个探区（盆地）最好是统一的；
b) 原则上越平越好，实际实施时一般要求 不存在中、短波长成分；
为什么要增加一个中间参考面哪？
水平基准面 低降速带
高速层
中间参考面静校正技术
3500 3400 3300 3200 3100 3000 2900 2800 2700 2600 2500 2400 2300 2200 2100 131101 131182 131263 131344 131425 131506 131587 131668 131749 131830 131911
柳表 北层 地调 区查 第静 五校 束正 线法 柳时 北深 地关 区 系 第 五曲 束线 线法
中间参考面静校正方法
模 型 校 正
酒泉盆地窟窿山三维
初 至 校 正
中间参考面静校正方法
第二部分——中间参考面校正
为什么叫中间参考面？
中间参考面是一个虚拟的深度面，它不 是一个实际的地质界面。实际的地质界面可 能没有或者是埋藏很深，我们没必要去追踪 它，只要选择的这个面能达到我们的目的即 可。因为选择的这个面是个虚拟的面，所以 称之为中间参考面。
中间参考面静校正方法
酒 泉 盆 地 六 块 三 维 中 间 参 考 面
3200 3100 3000 2900 2800 2700 2600 2500 2400 2300 2200 2100 2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100
中间参考面静校正方法
c) 中间参考面在高速层顶界面之下并尽量 接近高速层。
中间参考面静校正方法
为什么要求中间参考面尽量接近高速层？
高速层顶界面
中间参考面
中间参考面静校正方法
生成中间参考面的方法
以往生成中间参考面的方法一般有两种： ——用地表高程数据圆滑生成； ——用高速层顶界面高程数据圆滑生成。 这两种生成方法会造成圆滑和深度之间的 矛盾。如圆滑半径小，中间参考面不够平缓； 圆滑半径大，下移后地形平坦地段太深，而地 形起伏较大地段相对较高，中间参考面起伏不 合理。
350
250
150
50
-50
V2000
V2500
V3000
V3500
V4000
V4500
不同中间基准面校正速度计算的静校正量曲线
中间参考面静校正方法
0
500
1000
山地段中间 参考面校正 速度2500m/s 的初叠剖面 山地段中间 参考面校正 速度4000m/s 的初叠剖面
1500
0
500
1000 1500
不同剥去速度对应的静校正量对比图
中间参考面静校正方法
中间参考面校正速度的选取
1500m/s 2000m/s 2500m/s
3000m/s
3500m/s
不同剥去速度静校正效果对比图
中间参考面静校正方法
中间参考面校正速度 常速校正
表 层 调 查 剖 面 对 比 表 层 调 查
变速校正
速 度 扫 描
初 至 分 析
窟 窿 山 三 维 中 间 参 考 面
中间参考面静校正方法
300
剥去速度3500米/秒
250
剥去速度3000米/秒
200
实际应用的剥去速度V1米/秒
150
剥去速度2000米/秒
100
剥去速度1500米/秒
50
剥去速度2500米/秒
V1代表实际剥去速度
0 921150 921250 921350 921450 921550 921650 921750