地球物理资料数字处理(第七讲第八讲)

第二节静校正（StaticsCorrection）理论上，我们假定激发接收是一个平面，且地下介质是理想均匀的。实际上的激发接收并不是在一个平面，而是一个起伏不平的，且地下介质也不是均匀的，特别是近地表的风化层形成了一个低速带。因此，静校正的目的是消除地表起伏和低速带横向变化不均匀对地震记录产生的时差。本节要点：一次静校正原理；剩余静校正地表一致性假设条件；自动统计静校正原理；自动统计静校正步骤。一、基准面校正(DatumplaneStaticsCorrection)如图(2-7)所示,h0为激点高程,hH为激发井深,hs为实际激发高程.hR为接收点高程,h1为激发点基准面以下低速带厚度,h2为接收点基准面以下低速带厚度。图２－７地震波传播示意图设地震波在低速带中按垂直路径传播，则1．基准面以上的校正量(AboveDatumplaneStatics)00sRhhVV(2-1-1)2．基准面以下的校正量(BelowDatumplaneStatics)1122000()()hhhhVVVV(2-1-2)3．总静校正量(TotalStatics)11220000()()sRshhhhhhTVVVVVV(2-2-3)分析上式，若想求出静校正量，则必须测出激发点和接收点的高程以及低速带的速度和厚度等数据。因此，静校正的精度取决于上述数据的精度。二、剩余静校正(ResidualStaticsCorrection)经过基准面校正（也称为一次静校正）后，所有的数据并未精确地校正到基准面上，仍然存在有一定的剩余静校正量。这是因为我们很难获得精确的地下低速带的速度及厚度数据，由于存在剩余静校正量，使得多次迭加的结果质量下降，因此必须进行剩余静校正。1．剩余静校正地表一致性假设(SurfaceConsistencyAssumptionResidualStaticsCorrection)１）同一炮点，地震波在低速带中的旅行时间与入射角无关，即认为地震波在低速带中是垂直传播的。２）炮点和接收点的剩余校正量是随机的，其均值为零。即一个排列的剩余静校正量有正有负，平均以后应该接近零。２．多次覆盖资料剩余静校正量统计特点(StatisticCharacteristicsofResidualStatics)１）任意记录道的总的剩余静校正量由激发点静校正量s和检波点静校正量R组成，则Rs（2-2-4）称为相对剩余静校正量，R为检波点绝对剩余静校正量，s为炮点绝对剩余静校正量。２）在一个排列上，同一炮，不同道接收时，其炮点剩余静校正量不变，检波点剩余静校正量不同，符合均值为“0”的条件。若以24道为例，则有炮号道号炮点静校正量检波点静校正量总静校正量s1s1R11sRs2s2R22sRs24s24R2424sR则总校正量的平均值242411112424sRisii３）对于同一接收点，不同炮，组成的道集，其检波点剩余静校正量不变，炮点的剩余静校正量不同，符合均值为“0”的条件。对六次覆盖资料，24道，同一地面点有12次重复接收（见图（２－８））图２－８同一炮多通接收，同一检波点，多次接收炮号道号炮点静校正量检波点静校正量总静校正量１11s1R111sR２３2s2R223sR１２2412s23R121223sR则总校正量的平均值12(21)1112RjAj三、自动统计静校正自动统计静校正量是建立在互相关理论基础上的一种静校正方法。利用自动统计静校正，即可以求出相对静校正量，也可以求绝对静校正量。自动统计静校正的方法很多，这里只介绍最常用的两种方法。１．CDP道集内相对静校正量的求取经过动校正的CDP道集，如果不存在相对静校正量，则CDP道集的各道其相位应该对齐。但是，由于相对静校正量的存在，使得CDP道集内各道的相位不能对齐，如图（2-9）所示。图（２－９）自动统计静校正的基本原理为，在CDP道集内建立标准道，并计算CDP道集内的各道与标准道的互相关，提取互相关函数峰值对应的时移并进行校正，则，该道与标准道对齐。１）标准道的形成设CDP道集(1,2)ixiN，标准道()yt。11()()NiiytxtN（2-2-5）２）互相关求取静校正量在选定的时窗内，对CDP道集的所有道()xt，计算该道与标准道的互相关，可得相关函数曲线图2－10所示。图2－10互相关井校正量求取示意图21()TxyiiiTrxy(2-2-6)其中，()xtr是互相关函数；0,1,2M，M为最大静校正量；T1,T2为时窗的起始时间和终止时间T1-T2为时窗宽度；则相关函数曲线峰值对应的时移值k，则为静校正量。３）参考道的加工前面所述方法建立的参考道只能将该CDP道集内的各道相位对齐，在各CDP道集之间并不能保证所有CDP道集的各道相位对齐。因此，需要对参考道进行加工，使各参考道一致。加工的方法有混波，组合，三道相位均衡等。２．互相关法炮点或检波点绝对静校正量求取求取炮点或检波点绝对静校正量首先需要进行抽道集工作。下面以求取炮点绝对静校正量为例介绍如何求取绝对静校正量方法。１）抽道集野外观测系统如图(211)所示，对于任意第n炮，有N道，则该炮第j道为()jxt，若覆盖次数为六次，则第j道所在的共深度点迭加的结果jx为61()()jnjnxtxt（j＝１，２…N）(2-2-7)1）标准道的形成图２－１１观测系统用()yt表示标准道，则对于第n炮第j道所在的道集内，令()jyt为()()()jjjytxtxt（2-2-8）上述计算的目的是消除()jxt道在标准道中的影响。３）互相关,,0()TjjkjKKrxy其中，T表示时窗的长度，K表示时窗中抽样序号。这样在第n炮组成得到集中，我们可以得到N个这样的互相关函数。对于N个互相关函数进行迭加有(),,000()NNTjjkjKjjKRrxy0,2,16或=0，432）（2-2-9）将R()以为横坐标，以R()为纵坐标绘图。此时，相关函数极大值所对应的值就是所求炮点绝对静校正量。对于求取接收点静校正量，只需抽取属于同一地面接收点的道集，然后按上述方法可求取检波点绝对静校正量。3.自动统计静校正量步骤利用上述方法可以求出剩余静校正量。由于剩余静校正量的求取是以统计理论为基础。我们知道统计计算需要以大量的数据为前提。显然，我们求取剩余静校正量时使用的数据并不能满足“大量”的前提，除此以外还有一些复杂的因素影响。因此，所求的静校正量仍然存在误差，但是，若我们科学地进行静校正则我们可以克服这一矛盾。静校正的具体步骤为1）求取全测线各炮点静校正量。2）用静校正量的70%对与本炮点各道进行静校正，对全测线所有炮完成静校正。3）求取全测线各地面点的静校正量。2）用静校正量的70%对与地面点有关的道进行静校正，对全测线所有地面点完成静校正5）对于测线上，所有炮点和接收点静校正量中，选择30%中的最大值，并进行平均，然后与给定的误差比较；若小于给定误差（如2毫秒），则静校正结束，若不满足给定误差，则重复（1）~（4）步骤直至满足为止。4．参数选择剩余静校正质量与参数选择有一定的关系，参数选择合理在一定程度上可提高剩余静校正的质量。1）标准层的选择由于静校正只与空间位置有关，与时间无关。因此，在一道记录中选一个波组，在一张剖面上选一个好的标准层即可。选择标准层的标准为波组连续性好，波形稳定，能量较强，倾角较小的同相轴。2）相关时窗的选取相关时窗的选取以一个波组长度为宜，一般为100毫秒--200毫秒。3）最大值选取选取最大值时应考虑静校正只能在半个相位内进行的情况，太大会产生窜相位的问题，一般最大值选为16毫秒。4）相关峰值选取。相关函数曲线()R如果只有一个峰值，则此峰值对应的值即为静校正量。如果相关函数曲线()R出现两个峰值。（如图2-12）采用以下准则判断若1221()()rr则取1，反之取2。实际上，提高统计静校正量有许多方法，这里只介绍最基本的原理及方法。其他方法和步骤可根据工区资料的特点进行一些特殊的加工，这里不作介绍。