GeoMountain采集工程师表层调查软件及其应用_工程实践

摘要

摘要：中国西部地区的表层结构复杂多变，这不仅影响了激发和接收，使野外采集难以获得较高信噪比的原始资料，而且也严重影响了地震资料的成像和振幅保真处理。针对该问题，GeoMountai

摘要：中国西部地区的表层结构复杂多变，这不仅影响了激发和接收，使野外采集难以获得较高信噪比的原始资料，而且也严重影响了地震资料的成像和振幅保真处理。针对该问题，GeoMountain采集工程师表层调查软件通过对微VSP、微测井、小折射和双井微测井等资料的人机交互处理和解释，实现了表层速度反演，建立了准确的表层物理模型，从而指导野外激发、接收，为静校正量计算提供了可靠的数据。从实际应用情况看，该软件是研究复杂多变近地表环境的有效工具。

关键词：GeoMountain软年系统；地表；地震数据；采集；计算机程序；设计

0 引言

在山地、沙漠、黄土较发育地区，表层结构复杂、地形起伏大，这影响了地震勘探的激发和接收，使野外采集难以获得较高信噪比原始资料；而引起的反射时间延迟、振幅畸变等问题严重影响了地震资料的叠加成像、剖面的构造解释和储层的研究^[1～2]。为解决采集中的激发问题、资料处理中的静校正问题、波场延拓问题、振幅保真问题，进行复杂探区表层调查、建立精细的表层物理模型至关重要。现今常用的地震勘探表层调查方法有小折射、单井微测井、双井微测井和微VSP等方法。小折射成本低，易实现，但只适用于地表较平坦，地下模型较平缓，层状均匀介质的地区；微测井能够准确地提供表层低、降速带的速度界面和速度值，但在复杂地区钻井效率低、成本高，不易实现；微VSP法是地面激发一次井下多道接收，同一炮的初至能量的对比关系能反应地层的衰减特征，进而可反演地层的品质因子，能更好地搞清表层速度结构问题。因此，在实际生产中，需因地制宜地选择恰当方法进行表层结构调查^[3～5]。

GeoMountain采集工程师表层调查软件是川庆钻探工程公司地球物理勘探公司研制的GeoMountain采集工程师软件系统的核心组成之一，具有对常规表层调查方法所获原始资料的人机交互处理、解释能力，还提供了逐点动态井深设计、未钻遇低降速带底界地层的速度和厚度预测等功能，它可基于各控制点的解释成果，利用内插外推方法建立准确的表层物理模型，从而指导野外地震资料采集的激发和接收，也为静校正量计算提供可靠数据。

1 软件设计

1.1 软件架构设计

GeoMountain采集工程师表层调查软件架构从逻辑上可分为3个层次，从下到上分别为数据层、业务层和表示层。表示层提供给用户一个方便、灵活、高交互性的人机界面；业务层响应上层的用户请求，从数据层获取表层调查相关数据，执行处理、解释任务，并将相应的数据传给表示层以文本、图件等方式显示出来；数据访问层提供数据访问接口并维护数据的完整性、安全性，它直接与数据库交互。这种架构保证了该软件中每层都相互独立且完整，利于各种数据的管理，便于软件的维护和升级。

1.2 功能结构设计

GeoMountain采集工程师表层调查软件涉及观测系统定义、数据加载、资料处理与解释、表层模型建立及静校正量计算等多个方面。如图1所示，该软件主要由单个控制点资料处理解释模块、表层模型构建与静校正计算模块和其他功能模块组成。整个软件的工作流程大致为：首先定义班报，并导入小折射、单井微测井、双井微测井和微VSP野外采集的单炮数据；再进行数比增益显示、初至拾取等处理；接着进行初至拟合并生成单个控制点的低、降速层速度和厚度解释成果；通过多个控制点的解释数据，采用内插和外推技术建立二维和三维表层模型，最后利用上述模型进行逐点的井深设计和模型静校正量计算。

2 软件主要功能和技术特色

2.1 常用表层调查方法资料处理解释

针对各种地表条件，软件具有对多种表层调查方法(小折射、单井微测井、双井微测井和微VSP)所获原始资料的处理和解释功能。在小折射方面，软件既能实现常规相遇观测法所获资料的处理，并提供截距时和广义互换两种方法解释，也能对追逐放炮观测系统所获资料进行处理解释。微VSP模块利用测井段的初至时间分层计算测井段的速度，它能进行波的动力学分析，为用户提供频率和能量关系曲线和地层Q值的计算。双井微测井技术是比常规微测井技术和小折射方法更先进的一项新技术。软件也提供了利用双井微测井资料进行波动力学分析的功能，从而帮助用户进一步确定最佳激发井深范围。在进行上述4种资料处理解释中，软件均提供了自动拾取初至和自动初至拟合功能。

2.2 未钻遇地层的预测

在未钻穿低降速带地区，GeoMountain采集工程师表层调查软件提供了用微VSP资料预测低降速层底界深度和速度的功能，可解决巨厚黄土区的近地表调查难题。其实现步骤如下：首先拾取初至时间，然后对炮记录进行上、下行波分离，并在上行波记录上拾取目的层(预测层)的旅行时，最后利用已钻井段的深度、速度以及目的层旅行时并根据上行波的时距曲线方程预测出未钻遇地层的深度、速度、倾斜角度。

2.3 逐点井深设计

实际生产中，表层模型建立后，紧接着需要做井深设计。在本软件中，用户只需设置每个激发点的药量、每公斤药量的长度、激发点距高速顶的深度3个参数，就能获得工区内各点的井深设计值。

2.4 二、三维表层建模及静校正量计算

实际生产中，一个勘探工区只可能作有限的调查点，需要用这有限的调查点的速度、厚度来建立整个工区的表层结构模型。GeoMountain采集工程师表层调查软件利用控制点信息并借助层间相似关系完成二维表层模型构建，采用克里金插值法实现了由控制点信息来构建三维表层模型；并基于表层模型提供二维和三维的静校正计算功能。

3 软件应用

3.1 复杂地表区的应用

该区地表岩性复杂，表层结构纵、横向变化较大(见图2)。在碱滩碱湖、沙漠区用小折射方法，砂岩出露区用微测井方法进行表层调查。