摘要：随着地震勘探进入四川盆地周边大山区以及盆地内低、降速带极其严重的复杂近地表区，即便是采用最佳拟合的浮动基准面来处理，其剩余动校正量也足以破坏浅、中层数据叠加成像。研究动校时差理论发现，动校正量客观地存在于野外采集记录中，它不仅与炮检距有关，而且还与近地表、地下速度结构紧密相关，而与地表一致性静校正结果则无关。因此，动、静校正应该是相互独立而有序的两件事，不应该把两者混在一起，更不应该先作静校正、后作动校正。这是近些年来在研究浮动基准面所没有触及的实质性问题。为此，在分析大山区复杂近地表数据受剩余动校正量的实际影响之后，提出了把动、静校正分开，先作动校正、后作静校正处理，视浮动基准面为静校正中一个概念的一套真地表动校叠加技术。该技术方案既适应复杂近地表情况，又满足了各种复杂条件的要求，处理的地震资料浅、中层成像普遍得到改善，也更符合实际地质情况，为后续的深度偏移处理打下了基础。
关键词：真地表；动校正；剩余动校正量；浮动基准面；地震资料处理；四川盆地
1 复杂近地表区对浮动基准面技术的挑战
本文参考文献[1]中大量的计算证明，在地形起伏比较小时，以炮、检中点为基准线作静校正，则校正误差最小。这实际上是指动校正的参考点选在炮、检中点位置，即相当于动校正曲线的零点和实际记录的时间零点相匹配，则剩余动校正量等于零，这就是浮动基准面的雏形。后来，在排列长度比较小时，地形起伏也不大，动校正的参考面(即浮动基准面)都是用一个排列长度作为平滑参数(即1个CMP道集1个炮、检点静值平均值，该值与道集内各道炮、检点静值的差值作为相对静值)产生的(图1)。自20世纪80年代中期创建浮动基准面以来，在一般小山区、丘陵地区、高差不是很大、且排列也不是很大情况下，浮动基准面条件下的相对静值一般表现为高频成分。这符合最小静值准则，对动校正没有多大影响。而盆地周边大山区的特点是：地形相对高差大、起伏频度大，再加上排列不断增大，相对静值中包含大量的中、低频成分，这就不能满足最小静值准则，使动校正量有过量的剩余，浮动基准面技术就显现出局限性了。对平原及沿海滩涂，低、降速带突出，相对静值也不会只有高频成分，甚至包含有大的低频成分，先做相对静校正也会影响动校正的正常规律。
1.1 实例分析
选择了川西大山区、川中小山区和类似川西平坝的印尼海边测线，展示了它们的近地表结构、某些点的浮动基准面值及高程和层析静值差值分布，以期寻找到一些规律。
川西大山区某线CMP2250道集中炮、检中点分布，排列长度最大7200m。该线展示了大排列、大的地形起伏下(相对高差大于1000m)有大的炮、检中点离散度，约为260ms(双程时间)。计算浮动基准面时，若按最小半径平滑，其值为175ms，按最大半径平滑为140ms。最大最小平滑结果相差双程时间70ms。依据最佳拟合原则作平滑，最终所选的CMP基准面值为160ms，基本上处于各炮、检中点分布的重心位置，从而使近80%的道处于80ms误差范围内。
川中LG3D的1个CMP点的炮、检中点分布中，其离散度达±60ms。该区地形较平坦的二维某线，最大炮检距只有1890m，离散度达±40ms。
地形相当平坦的沿海某线，最大炮检距2625m，炮、检中点最大离散度达±50ms。其高差和层析静值的差值曲线则表现出相当大的长、短波长静值变化，说明该区近地表结构纵、横向变化很大。
在某些条件下，这样大的离散度也是不可容忍的。如图2所示：当地形有起伏、处理基准面为水平基准面时，先作静校正，相当于把动校正的参考点放在水平基准面上，动校正曲线相对实际记录道作了△t0的时移，使地震记录作动校正后产生了剩余动校正量。这个剩余动校正量是随着深度的增加而变小，随着炮检距的增大而变大，从而有了所谓的“静校不静”问题。表1为炮、检中点离散度(△t0)对不同炮检距(x)和反射时间(t0)的剩余动校正量表。这里取其下限，使用较高速度(v=5000m/s)做常规动校正计算。从表1可以看出，通常情况下(大山区、5000m以上炮检距)可影响到2s数据成像。
1.2 理论分析
1.2.1一般倾角时差校正方程
其中tn2=t02+4h2/v2
式中t0为反射时间；v为速度；Φ为倾角；h为炮检距。
可见动校正规律不仅与炮检距有关，而且还与速度结构(t0、v、Φ)紧密相关。
地质体的速度结构是最终要求解的，只有近地表速度结构才是影响静校正的因素[2]。近年来，静校正技术的发展使其能用比较精确的方法获得了近地表结构。因此，原始记录的时间就是有效反射波从地面到地下反射界面，经复杂地质体，又经目前计算的近地表结构，在地表被接收器接收的时间。所以，在作动校正时这个时间是不能随便改变的。也就是说，动校正量客观地存在于野外所采集的地震记录中，它与近地表及地下速度结构相关，或称为与近地表及地下的非均质性相关(当然与炮检距相关联)，而与地表一致性的静校正结果无关。
因此，动校正、静校正应该是相互独立而有序的两件事。不应该将二者混在一起，更不应该先静校正、后动校正。这是多年来没有研究人员关心的一件事。
1.2.2关于最小静值准则
1) 最小静值准则就是动校前的静校正量应该最小，不要去破坏记录本身的动校正规律。使得动校正误差最小，但不是没有[3]。
2) 从速度分析的角度讲，速度分析必须用一个排列范围内的道扫描速度。排列越大则动校正量越大，速度的分辨率越高，一个地区应该有一个较大的排列长度。但排列增大，平滑程度加大，浮动基准面就更平缓(图1)。对大山区以及低、降速带严重地区，相对静值是相当大的，这和最小静值准则相违背。
3) 更为关心的是速度的起点，或叫速度的时间坐标是否和记录的时间坐标相一致。最小静值准则就是讲二者误差问题。
4) 对于高陡复杂构造，陡倾角需要大炮检距。但是，大炮检距又增大了浮动基准面的平滑程度，使相对静值中富含中、低频成分。这样，二者误差更大。
1.2.3小结
以上分析表明：目前常规CMP基准面下，不管是大山区还是低、降速带严重的沿海滩涂，由于浮动基准面使相对静值的离散度很大，致使剩余动校正量很大；在资料的常规处理中，都是先静校正，后动校正，从而破坏了原始记录的动校正规律，使动校正中的理论曲线与实际记录时间不匹配。因此，能否找到一个既适合各种复杂情况、又能满足各种复杂条件要求的完全方案呢？
2 各种动校叠加方法研究现状
2.1 常规浮动基准面动校叠加方法
2.1.1炮、检点的相对时移量
式中Si和Rj为炮、检点静校正量；Ck为炮、检中点k位置上道集内平均时移(低频的CMP基准面值)。
2.1.2动校正量表达式
式中△TS和△TR为炮、检点正常时差；S、R为炮点和检波点到CMP点水平距离；口为动校正速度；T0C为CMP点的丁T0时间；T0为基准面时间。
2.1.3效果
当地形起伏频度大、相对高差大、排列大(炮检距大)或低、降速带(厚度、速度)的纵横向变化大时，Ck面(CMP基准面)常常远离地面，从而造成△T0.NMO有很大误差(剩余动校正量)。
2.2 原有的真实地表动校正方法[4]
2.2.1动校正量表达式
式中D、Zi和Zj分别为基准面、炮点和检波点高程；vr为替换速度。
2.2.2效果
用替换速度把炮、检点高程换算为时间，这个时间并不等于记录地震波所经历的时间。因此，动校正并没有从真实地表开始，还有剩余动校正量存在。
尽管没有设浮动基准面，实际上已经很接近以每道炮、检中点为参考点作动校正。其剩余动校正量较小，所以效果较好。
2.3 最小静校正误差浮动基准面方法[5]
2.3.1方法
1) 本文参考文献[5]证明，当浮动基准面在地面和低速带底板之间时(即hd=hd0-△hd，hd0和hd为地面和浮动基准面高程，△hd为浮动基准面与地面之差值)静校正误差最小(其静值均方误差在平滑地面、高速面、平均静值面之中是最小的)。
同时，从本文参考文献[5]还可以看出：v2/v1越大，则△hd越大(v1为低速带速度，v2高速层速度)；x越大，则△hd越大(x为炮检距)。
2.3.2条件
x＜1000m，v2/v1比较小，△h＜400m(△h为相对高差)。
2.3.3效果
△hd越大，则动校正越不遵循地震波射线传播规律，剩余动校正量越大。
以上条件都是比较简单的近地表条件。对大山区、沿海滩涂等复杂近地表条件则不适合。
即便在以上简单条件下，也是丢弃动校正误差影响、强调叠加速度应取决于低速带底板速度为标准，在地面和高速层之间寻找的折中方案。
3 真地表动校叠加技术
以上方法各有千秋。相比之下，第2种方法效果较好，但也有不足：①不该用替换速度校正炮、检点高程作为动校正的起点，这样就主观地改变了炮点和检波点的相对位置；②不设浮动基准面就无法扫描叠加速度。
显然，以上方法都没有考虑从根本上解决剩余动校正量问题。真地表动校叠加技术将以一种新的思路弥补了以上各方法的不足。
3.1 动校正公式
式中vS和vR为炮、检点的速度函数。
3.2 建立浮动基准面(与常规相同)
式中N为覆盖次数。
3.3 新方案的特点
1) 该方案与第2种方法的区别在于动校正参考点放在了真正的地面，从而使动校正严格地遵循了地震波射线的传播规律。
2) 在处理流程中严格地将动、静校正分开，按先动校正、后静校正的原则进行速度分析、动校和叠加。
3) 真地表也不是以地表为浮动基准面，浮动基准面应该是静校正中的一个概念。
4) 如果一定要说动校正有浮动基准面的话，那就是以每道炮、检中点为参考的一个虚拟的面。
5) 这里不存在(也不需要)最小静值准则概念。
6) 显然，该技术不受最大炮检距的限制，同时也为大炮检距的一套处理方法扫清了障碍。
4 新方案下的效果分析
4.1 剩余静校正量更加地表一致性化
由于动校正严格地遵循了地震波射线的传播规律，这里不存在最小静值准则，也就不存在剩余动校正量。因此，剩余静校正过程中也就没有剩余动校正量的干扰，剩余静校正量更加地表一致性化。与常规剖面相比，浅、中层资料成像普遍得到改善(图3、4)。
4.2 关于最大炮检距
新的动校正方案将不限制炮检距。一个地区无论排列(最大炮检距)多么大、近地表条件多么复杂，从而使相对静值再大也影响不到动校正。在设计排列长度时，至少缺了一个可顾及的因素。同时，也为大炮检距的一套处理方法(如视各向异性)扫清了障碍(去掉了剩余动校正量的干扰)。
4.3 关于动校正误差
动校正的误差将不再来自于相对静值离散度大的干扰。现在的动校误差仅取决于速度的准确度，以及由近地表模型所计算静值的误差。尽管资料经自动剩余静校正后速度和剖面质量都有很大提高，但是目前的叠加速度都是由人工选取的，由于认识和成像技术的多解性，使误差在所难免。
4.4 浮动基准面的功能
现在的浮动基准面仅是静校正中的一个概念，是速度分析的一个重要工具。因为静值的长、短波长是由排列长度定义的，所以它是长、短波长静值的一个分界线。
新方案下动校正的参考点是地面，但真地表并不是以地表为浮动基准面，它是以每道炮、检中点为参考的一个虚拟的面。该面和静校正中的浮动基准面有差异，一般情况下该差异表现为高频成分，最终该差异将反映在所选的速度中。因此，新方案所选速度浅层普遍降低，但是现在的速度与介质速度更有关联度，与层析模型的浅层具有一致性。
4.5 关于叠加速度
目前的叠加速度将受近地表浅层低速带的影响。对习惯于用叠加速度作偏移，甚至用叠加速度作时一深转换的做法可能认为不妥，只需将速度作个基准面校正或以一定长度的平滑滤波，去掉高频成分，还是可以应用的(图5)。但这都是在一般比较平缓构造下的情况，在高陡复杂构造情况下，还是要先作DM0，经DM0后所扫速度才能为偏移和时深转换提供比较合理的速度。从图5-b可看出，浅层层次感更清楚、横向更稳定。
5 结束语
自20世纪80年代创建浮动基准面以来，从来都把动校正零点放在浮动基准面上。早期，受地震勘探区域限制(工作在平原或小丘陵区，排列比较小)用排列长度平滑所建浮动基准面和地面很接近，从而使动校正误差比较小，也就没有引起重视。严格地讲，只要有地形起伏，有低、降速带存在，用排列长度(最大炮检距)平滑生成浮动基准面就会有相对静值存在。把动校正零点放在浮动基准面上，就一定有剩余动校正量存在。
所以，真地表动校叠加技术具有普遍意义。但老的方案也不是特例，而是早期勘探阶段认识不到位的一个临时办法。因为特例是指野外没有地形起伏，其近地表为均质情况，在这种情况下也就不需要浮动基准面了。
参考文献
[1] 周彬忠，包吉山.山区静校正问题分析[J].石油地球物理勘探，1985，20(6)：581-596.
[2] 王进海，唐怡，朱敏，等.复杂近地表结构的再认识[J].天然气工业，2009，29(11)：30-33.
[3] 胡英，张研，陈立康，等.速度建模的影响因素与技术对策[J].石油物探，2006，45(5)：503-507.
[4] 王有新.复杂地表情况的动校方案[J].石油地球物理勘探，2002，37(2)：105-108.
[5] 林伯香.最小静校正误差浮动基准面方法[J].石油地球物理勘探，2003，38(6)：611-617.
(本文作者：王进海 梁波 朱敏 齐俊宁 李登亮 川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司)
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