叠前时间偏移与叠前深度偏移1

叠前时间偏移与叠前深度偏移

1、叠前偏移从实现方法上可分为叠前时间偏移和叠前深度偏移。

从理论上讲，叠前时间偏移只能解决共反射点叠加的问题，不能解决成像点与地下绕射点位置不重合的问题，因此叠前时间偏移主要应用于地下横向速度变化不太复杂的地区。

当速度存在剧烈的横向变化、速度分界面不是水平层状时，只有叠前深度偏移能够实现共反射点的叠加和绕射点的归位，叠前深度偏移是一种真正的全三维叠前成像技术，但它的成像效果必须依赖于准确的速度-深度模型，而模型的迭代和修改是一个非常复杂和费时的过程，周期长，花费也相当昂贵。

1．1 叠前时间偏移

叠前时间偏移是复杂构造成像和速度分析的重要手段，它可以有效地克服常规NMO、DMO和叠后偏移的缺点，实现真正的共反射点叠加。叠前时间偏移产生的共反射点（CRP）道集，消除了不同倾角和位置的反射带来的影响，不仅可以用来优化速度分析，而且也是进行AVO地震反演的前提。

Kirchhoff叠前时间偏移方法的基础是计算地下散射点的时距曲面。根据Kirchhoff绕射积分理论，时距曲面上的所有样点相加就得到该绕射点的偏移结果。具体的实现过程就是沿非零炮检距的绕射曲线旅行时轨迹对振幅求和，速度场决定求和路径的曲率，对每个共炮检距剖面单独成像，然后将所有结果叠加起来形成偏移剖面。

1．2 叠前深度偏移

实际上，叠前时间偏移可认为是一种能适应各种倾斜地层的广义NMO叠加，其目的是使各种绕射能量聚焦，而不是把绕射能量归位到其相应的绕射点上去，它基于的速度模型是均匀的，或者仅允许有垂直变化，因此，叠前时间偏移仅能实现真正的共反射点叠加，当地下地层倾角较大，或者上覆地层横向速度变化剧烈，速度分界面不是水平层状的条件下，叠前时间偏移并不能解决成像点与地下绕射点位置不重合的问题。

为了校正这种现象，我们可以在时间剖面的基础上，再做一次校正，使成像点与绕射点位置重合，这就是做叠后深度偏移的目的，但叠后深度偏移有缺点，主要是无法避免NMO校正叠加所产生的畸变，而且在实现过程中缺少模型叠代修正的手段，因此叠后深度偏移一般作为叠前深度偏移流程的一部分，用于深度域模型层位的解释。

叠前深度偏移理论是建立在复杂构造三维速度模型基础之上的，叠前深度偏移方法符合斯奈尔定律，遵守波的绕射、反射和折射定律，适用于任意介质的成像问题。它与常规叠后时间偏移处理相比有以下优点：（1）符合斯奈尔定律，成像准确，适用于复杂介质；（2）消除了叠加引起的弥散现象，使得大倾角地层信噪比和分辨率有所提高；（3）能够综合利用地质、钻井和测井等资料来约束处理结果，还可以直接利用得到的深度剖面进行构造解释，方便与实际的钻井数据进行对比。

所以综合起来考虑，只有叠前深度偏移才是复杂地质体成像的一种理想方法，特别是对于像前陆冲断带、逆掩推覆、高陡构造、地下高速火成岩体等可以取得较满意的成像效果。

Kirchhoff叠前深度偏移方法的具体实现过程是：首先把地下地质体划分成一个个的面元网格，然后计算从地面每一个炮点位置到地下不同面元网格的旅行时，形成走时表；利用经过选择的叠前数据集和射线追踪技术计算出的走时表，计算出地下成像点到地面炮点和接收点的走时t S(x,y,z) 和 t R(x,y,z)以及相应的几何扩散因子A(x,y,z)，最后在孔径范围内对地震数据沿由t S(x,y,z)和 t R (x,y,z)确定的时距曲面进行加权叠加，放在输出点位置上，实现偏移成像。

叠前深度偏移是一个解释性的处理过程，一般包括初始模型建立、模型的迭代优化和最终数据体的成像三个过程，其中模型的迭代优化是叠前深度偏移的关键和核心。

Kirchhoff叠前深度偏移方法相对于其它的叠前深度偏移算法（如波动方程叠前深度偏移）而言，其主要优点是：速度较快，能够适应野外采集的不规则观测系统，同时可以有选择地输出目标线，提高了速度分析和模型迭代的效率，但缺点也是很明显的：具有近似性和方法局限性，如多路径走时、频散问题、振幅不保真、过分依赖速度模型等，因此在速度模型不是十分精确的情况下，偏移误差加上频散问题，使地下地质目标的成像位置严重偏离了地下真实构造位置，造成钻井风险增加，使深度偏移的意义大打折扣。

较为理想的叠前成像方法是基于波场延拓的波动方程成像技术，其优点是能够处理各种复杂的波动传播，因此成像精度较高，且具有保幅能力，但只有计算机技术的迅速发展，这项技术的普及才成为可能。

叠前时间偏移和叠前深度偏移的联合应用叠前时间偏移不能适用于复杂的构造，但可以有效地消除地下倾角因素的影响，优化速度分析过程，为叠前深度偏移打下良好的基础，因此在实际生产中，可以把叠前时间偏移和叠前深度偏移联合起来应用，大大提高成像的效率和准确性。

叠前成像配套技术对叠前偏移的影响

综观叠前深度偏移应用的成功例子，陆地资料较海上资料少得多。问题并不在于叠前深度偏移技术本身，主要在于陆地资料的特点所决定。

（1）静校正问题

由于陆地地表条件复杂，静校正很难得到完全解决，剩余静校正量的存在使得无法实现共深度点上反射信号的偏移归位叠加，影响深度偏移成像。另外，速度模型是用深度偏移方法自身来修正完善的，由于剩余静校正量的存在，深度偏移不成功，速度深度模型的建立与完善就很难达到预期目的。对海上资料来说这一点不存在问题。

（2）信噪比问题

叠前偏移方法都是直接对单道原始数据进行的，因此抗噪性比叠

后偏移方法差得多。原始道上得任何一个样点幅值，不管它是信号还是噪声都参与运算。反射信号符合反射波传播路径规律，运算以后叠加成像归位；而噪声经过偏移算子改造后，放道偏移孔径范围内的所有网格点上，影响范围更大，当一个噪声幅值较大时（野值），就会沿着偏移算子路径出现，形成画弧现象。（3）基准面问题

用波动方程来描述地震波场的传播，实际上隐含着激发点和接收点在同一水平面的假设。这对海上资料来说是可以满足的。对于陆上资料来说，当地表高程起伏较大时，传统的静校正方法使得原有的波场特征被破坏了。

（4）信号特征的补偿和校正问题

在偏移过程中一般假设子波特征是稳定的，对海上资料来说这是基本满足的，对于陆上资料来说由于地表激发和接收条件的变化，信号特征不稳定，如果补偿和校正不好，必然影响偏移的效果。

叠前偏移特别是叠前深度偏移技术是解决复杂构造成像问题的有效手段，尽管目前由于方法的本身和一些配套技术的应用不够理想，影响了陆地叠前深度偏移技术的应用效果，随着方法技术的进步和计算机能力的不断提高，一定会取得更大的进步。