叠前时间偏移技术及应用效果

【摘 要】叠前时间偏移处理是地震资料常规处理的发展趋势，它对构造复杂和横向速度变化剧烈地区地震偏移成像有较好的效果。本文以煤V生产勘探中遇到的实际情况为例，阐述了此法的基本原理和实现步骤，并与其他常规处理方法进行对比。叠前时间偏移方法具有处理速度快、成像精度高的优点，能够较好解决大倾角目的层的地震成像问题，也增加了解释成果的可靠性和准确度，效果优于常规处理成果。

【关键词】叠前时间偏移；克希霍夫积分法；大倾角；共成像点道集

【Abstract】Prestack time migration processing is the development trend of seismic data processing， it has a better effect on complicated structure and severe lateral velocity variations of seismic migration imaging. Based on the actual situation of coal mine production encountered during exploration as an example， expounds the basic principle and steps of this method，and compared with other conventional processing method.Prestack time migration method has advantages of fast speed，high precision，and can better solve the problem of large dip angle seismic imaging of target layer， also increases the reliability of interpretation results and accuracy，effect is better than that of conventional treatment results.

【Key words】Restack time migration； Kirchhoff； large dip angle； The common imaging point Gather

0 引言

随着煤田地震勘探的快速的发展和推广，对地质构造和煤层的研究深度和广度也有较大提高；煤矿生产单位对地震勘探解决地质难题的要求也越来越高。这些都需要高质量的地震资料成果为基础，而当地下存在逆掩断层、小断块、高陡倾角构造、深部低幅度构造等复杂地质构造时，时间剖面的成像是非常重要的方面。在共中心点叠加基础上的叠后偏移对反射层归位和绕射波收敛有较好的效果，但对于倾角较大界面的非共反射点叠加问题，此方法获得的剖面已不能较好满足地质解释的要求，这就需要叠前偏移处理来完成。

叠前偏移处理分时间域和深度域偏移。二者都能较好解决倾斜界面的成像问题，但对速度模型的要求精度不同。相对而言，叠前时间偏移在实际资料处理中更容易操作和实现，且能较好满足资料解释的要求。实现叠前时间偏移的方法较多，常用方法主要是应用Kirchhoff积分解来解决反射层的偏移问题，是当前应用较广的一种方法。

1 基本原理

叠前时间偏移使用的是时空域Kirchhoff积分偏移。该积分法先对每个共炮检距剖面单独成像，再将所有结果叠加起来形成偏移剖面。以叠加速度为初始偏移速度场，使用叠前时间偏移迭代修正的均方根速度得到共成像点道集（CIG），再进行叠加得到叠前时间偏移剖面。这样较好地消除了构造因素的影响，获得信噪比较高、成像好的剖面。

2 实现步骤

根据Kirchhoff积分算法原理，其叠前时间偏移过程由两部分组成：克希霍夫波动积分处理和反射波旅行时的计算。该法一般在共炮点道集上进行。在实际资料处理中，叠前时间偏移一般分以下七个步骤：

（1）差值动校正。与DMO处理相似，利用叠加速度场，对CMP进行差值动校正；

（2）对经过差值动校正的CMP内具有相同偏移距的道进行相加；

（3）初始偏移速度场。与常规叠后时间偏移速度场的建立相似；

（4）初始叠前时间偏移。利用初始偏移速度场得到共成像点道集；

（5）建立偏移速度场。对共成像点道集进行反动校正和速度分析，更新偏移速度场；

（6）叠前时间偏移迭代。利用偏移速度场，对共成像点道集重复第五、六步；

（7）偏移叠加处理。利用叠加速度场对共成像点道集进行叠加，即可获得偏移叠加剖面。

在整个处理流程中偏移孔径的选择也是重要的一步。偏移孔径孔径太小，就会导致陡倾角的消失，同时原来道与道之间的不相关噪声容易形成一些假的、短的同相轴；偏移孔径太大，则会引入空间假频噪声，同时也增加了不必要的计算工作量。孔径的大小主要与地层倾角及速度有密切关系，总的说来，倾角大、速度大则孔径相应地大，但在实际应用中应靠试验效果来确定，本区接收道140，排列不长，偏移距不大，加上目的层并不太深，本区的偏移孔径应该适中。

另外，建立合理的、高精度的速度模型尤为重要，直接影响叠前时间偏移的准确度。这是一个多次反复分析的过程，需要充分利用工区内的地质、钻井、测井等资料，并结合地震正演其他技术手段。

3 应用实例和效果

3.1 地质概况

为了验证叠前时间偏移方法理论解决实际问题的能力及应用效果，选择新疆准东将军庙勘查区。该区内地质构造型态为一单斜，较为简单。煤层结构相对简单，层数较少，主要煤层厚度较大，时间剖面上反应为一组能量强，连续性好，特征稳定的反射波组。其深度呈陡坡状剧烈变化，倾角较大，一般在40o左右。但煤层厚度、层数等结构在此地段突变，使地震资料的品质有所降低，增加了地震成像和煤层构造形态分析认识的难度。常规地震资料处理中主要存在的问题为高倾角地段反射波连续性差，地质构造反应模糊不清。

3.2 处理效果

选择其中一条地震测线，其方向与地层走向基本垂直。运用常规处理方法和叠前时间偏移处理方法分别获得不同时间剖面进行对比分析。其中图1为常规叠加技术获得的时间剖面，图2为常规的叠后偏移技术获得的时间剖面，图3为叠前时间偏移技术所获得的时间剖面。通过分析对比可以看出三中处理手段获得的时间剖面特征明显，各不相同：

在常规处理手段获得的时间剖面整体面貌不错，信噪比较高，反射波能量较强，特征明显。在大倾角地段虽然能够成像，且连续性较好，但在倾斜界面与水平界面交界地段，倾斜地层的同相轴未偏移归位到准确位置，与水平地层所形成的同相轴出现明显的错断。在常规解释中，较容易怀疑该处为断层特征反映，增加了资料的多解性。同时，地层倾角的计算结果也会偏小，造成对构造形态的错误解释。该处理技术的缺点是对较大倾角地层偏移归位不足，不能满足准确解释地质构造形态的要求。

常规叠后偏移技术获得的时间剖面整体面貌也较好，与DMO技术获得时间剖面差不多。主要区别在于倾斜地段的偏移情况较前者已有较大改善。同相轴的连续性明显加强，且在倾斜界面与水平界面交界地段反射波凌乱，不能形成清晰、连续的同相轴，不能完整成像。这造成解释结果的多样性和不确定性。该处理技术的缺点是对目的层的偏移归位精度不够，不能较好满足资料解释要求。

叠前时间偏移获得的时间剖面品质较前二者有一定提高。其中反射波组增加，层次丰富。主要目的层段能量比较强，信噪比较好，波组特征明显。倾斜地段的反射波同相轴连续性好，地质构造形态比较清楚。具体表现在以下几个方面：

（1）剖面构造形态完整，目的层段反射波波组特征及同相轴连续性得到改善，反射清晰。

（2）目的层归位准确，反射波地质属性清楚。

（3）地层的接触关系清楚。

总体来看，该技术手段的成果剖面效果好，地|特征明显、地质现象清晰，能较好地完成地质任务。

4 结论

叠前时间偏移既较好解决了反射层归位和绕射波收敛问题，又解决了倾斜界面的非共反射点叠加问题，是高倾角地区地震数据成像一种较好的方法，易于进行地质构造和目的层形态的精细解释。

叠前时间偏移对速度模型的要求较叠前深度偏移低，因而可以在缩短处理周期的同时，得到质量较高的处理成果。为进一步提高地震勘探的解释精度打下了坚实的基础。

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