疊前時(shí)間偏移技術(shù)及應(yīng)用效果

張寧+董金鑫+宋琳

【摘 要】疊前時(shí)間偏移處理是地震資料常規(guī)處理的發(fā)展趨勢(shì)，它對(duì)構(gòu)造復(fù)雜和橫向速度變化劇烈地區(qū)地震偏移成像有較好的效果。本文以煤礦生產(chǎn)勘探中遇到的實(shí)際情況為例，闡述了此法的基本原理和實(shí)現(xiàn)步驟，并與其他常規(guī)處理方法進(jìn)行對(duì)比。疊前時(shí)間偏移方法具有處理速度快、成像精度高的優(yōu)點(diǎn)，能夠較好解決大傾角目的層的地震成像問(wèn)題，也增加了解釋成果的可靠性和準(zhǔn)確度，效果優(yōu)于常規(guī)處理成果。

【關(guān)鍵詞】疊前時(shí)間偏移；克希霍夫積分法；大傾角；共成像點(diǎn)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

隨著煤田地震勘探的快速的發(fā)展和推廣，對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和煤層的研究深度和廣度也有較大提高；煤礦生產(chǎn)單位對(duì)地震勘探解決地質(zhì)難題的要求也越來(lái)越高。這些都需要高質(zhì)量的地震資料成果為基礎(chǔ)，而當(dāng)?shù)叵麓嬖谀嫜跀鄬印⑿鄩K、高陡傾角構(gòu)造、深部低幅度構(gòu)造等復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，時(shí)間剖面的成像是非常重要的方面。在共中心點(diǎn)疊加基礎(chǔ)上的疊后偏移對(duì)反射層歸位和繞射波收斂有較好的效果，但對(duì)于傾角較大界面的非共反射點(diǎn)疊加問(wèn)題，此方法獲得的剖面已不能較好滿(mǎn)足地質(zhì)解釋的要求，這就需要疊前偏移處理來(lái)完成。

疊前偏移處理分時(shí)間域和深度域偏移。二者都能較好解決傾斜界面的成像問(wèn)題，但對(duì)速度模型的要求精度不同。相對(duì)而言，疊前時(shí)間偏移在實(shí)際資料處理中更容易操作和實(shí)現(xiàn)，且能較好滿(mǎn)足資料解釋的要求。實(shí)現(xiàn)疊前時(shí)間偏移的方法較多，常用方法主要是應(yīng)用Kirchhoff積分解來(lái)解決反射層的偏移問(wèn)題，是當(dāng)前應(yīng)用較廣的一種方法。

1 基本原理

疊前時(shí)間偏移使用的是時(shí)空域Kirchhoff積分偏移。該積分法先對(duì)每個(gè)共炮檢距剖面單獨(dú)成像，再將所有結(jié)果疊加起來(lái)形成偏移剖面。以疊加速度為初始偏移速度場(chǎng)，使用疊前時(shí)間偏移迭代修正的均方根速度得到共成像點(diǎn)道集（CIG），再進(jìn)行疊加得到疊前時(shí)間偏移剖面。這樣較好地消除了構(gòu)造因素的影響，獲得信噪比較高、成像好的剖面。

2 實(shí)現(xiàn)步驟

根據(jù)Kirchhoff積分算法原理，其疊前時(shí)間偏移過(guò)程由兩部分組成：克希霍夫波動(dòng)積分處理和反射波旅行時(shí)的計(jì)算。該法一般在共炮點(diǎn)道集上進(jìn)行。在實(shí)際資料處理中，疊前時(shí)間偏移一般分以下七個(gè)步驟：

（1）差值動(dòng)校正。與DMO處理相似，利用疊加速度場(chǎng)，對(duì)CMP進(jìn)行差值動(dòng)校正；

（2）對(duì)經(jīng)過(guò)差值動(dòng)校正的CMP內(nèi)具有相同偏移距的道進(jìn)行相加；

（3）初始偏移速度場(chǎng)。與常規(guī)疊后時(shí)間偏移速度場(chǎng)的建立相似；

（4）初始疊前時(shí)間偏移。利用初始偏移速度場(chǎng)得到共成像點(diǎn)道集；

（5）建立偏移速度場(chǎng)。對(duì)共成像點(diǎn)道集進(jìn)行反動(dòng)校正和速度分析，更新偏移速度場(chǎng)；

（6）疊前時(shí)間偏移迭代。利用偏移速度場(chǎng)，對(duì)共成像點(diǎn)道集重復(fù)第五、六步；

（7）偏移疊加處理。利用疊加速度場(chǎng)對(duì)共成像點(diǎn)道集進(jìn)行疊加，即可獲得偏移疊加剖面。

在整個(gè)處理流程中偏移孔徑的選擇也是重要的一步。偏移孔徑孔徑太小，就會(huì)導(dǎo)致陡傾角的消失，同時(shí)原來(lái)道與道之間的不相關(guān)噪聲容易形成一些假的、短的同相軸；偏移孔徑太大，則會(huì)引入空間假頻噪聲，同時(shí)也增加了不必要的計(jì)算工作量。孔徑的大小主要與地層傾角及速度有密切關(guān)系，總的說(shuō)來(lái)，傾角大、速度大則孔徑相應(yīng)地大，但在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)靠試驗(yàn)效果來(lái)確定，本區(qū)接收道140，排列不長(zhǎng)，偏移距不大，加上目的層并不太深，本區(qū)的偏移孔徑應(yīng)該適中。

另外，建立合理的、高精度的速度模型尤為重要，直接影響疊前時(shí)間偏移的準(zhǔn)確度。這是一個(gè)多次反復(fù)分析的過(guò)程，需要充分利用工區(qū)內(nèi)的地質(zhì)、鉆井、測(cè)井等資料，并結(jié)合地震正演其他技術(shù)手段。

3 應(yīng)用實(shí)例和效果

3.1 地質(zhì)概況

為了驗(yàn)證疊前時(shí)間偏移方法理論解決實(shí)際問(wèn)題的能力及應(yīng)用效果，選擇新疆準(zhǔn)東將軍廟勘查區(qū)。該區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造型態(tài)為一單斜，較為簡(jiǎn)單。煤層結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，層數(shù)較少，主要煤層厚度較大，時(shí)間剖面上反應(yīng)為一組能量強(qiáng)，連續(xù)性好，特征穩(wěn)定的反射波組。其深度呈陡坡?tīng)顒×易兓?，傾角較大，一般在40o左右。但煤層厚度、層數(shù)等結(jié)構(gòu)在此地段突變，使地震資料的品質(zhì)有所降低，增加了地震成像和煤層構(gòu)造形態(tài)分析認(rèn)識(shí)的難度。常規(guī)地震資料處理中主要存在的問(wèn)題為高傾角地段反射波連續(xù)性差，地質(zhì)構(gòu)造反應(yīng)模糊不清。

3.2 處理效果

選擇其中一條地震測(cè)線，其方向與地層走向基本垂直。運(yùn)用常規(guī)處理方法和疊前時(shí)間偏移處理方法分別獲得不同時(shí)間剖面進(jìn)行對(duì)比分析。其中圖1為常規(guī)疊加技術(shù)獲得的時(shí)間剖面，圖2為常規(guī)的疊后偏移技術(shù)獲得的時(shí)間剖面，圖3為疊前時(shí)間偏移技術(shù)所獲得的時(shí)間剖面。通過(guò)分析對(duì)比可以看出三中處理手段獲得的時(shí)間剖面特征明顯，各不相同：

在常規(guī)處理手段獲得的時(shí)間剖面整體面貌不錯(cuò)，信噪比較高，反射波能量較強(qiáng)，特征明顯。在大傾角地段雖然能夠成像，且連續(xù)性較好，但在傾斜界面與水平界面交界地段，傾斜地層的同相軸未偏移歸位到準(zhǔn)確位置，與水平地層所形成的同相軸出現(xiàn)明顯的錯(cuò)斷。在常規(guī)解釋中，較容易懷疑該處為斷層特征反映，增加了資料的多解性。同時(shí)，地層傾角的計(jì)算結(jié)果也會(huì)偏小，造成對(duì)構(gòu)造形態(tài)的錯(cuò)誤解釋。該處理技術(shù)的缺點(diǎn)是對(duì)較大傾角地層偏移歸位不足，不能滿(mǎn)足準(zhǔn)確解釋地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)的要求。

常規(guī)疊后偏移技術(shù)獲得的時(shí)間剖面整體面貌也較好，與DMO技術(shù)獲得時(shí)間剖面差不多。主要區(qū)別在于傾斜地段的偏移情況較前者已有較大改善。同相軸的連續(xù)性明顯加強(qiáng)，且在傾斜界面與水平界面交界地段反射波凌亂，不能形成清晰、連續(xù)的同相軸，不能完整成像。這造成解釋結(jié)果的多樣性和不確定性。該處理技術(shù)的缺點(diǎn)是對(duì)目的層的偏移歸位精度不夠，不能較好滿(mǎn)足資料解釋要求。

疊前時(shí)間偏移獲得的時(shí)間剖面品質(zhì)較前二者有一定提高。其中反射波組增加，層次豐富。主要目的層段能量比較強(qiáng)，信噪比較好，波組特征明顯。傾斜地段的反射波同相軸連續(xù)性好，地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)比較清楚。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）剖面構(gòu)造形態(tài)完整，目的層段反射波波組特征及同相軸連續(xù)性得到改善，反射清晰。

（2）目的層歸位準(zhǔn)確，反射波地質(zhì)屬性清楚。

（3）地層的接觸關(guān)系清楚。

總體來(lái)看，該技術(shù)手段的成果剖面效果好，地質(zhì)特征明顯、地質(zhì)現(xiàn)象清晰，能較好地完成地質(zhì)任務(wù)。

4 結(jié)論

疊前時(shí)間偏移既較好解決了反射層歸位和繞射波收斂問(wèn)題，又解決了傾斜界面的非共反射點(diǎn)疊加問(wèn)題，是高傾角地區(qū)地震數(shù)據(jù)成像一種較好的方法，易于進(jìn)行地質(zhì)構(gòu)造和目的層形態(tài)的精細(xì)解釋。

疊前時(shí)間偏移對(duì)速度模型的要求較疊前深度偏移低，因而可以在縮短處理周期的同時(shí)，得到質(zhì)量較高的處理成果。為進(jìn)一步提高地震勘探的解釋精度打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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[責(zé)任編輯：朱麗娜]