淺談逆時(shí)偏移在計(jì)算角道集過程中的應(yīng)用

韓磊

[摘要]逆時(shí)偏移速度建模技術(shù)已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用于地質(zhì)勘查勘探中，它使得某一地區(qū)的地層、斷層等的勘探工作取得了重大的突破。逆時(shí)偏移速度建模技術(shù)有效地提高了速度建模的準(zhǔn)確度和精度，使得逆時(shí)偏移剖面的成像更加清晰，質(zhì)量有了質(zhì)的飛躍，其在各方個(gè)面的應(yīng)用中起到了重要的作用。本文將論述逆時(shí)偏移技術(shù)的基本原理和它相比其他技術(shù)的巨大優(yōu)勢(shì)，并淺談逆時(shí)偏移在計(jì)算角道集過程中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]逆時(shí)偏移 角道集 計(jì)算角道集

一、逆時(shí)偏移技術(shù)的基本原理

逆時(shí)偏移技術(shù)分為以下兩種方式：

（一）疊后逆時(shí)偏移

疊后逆時(shí)偏移的基本原理是爆炸反射面成像原理，它通常處理的是水平的疊加剖面。疊后逆時(shí)計(jì)算過程是首先從時(shí)間剖面上的最后一個(gè)時(shí)間采樣點(diǎn)開始，然后逆時(shí)外推直至零時(shí)間，在這個(gè)時(shí)候空間所有的振幅值便會(huì)組成最終的偏移剖面。

（二）疊前逆時(shí)偏移

疊前逆時(shí)偏移通常是對(duì)單炮的記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行逆時(shí)偏移的，之后再將各炮的成像結(jié)果疊加起來，便能得到最終的成像剖面。對(duì)于單炮記錄，它的起始與疊后逆時(shí)偏移不同，它將記錄數(shù)據(jù)的最后一個(gè)采樣的時(shí)刻作為開始平面，然后按照時(shí)間反推，并將地震的剖面資料當(dāng)作每一步進(jìn)時(shí)間的邊界條件，最終得出零時(shí)間的剖面圖，利用成像條件最終得出便宜結(jié)果。

逆時(shí)偏移處理技術(shù)是目前比較先進(jìn)的偏移成像技術(shù)，它可以使得成像圖像更加的清晰，能使得各種地形的勘探取得更進(jìn)一步的突破，但是同時(shí)它對(duì)速度模型的要求也比較高。同時(shí)，在計(jì)算角道集的過程中，運(yùn)用逆時(shí)偏移的方法可以使得計(jì)算結(jié)果更加精確。

二、為什么選擇角道集

在逆時(shí)偏移技術(shù)（RTM）生成共成像點(diǎn)道集（CIG）的時(shí)候，最簡單的方法就是將炮域作為輸出域，也就是將炮點(diǎn)的位置（xO，yO）作為共成像點(diǎn)道集（CIG）的索引。但是，在之后進(jìn)行常規(guī)基爾霍夫偏移的時(shí)候，相關(guān)方面的專家和學(xué)者則更加傾向于利用地表采集數(shù)據(jù)而得到的偏移向量對(duì)共成像點(diǎn)道集（CIG）進(jìn)行排序。在科學(xué)的研究與計(jì)算中，我們必須選擇更加方便更加準(zhǔn)確的方法，在慢慢的探索中，相關(guān)的專家和學(xué)者慢慢發(fā)現(xiàn)了角道集的優(yōu)勢(shì)。

一直以來，人們普遍認(rèn)為，如果速度模型是正確的，所有的單個(gè)炮點(diǎn)記錄偏移應(yīng)在相同的側(cè)向位置，相同的深度形成特定的同相軸。因此，當(dāng)共成像點(diǎn)道集（CIG）的同相軸呈“平直狀”分布時(shí)，表明偏移速度正確，將所有共成像點(diǎn)道集（CIG）疊加即可獲得最相關(guān)圖像。當(dāng)共成像點(diǎn)道集（CIG）的同相軸不平直時(shí)，相關(guān)的專家和學(xué)者認(rèn)真分析同相軸的曲率，不斷改進(jìn)其偏移速度模型，并利用層析成象技術(shù)建立新的速度模型。在長期的工作中人們發(fā)現(xiàn)，該道集噪聲較多，可拾取的平直狀同相軸不多，并出現(xiàn)傾斜同相軸。由于合成數(shù)據(jù)體的速度模型是正確的，因此其成像效果剛好與我們的預(yù)期相反。

在處理上述問題的過程中，并不能完全確定炮點(diǎn)成像射線的入射角。當(dāng)速度復(fù)雜時(shí)，成像射線路徑可能相交，并且在不完全約束條件下滿足成像關(guān)系的地下點(diǎn)可能不止一個(gè)。

共偏移距成像點(diǎn)道集（CIGs）也存在類似的問題。由于不能惟一地確定成像關(guān)系，任何地表屬性索引的共成像點(diǎn)道集（CIG）都將出現(xiàn)偏移假象。

在這種情況下，相關(guān)的專家學(xué)者提出了生成無假象共成像點(diǎn)道集（CIGs）的解決方案，也就是利用參數(shù)表示地下反射角度域。研究發(fā)現(xiàn)，即便是在在比較復(fù)雜的構(gòu)造背景下，共角度域成像點(diǎn)道集（ADCIG）也可以形成高相干而且平直的同相軸，并且可以大幅度減少偏移假象。這些道集有助于地球物理學(xué)家評(píng)估成像質(zhì)量、拾取層析成像所需的同相軸曲率。？此外，共角度域成像點(diǎn)道集（ADCIG）還可以極大地簡化層析成像計(jì)算的過程。共角度域成像點(diǎn)道集具有很大的優(yōu)勢(shì)。

三、通過逆時(shí)偏移（RTM）計(jì)算角道集

在2003年，兩位科學(xué)家Sava和Fomel經(jīng)過大量的研究提出了簡單的計(jì)算方法：先根據(jù)單程波動(dòng)方程偏（OWEM）和逆時(shí)偏移（RTM）輸出局部共偏移距成像點(diǎn)道集（CIG），然后再將它轉(zhuǎn)化成為共角度域成像點(diǎn)道集（ADCIG），對(duì)于二維地震資料來說，這種算法簡單并且更加高效。

此外，通過使用逆時(shí)偏移（RTM）技術(shù)，角道集CADCIG）還有助于提高圖像質(zhì)量。過去，地球物理學(xué)家注意到：由疊前逆時(shí)偏移（RTM）直接輸出所得的疊加圖像一般都含有偏移假象，這些假象大部分分布在淺層，這使得偏移構(gòu)造的形態(tài)嚴(yán)重模糊。這個(gè)假象主要受控于互相關(guān)反射、反向散射波、首波和潛水波，其主要分布于淺層或者強(qiáng)反射層之上。

逆時(shí)偏移（RTM）具有雙向傳播的特性，其將會(huì)在速度模型的硬界面上部產(chǎn)生反射現(xiàn)象，這就使得反射射線路徑上的每一點(diǎn)都符合成像關(guān)系。所以說，除了實(shí)際界面上的真實(shí)反射點(diǎn)外，逆時(shí)偏移（RTM）還會(huì)生成許許多多虛假的成像點(diǎn)，最終會(huì)造成低頻偏移假象。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家們提出了多種解決偏移假象問題的方法。其中，最簡單有效的解決方案是共角度域成像點(diǎn)道集（ADCIG）角度切除。震源波場(chǎng)和偏移假象有著共同的特點(diǎn)，即其方向與接收點(diǎn)波場(chǎng)的傳播方向正好相反，因此，只需在疊加偏移角道集時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)角切除，即可消除偏移假象。同時(shí)由于反射率會(huì)隨著反射角而改變，因此共角度域成像點(diǎn)道集（ADCIG）可以作為振幅隨入射角變化CAVA）分析比較理想的輸入數(shù)據(jù)體，從而準(zhǔn)確確定巖石的性質(zhì)。

逆時(shí)偏移（RTM）作為一種科學(xué)、穩(wěn)定、高效的生成共角度域成像點(diǎn)道集（ADCIG）的方法，其效果明顯優(yōu)于其他現(xiàn)存偏移方法。

四、小結(jié)

總的來說，逆時(shí)偏移（RTM）共角度域成像點(diǎn)道集適用于各種復(fù)雜地質(zhì)下的疊前深度成像處理。同平常的共偏移距成像點(diǎn)道集相比，共角度域成像點(diǎn)道集（CIG）的偏移假象情況更少、成像性能更加優(yōu)秀、真振幅偏移算法也更加穩(wěn)定，它的發(fā)展和應(yīng)用為我們相關(guān)的進(jìn)展作出了突出的貢獻(xiàn)。