地震偏移成像技術和疊加技術是現代地震勘探數據處理的重要技術,偏移成像可提高地震數據的橫向解析度,疊加技術可壓制噪聲和多次波,提高信噪比。疊加偏移剖面是在水平疊加剖面的基礎上進行偏移,最初發展的目的是解決水平疊加剖面中傾斜反射層的空間錯位和繞射波發散引起的橫向解析度低的問題。根據疊加和偏移進行的順序,偏移可以分為疊前偏移和疊後偏移,疊加偏移剖面屬於疊後偏移。
分類
根據偏移算法分類
根據偏移依據的理論不同,可分為射線類偏移剖面和波動方程類偏移剖面。前者利用幾何射線理論計算波場的振幅以及相位信息,從而實現波場的延拓成像;後者則是基於波動方程的數值解法。一般來說,波動方程偏移具有更高的計算精度,而射線偏移則具有更高的計算效率和靈活性。射線類偏移方法又可分為Kirchhoff偏移和束偏移等,波動方程類偏移方法可分為基於雙平方根方程的單程波偏移,基於單平方根方程的單程波偏移以及基於雙程波動方程的逆時偏移。此外,還有一種介於偏移與反演之間的最小二乘法偏移方法,該方法利用反演原理對偏移成像的過程和結果進行修正以得到一個保幅的偏移結果。
根據剖面縱軸分類
地震剖面的縱軸可以表示時間也可以表示深度,根據剖面縱軸的不同,疊偏剖面可分為時間偏移剖面和深度偏移剖面。時間偏移通常是假設橫向介質速度不變,僅僅把繞射波收斂到繞射體的頂點上,在介質存在橫向變速層的情況下,時間偏移給出的變速層下反射界面的成像結果是畸變的。深度偏移假設介質速度任意變化,把接收到的繞射波收斂到產生它的繞射點上,在任意介質分布情況下,深度偏移給出的地下反射界面的偏移結果都是正確的。
根據空間維度分類
根據空間維度的不同疊偏剖面可分為二維偏移剖面與三維偏移剖面。三維偏移與二維相比,能夠更好的還原地球介質的真實情況,達到更佳的成像效果;其次,對於地下某一成像點,三維偏移能夠提供更多方位的信息,不容易產生偏移假象;再者,對於某些特殊構造,二維偏移很難成像,必須通過三維偏移才能進行準確成像,例如鹽丘的側向反射問題。但是,三維偏移比二維偏移的計算成本和研究成本均要高很多。因此,使用何種偏移方法需要綜合考慮多方面的影響因素。
爆炸反射界面
由於水平疊加剖面是零偏移距剖面,在對水平疊加剖面做偏移時,採用的是只適 合於炮-檢共點的偏移理論,而這種記錄觀測系統實際上是不可能實現的。1976年,Loewenthal等提出了一種等效的可實現觀測系統。構想將爆炸震源沿著反射界面放置,同樣在測線的每一個共中心點上放一個檢波器,使震源在同一時刻全部爆炸,激發出的地震波向上傳播到地表被檢波器接收,這種模型稱為爆炸反射界面模型。
由於零偏移距剖面是一個雙程時間記錄,而爆炸反射界面模型是單程時間記錄,為了使這兩種剖面更符合,需假設在用爆炸反射界面模型時,地震波的傳播速度是真是介質速度的一半。
在爆炸反射界面模型中,地面上記錄到的爆炸界面的上行波地震記錄相當於水平疊加時間剖面,在偏移成像時,對水平疊加剖面進行波場向下延拓,在t=0時的波場值就正確描述了地下反射界面的位置。
優缺點
優點
1、疊加偏移剖面能實現真正的共反射點疊加,將水平疊加時間剖面上的同相軸歸位到真正的位置上去;
2、使繞射波收斂,提高橫向解析度;
3、使干涉帶自動分解,解開疊加剖面上的“蝴蝶結”,使剖面變清晰;
4、水平疊加後剖面的信噪比提高,可用來處理低信噪比的數據。
缺點
常規的共中心點疊加只能選擇一個疊加速度,因此並不能同時使不同傾角的具有不同疊加速度的同相軸都最好的成像,這對於零偏移距剖面假設是不適用的。當存在不同傾角同相軸的時候,常規的水平疊加剖面並不等同於零偏移距剖面。因此當具有不同的疊加速度、不同傾角的地層存在時,疊後偏移處理不會得到較好的剖面成像效果,此時可以考慮進行疊前偏移。