叠前时间偏移与叠前深度偏移正演对比分析

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叠前时间偏移技术及应用效果

叠前时间偏移技术及应用效果张宁;董金鑫;宋琳【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.本文以煤矿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.【期刊名称】《科技视界》【年(卷),期】2017(000)008【总页数】2页(P44-45)【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【作者】张宁;董金鑫;宋琳【作者单位】山东省煤田地质局物探测量队,山东济南250104;山东省煤田地质局物探测量队,山东济南250104;山东省煤田地质局物探测量队,山东济南250104【正文语种】中文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。

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。

复杂构造成像能力及其存在问题

复杂构造成像能力及其存在问题
杨金华;满益志;刘洋;李国发
【期刊名称】《天然气工业》
【年(卷),期】2008(028)006
【摘要】为了考证目前的地震资料成像方法对塔里木油田复杂构造的成像能力,对塔里木油田一个典型的地质构造进行了数值模拟,得到了复杂构造在共炮点道集的地球物理波场响应,对模拟的数据分别进行叠后时间偏移、叠后深度偏移、叠前时间偏移和叠前深度偏移处理,并就各种成像方法对速度误差的敏感性进行了对比分析.将时间域处理的结果再转化到深度域,发现了一种不同于常规认识的构造假象,在剖析了时间域处理产生的构造假象之后,对复杂构造成图提出了参考性建议.
【总页数】3页(P34-36)
【作者】杨金华;满益志;刘洋;李国发
【作者单位】北京大学;中国石油塔里木油田公司勘探开发研究院;中国石油塔里木油田公司勘探开发研究院;中国石油大学CNPC物探重点实验室;中国石油大学CNPC物探重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】P61
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3.金纳米棒-聚苯胺核壳纳米材料的光学相干层析成像能力研究 [J], 刘智明;於剑锋;郭周义
4.塔河常规三维与三分量三维纵波成像能力对比 [J], 李海英;白志钊;于光明;赵海珍
5.IBM将磁共振成像能力提高一亿倍 [J],
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叠前时间偏移与叠前深度偏移的特点

叠前时间偏移与叠前深度偏移的特点1.指出叠前时间偏移和叠前深度偏移的相同和不同之处，分析两者的特点和各自的优、缺点？叠前时间偏移主要是指kirchhoff叠前时间偏移，叠前深度偏移包括kirchhoff叠前深度偏移、单程波波动方程偏移、逆时偏移、以及beam类偏移方法。

kirchhoff叠前时间偏移与kirchhoff叠前深度偏移都是基于kirchhoff 积分原理和绕射叠加思想。

kirchhoff叠前时间偏移与其他叠前深度偏移方法则相同性较小。

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。

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，时距曲面的计算可以依靠双平方根公式或弯曲射线走时公式。

时距曲面的斜率是由均方根速度决定的。

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。

Kirchhoff叠前时间偏移方法的计算效率很高。

然而叠前时间偏移适用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时，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，这就是时深转换的目的。

叠前深度偏移技术研究及应用

叠前深度偏移技术研究及应用作者：张念崔守凯杨强强来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第04期摘要：叠前深度偏移技术是复杂地区地震资料成像的关键技术，速度-深度模型精确性及输入道集数据质量影响该技术准确性，通过分析总结做好叠前深度偏移处理工作，对优化叠前深度偏移技术有重要作用。

关键词：地震成像；叠前深度偏移；构造模型；速度模型1 叠前深度偏移技术简介我国油气田勘探开发深入，由寻找简单构造油气藏向寻找复杂断块油气藏、潜山油气藏、隐蔽性油气藏发展，由简单地表勘探向复杂地表勘探转移，勘探开发目标也由简单构造向高陡倾角构造、逆冲构造、盐丘构造、非均质岩性勘探转移。

深度偏移技术成为一种发展趋势，特别在复杂地下地质构造成像方面有不可替代作用。

克希霍夫积分法叠前深度偏移，利用边界积分方法近似求解波动方程实现地震数据成像，地球内部各点声波反射系数由记录在多维曲面的数据加权求和获得，求和曲面形状及求和加权系数用单个散射波传播时的格林函数计算。

克希霍夫积分法叠前深度偏移由两部分组成：一部分是旅行时计算；另一部分是克希霍夫积分。

叠前偏移精度主要取决旅行时的计算精度。

旅行时计算建立在费马原理基础上，即波沿射线传播的旅行时比其他任何路径传播的旅行时小。

叠前深度偏移与时间偏移不同，考虑地震波在地下传播走时和速度界面折射现象。

实际应用须提供反映地下速度变化和速度界面深度模型；处理时，先根据工区先期地质认识和已有地震地质资料，建一个粗略初始模型，再用逐步逼近方法，不断修改模型，直至获得较合理层速度-深度模型。

2 叠前深度偏移技术应用分析以色列Paradigm公司软件产品GeoDepth，用软件中克希霍夫叠前深度偏移对A地区采集的三维资料处理。

主体流程如下：GeoDepth启动与工区建立→数据加载及质量监控→时间构造模型建立→时间速度模型建立→深度速度模型建立→最终叠前深度偏移→成果输出。

A地区地震成像的主要问题：①地表高程变化较大，低速层速度横向不稳定；②地下构造复杂、高陡倾角地层、逆冲断裂带和断层屏蔽区、新老地层交错，速度模型难以建立。

常用叠前深度偏移方法特点分析与实例对比

常用叠前深度偏移方法特点分析与实例对比叠前深度偏移（DepthOffset）是指能够提高深度质量和减小深度偏差的技术。

这项技术是应用于现有的深度传感器，通过调整传感器的探测范围来改变深度图的性质，用于重建深度图的深度范围以提高数据的精度。

如今，叠前深度偏移技术已经在多种深度相机上运用，且在深度摄影上也取得了良好的效果。

叠前深度偏移技术主要分为三类：静态多重叠前深度偏移（SMOD）、动态多重叠前深度偏移（DMOD）和双边偏移深度重建（BODR）方法。

其中，静态多重叠前深度偏移是在静态场景下使用的，主要目的是去除深度传感器的噪声，使得深度图更加清晰。

动态多重叠前深度偏移是在动态场景下使用的，主要是去除动态场景中深度传感器的移动畸变，使得拍摄出来的深度图更加准确。

双边偏移深度重建方法是针对深度彩色图像对对，主要是通过双边滤波来调节深度图像，使得深度信息和颜色信息能够同步进行处理，从而获得清晰的深度图像。

静态多重叠前深度偏移的主要特点是使用多重偏移技术可以将深度传感器的噪声消除掉，使深度图更加清晰。

其优点是其算法简单，对于不熟悉叠前技术的用户来说，其使用门槛较低，可以获得较高的深度传感器测量精度，从而获得精确的深度情况，可以作为大范围精细地形测量的辅助手段。

其缺点是采集的深度数据范围有限，只能适用于相对较浅的海拔高度范围，在较高海拔情况下，深度传感器的测量精度就会下降。

动态多重叠前深度偏移的主要特点是使用多重叠前技术可以消除深度传感器在动态场景下的移动畸变，从而使拍摄出来的深度图更加精确。

其优点是其算法简单，可以有效消除深度传感器的移动畸变，从而拍摄出精准的深度图，可以作为大范围精细地形测量的辅助手段。

其缺点是受到传感器种类的限制，不能在所有情况下都得到准确的深度信息，只能作为简单的深度图拍摄方案。

双边偏移深度重建方法的主要特点是使用双边滤波技术可以实现深度和彩色图像的同步处理，从而获得清晰的深度彩色图像。

两种叠前逆时成像条件的比较

Ｈｅｏｇａｇ１３１，ｈｎ１ｉｎｆｎ６７２Ｃｉａｌｉ
ＡｂｔａｔＳｕｙｏｉｅｅｔｅｅｓ — ｉｍａｉｇｃｎｉｏｓｓｔｅｐｅｏｄｔｎｏｅａｔａｉａｉｎｏｃｕａｅｍｉｒｔｎｉｇｎ．ｓｒｃ：ｔｄｎｄｆｒｎｖｒｅｔｆｒｍｅｉｇｎｏｄｔｎｒｃｎｉｏｆｈｃｕｌｔｆｃｒｔｇａｉｍａｉｇｉｉｈｉｔｚｏａｏＴｉａｅｎｌｚｄｔｅａｉｒｃｐｅｆｔｏｋｎｓｏｒ－ｔｃｅｅｓ — ｉｍａｉｇｃｎｉｏｓｎｉｈｐｅｓａｋｈｓｐｐｒａａｙｅｈｂｓｃｐｉｉｌｏｗｉｄｆｐｅｓａｋｒｖｒｅｔｎｍｅｉｇｎｏｄｔｎ：ｏｅｓｅｒ－ｔｃｉｔｒｖｒｅｔｍａｉｇｃｎｉｏａｅｎｆｓ— ｒｉａｒｖｌｍｅｎｈｔｅｓｔｅｃｒｅａｉｎｔｐｒ — ｔｃｅｅｓ－ｉｅｅｓ— ｉｍｅｉｇｎｏｄｔｎｂｓｄｏｒｔａｒｌｔａｅｔ．ａｄｔｅｏｈｒｉｈｏｒｌｔｙｅｐｅｓａｋｒｖｒｅｔｉｉｖｉｏｍｅｉｇｎｏｄｔｎｍａｉｇｃｎｉｏ．Ｔｅｉｅｅｃｓｆｉｇｎｃａｉｍ，ｃｍｐｔｔｏａｅｃｅｃ，ｔｅｅｏａｙｉｃＳｔｒｇａｕｔｉｈｄｆｒｎｅｏｍａｉｇｍｅｈｎｓｆｏｕａｉｎｌｆｉｎｙｈｔｍｐｒｒｄｓ ’ ｏａｅｍｏｎ，ｉｓａｔｉｔｒｅｅｃｂｌｙａｄｉｇｎｒｃｓｏｒｏｒｈｎｉｅｙｃｍｐｒｄｂｔｅｅｂｅｒｔａｎｌｓｓａｄｎｍｅｉａｎｉｎｅｆｒｎｅａｉｔｎｍａｉｇｐｅｉｉｎａｅｃｍｐｅｅｓｖｌｏａｅｅｗｅｎｔｍｙｔｏｅｉｌａｙｉｎｕｒｌ — ｉｈｈｃａｃｅｐｒｎ．ｅｒｓｌｈｗｄｔａｏｈｏｈｇａｉｎｐｏｌｓｏｅａｏｅｔｒ－ｔｃｅｅｓ — ｉｍａｉｇｃｎｉｏｓｈｄｘｅｉｍｅｔＴｈｅｕｔｓｏｅｈｔｂｔｆｅｍｉｒｔｏｒｆｅｆｔｂｖｗｏｐｅｓａｋｒｖｒｅｔｓｔｉｈｍｅｉｇｎｏｄｔｎａｉｈｇ — ｎｒｙａｄｌｗ— ｒｑｅｃｅｅｓ — ｉｏｓ．ｎｅｓｃｉｎ’ ＳＮａｄｉｇｎｆｅｔｏｏｌｘｔｔｏｓｒｃｉｎａｅｆｉｈｅｅｇｎｏｆｅｕｎｙｒｖｒｅｔｍｅｎｉｅａｄｔｅｔＳ／ｎｍａｉｇｅｆｃｓｎｃｍｐｅｌｃｎｔｔｏｒａｏｈｏｉｕｔｅｃｒｅａｉｎｔｐｒ — ｔｃｅｅｓ — ｉｍａｉｇｐｏｌｓｂｔｒｔａｈｔｏｈｒ — ｔｃｅｅｓ — ｉｍａｉｇｐｏｉｈｏｒｌｔｙｅｐｅ— ａｋｒｖｒｅ— ｍｅｉｇｎｒｆｅｗａｅｔｈｎｔａｆｔｅｐｅ— ａｋｒｖｒｅ— ｍｅｉｇｎｒｆｌｏｓｔｉｅｓｔｅ

浅谈地球物理勘探技术中的三维地震勘探技术

浅谈地球物理勘探技术中的三维地震勘探技术摘要：基于煤矿采区三维地震解释成果与实际揭露地质现象仍然存在一定差距的实际情况，通过分析煤田三维地震数据采集、资料处理及地质解释过程，提出一些实际工作中的注意事项，为煤田三维地震勘探工程中的相关技术人员提供参考资料。

关键词：地球物理；勘探技术；地震勘探；技术分析随着浅层煤炭资源的开采完成，煤矿开采深度在不断地加深，地质条件也越来越复杂。

随着煤矿安全、高效生产的需要，采区三维勘探技术成为详细查明小断层、陷落柱、采空区、煤厚变化等地质资料的有效手段。

三维地震勘探具备成本低、分辨率高等特点，能够为煤矿的安全、高效生产提供有利支持。

1三维地震勘探原理三维地震勘探是指：在三维空间中，采用炸药或震源车等方式进行激发，产生振动波（弹性波），通过研究地震波在地层中的传播规律，以查明地质构造，确定油气、矿石、水、地热资源等矿藏赋存位置的一种技术方法。

2煤田三维地震勘探技术主要步骤2.1野外地震数据采集煤田勘探工作，大部分是在野外进行，在野外进行工作时，我们通常是利用地震勘探数据采集器进行数据采集，采集的目的层一般为煤系地层。

煤田勘探过程中需确保数据采集的准确性，这样才能够保障下一步工作的顺利进行，这对于安全生产及经济收益的提高，都具有巨大的现实意义。

野外勘测地震数据采集需要工作人员采集数据的同时，对于各个钻孔位置、深度及炸药量都要进行周密计划和管理。

将炸药放在预先计划好的位置上，同时对各个位置进行记录，在炸药被引爆之后，会产生非常强大的地震波，利用地震波的反射来获取地质结构资料。

2.2数据勘探作业处理煤矿勘探原本就是一项复杂又难度较高的工作，三维地震勘探技术在煤田勘探的应用过程中，也必然会面临很多综合性问题，这就使得数据的获取及处理难度更大。

地震勘探工作具有一定的特殊性，它的每一个步骤的工作既需要具有一定独立性，又要能够与其它各个环节相互联系和配合，彼此之间是相互协作，相辅相成的关系。

第2章-叠前时间偏移

第二章叠前时间偏移地震波成像在油气勘探中占据重要位置。

它的作用是使反射波或绕射波返回到产生它们的地下位置，从而得到地下地质构造的精确成像。

从二十世纪60年代偏移过程由计算机实现以来，已从常规偏移即叠后时间偏移发展到了目前的叠前深度偏移。

偏移方法的研究和应用是受油气勘探的实际需求驱动的，同时它又受到人们对偏移成像的认识程度和计算机处理能力的制约。

常规偏移（即叠后时间偏移）在以往的油气勘探过程中起到了重要作用，但随着勘探难度的提高，在构造较为复杂或/和强横向变速的地区，基于常规偏移的处理方法再也难见成效。

究其原因，一方面是由于常规处理是先叠加后偏移，水平叠加过程受水平层状介质假设制约，在复杂地质构造条件下，这种叠加过程很难实现同相叠加，这样会对波场产生破坏，所以用这种失真了的叠后数据去进行偏移处理难以取得好的成像效果就很自然了。

为了克服非同相叠加给后续偏移带来的麻烦，人们提出使用叠前偏移，即先偏移处理使波场归位，再把同一地下点的偏移波场相叠加。

这样，在横向速度中等变化的较为复杂构造成像中叠前时间偏移可以弥补常规偏移的不足。

另一方面是由于时间偏移是建立在均匀介质或水平层状介质的速度模型的基础上的，当速度存在横向变化，或速度分界面不是水平层状的情况下，常规偏移不能满足Snell定律，因此不能进行正确的反射波的偏移成像。

为了解决这个问题，出现了深度偏移。

这样，在强横向变速的一般构造成像中，叠后深度偏移可以弥补常规偏移的不足；而在强横向变速的复杂构造成像中，叠前深度偏移可以弥补常规偏移的不足。

迄今为止，人们已对叠前时间偏移进行了20多年的研究工作，而对叠前深度偏移也进行了十几年的研究和探索工作。

本章重点讨论叠前时间偏移。

叠前深度偏移将在第四章和第五章讨论。

近年来，随着叠前时间偏移方法和技术的不断成熟和与之配套技术的不断完善以及计算机性能的不断提高，实现叠前时间偏移已成为现实。

目前，国内外有多家地球物理处理公司和计算中心已进行叠前时间偏移处理，部分公司还把叠前时间偏移作为常规处理软件加入到常规处理流程中，使之成为常规处理的一个重要内容。

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叠前时间偏移与叠前深度偏移正演对比分析
【摘要】对碳酸盐岩储层开展叠前时间偏移和叠前深度偏移正演模拟对比工作，利用均方根速度等效目的层以上地层速度进行正演模拟分析。

认为若上覆地层速度有横向变化时，叠前时间偏移“串珠”会有横向漂移，而叠前深度偏移没有“串珠”横向漂移；时间偏移域“串珠”的横向漂移方向都是向横向速度大的区域移动，即远离横向速度小的区域。

因此，速度模型准确的情况下，利用三维地震叠前深度偏移资料可以使钻井有效钻至缝洞体。

【关键词】正演模拟叠前时间偏移叠前深度偏移横向漂移串珠
时间偏移采用的是成像速度场，深度偏移采用的是层速度场。

克希霍夫叠前时间偏移是在绕射求和中，沿着双曲线路径对数据求和，将求和结果放在双曲线的顶点上；叠前深度偏移而是沿真实的绕射曲线进行求和，校正了倾角以及速度的横向变化，成像位置是地下真实的绕射点。

因此，在查探地质构造和速度场建立方面，如果速度建模较准，深度偏移结果比时间偏移结果更能和地下地质结构吻合[1-4]。

1 波场正演模拟原理
1.1 有限差分数值方法
对于所分析的地震波场响应，我们利用二维声波方程编制了程序进行正演模拟[5-8]。

二维介质中的声波方程为：放炮观测系统，其中，道间距50米，
260道接收。

共模拟了700个单炮记录，炮间距50米，首道距25米。

模型的横纵向空间采样间隔均为5米，时间采样间隔为0.4毫秒，记录传播时间为6秒。

选用峰值频率为30赫兹的ricker子波作为震源函数。

之后对模拟的炮集用准确的速度模型进行了偏移处理，叠前时间偏移与叠前深度偏移结果见图1。

2.1 速度极大值附近区域对比
图2为速度极大值附近区域偏移结果与真实模型叠合对比结果。

从图中可以看出，上覆地层速度横向变化时，叠前时间偏移“串珠”有横向漂移；“串珠”的漂移方向都是向横向速度大的区域（蓝轴）汇集。

上覆地层速度横向变化（即横向速度梯度）剧烈的右侧的“串珠”（1-6号）要比左侧“串珠”（7、8号）横向漂移普遍要大。

而上覆地层速度有横向变化时，叠前深度偏移没有“串珠”发生横向漂移。

通过对1-8号串珠的叠前时间偏移与叠前深度偏移相对实际地质模拟的位置变化结果做了具体统计，详细可以表1。

从表中可以看到叠前深度偏移要比叠前时间偏移能使“串珠”更准确的归位，无论是横向还是纵向，而且误差更小。

这都要求叠前深度偏移建立在准确偏移速度场的情况下的结果。

2.2 速度极小值附近区域对比
图3为速度极小值附近区域偏移结果与真实模型叠合对比结果。

从图中同样可以看到，上覆地层速度有横向变化时，叠前时间偏移会有横向漂移；“串珠”向速度横向增大方向漂移，即远离横向速
度小的区域（蓝轴）。

而上覆地层速度有横向变化时，叠前深度偏移没有“串珠”发生位置的横向变化。

具体量化的统计结果可以参看表2。

同样在速度极小值附近区域我们可以看到无论是横向还是纵向叠前深度偏移准确归位“串珠”的能力更强，而且误差更小。

图3b 叠前深度偏移叠合图
图3 速度极小值附近偏移剖面与速度模
型叠合图
3 认识及建议
通过正演模拟进行叠前时间偏移和叠前深度偏移对比分析后，认识到：
（1）上覆地层速度有横向变化时，叠前时间偏移“串珠”会有横向漂移，而叠前深度偏移“串珠”不会横向漂移；“串珠”的横向漂移方向都是向横向速度大的区域移，即远离横向速度小的区域。

（2）在叠前时间偏移速度极大值附近区域，在轴部上覆地层横向速度梯度大的一侧“串珠”要比在其横向速度梯度小的一侧“串珠”横向漂移要大。

（3）如果速度模型合理准确的情况下，利用三维地震叠前深度偏移资料可以使钻井有效钻至缝洞体。

（4）如果速度模型不准确，叠前深度偏移的结果也存在偏移不足或过量。

参考文献
[1] 袁刚，蒋波，曾华会.各向异性叠前时间偏移在塔里木碳酸盐岩资料处理中的应用[j].大庆石油学院学报，2010，34（3）：23-29
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[4] 渥.伊尔马兹著，刘怀山等译.地震资料分析[m].北京：石油工业出版社，2006
[5] 李飞，张智，曹志勇，等. 陷落柱地震波场特征分析[j].地球物理学进展，2009，24（3）：886-892
作者简介
张开拓（1987-），男，2008年长江大学毕业，助理工程师，现主要从事石油地震资料处理工作。