2P2P2P12P 2x 2y 2z v2 2t
通过模拟波传播过程，计算走时和地面点位置， 从而找到成像点所需的数据
叠前深度偏移几种方法
1）积分法 微分方程积分解
2）有限差分法 微分算子差分
3）逆时偏移方法 4）相位屏法
逆时偏移
深度偏移关键
• 地质模型与速度---速度深度模型 决定了走时计算的精度 地质模型建立：地质知识，钻井结果，地 震时间偏移结果。 速度求取：时间偏移与偏移迭代
DMO STACK
NMO
叠后时间偏移使绕射和倾斜地层归位,实现T0到Tm转换
T0---零炮检距的反射时间 Tm---反射点垂直向上到达地面的时间
叠前时间偏移
• 常规成像处理遇到的问题 1）大倾角地层和埋藏较深的地层不能很好
成像 原因是中心点与反射点间距离比较大
2）对速度横向变速适应能力差 走时计算太简单
看成是个点
走时计算
• 叠前时间偏移走时计算进度常常不够 • 叠前深度偏移走时计算依赖于模型精度、
算法精度
• 常用的叠前时间偏移走时计算是双平方根公式， 其实就是分段单平方根走时计算之和：
t tm 2 vxr22 tm 2 vxs22
为了提高精度加上修正项：
ttm 2v xr2 2xr4tm 2v xs2 2xs4
复杂构造地震成像
主要内容
一、地质构造模型及地震波场特点 二、地震成像技术 三、复杂构造地震成像难点 四、解决问题方案—主能量绕射偏移 五、复杂构造地震成像技术发展预测
地质构造模型
• 水平层状介质或称垂向变速介质 • 单斜介质 • 缝洞型介质 • 横向快变速介质
水平层状介质及地震波场特点
假设地层水平 层内速度均匀 各向同性 发育反射波及 多次反射波 断点有绕射波Fra bibliotek断点模型
断点模型，背景速度为2600米/秒，薄层速度为3000米/秒，模型 横向长度为5000米：，纵向深度为1500，薄层厚度20米，埋深 500米，波长为80米。
160米
80米
40米
20米
10米
5米
2米
1米
• 绕射波不能被忽视
• 开发阶段面临的小尺度地质体的变化常常 产生绕射
主能量
• 以反射波为主的方法中忽略了主能量问题 • 反射波能量占所有能量的80%多 • 反射波能量是个带（非涅尔带），不能只
v
满足Snell定律的绕射波，在共中心 点域满足双曲线规律
D
绕射波场
ts
rSD v
hr2 xr2 v2 v2
tg
rDG v
hg2 v2
xg2 v2
t ts tg
一般地，不满足中心点域双曲线规律
1）
2）
3）
反射波分辨率受限Reley准则
• λ/4 反射波横向分辨率准则
• 绕射具有超分辨率
叠前深度偏移
• 叠前时间偏移的成像质量较叠后偏移大幅 提高，但没办法解决速度横向变化情况下 其下地层变形问题和不成像的问题。而且， 在横向变速快的情况下，在波动方程中， Tm不能代替Z。
PSTM
要解决上面的问题，需要进行叠前深度偏移，也 就是要将记录到的时间信号转换到深度域，这是 就说必须知道地下介质的模型和速度（前面都是 假设）
2P2P2P12P 2x 2y 2z v2 2t
Tm
dz v
2P2P 2P 12P 2x 2y v22Tm v2 2t
速度横无变化
x
x
垂向单位变换
y y
z
Tm
时间与深度变换其实就是坐标轴变化，都是指向地 下（深度）方向，单位不同
常规叠后偏移成像技术
• 假设：1）水平层状介 质模型；
2）反射点与中心点距 离远远小于最大炮间 距
• 地震波走时
t2 t0 2 a2 xb4 xc6x d8 x ....
t
t
2 0
x2 v2
• 如果地层有倾角
t
t02
x2
2
covs
t02vx22
si2nx2
v2
• 成像处理步骤 1）倾角时差校正---DMO 消除与走时公式中与倾角有关的向 2）动校正---NMO 消除走时公式中与炮检距有关的项 3）共中心点叠加 把所有炮同一反射点的数据加在一起 4）叠后时间偏移
偏移成像关键参数分析
偏移孔径 成像速度
• 偏移孔径分析
偏移孔径是指成像点成像需要多少数据， 直接决定成像质量。一般偏移方法中都是 给一个固定的孔径，不考虑地层埋深和倾 角、速度变化。这样会造成浅层合适了， 深层不适应的问题。
• 偏移速度分析
走时计算的方法不同，对速度参数的要求 就不同。在走时计算方法确定的情况下， 需要调整速度参数以达到最佳效果。
复杂模型
• 复杂模型由简单模型叠合而成
冲断构造带 冲断凹陷
冲断凹陷
冲断构造带
黄桥地区构造剖面图（据中石化华东局）
地震成像技术
• 针对不同地质模型发展起来不同的成像技 术，可以分为： 1）常规叠后地震成像技术； 2）叠前时间偏移成像技术； 3）叠前深度偏移技术
时间偏移与深度偏移
• 波动方程：记录的波由空间域到时间域
s
g
V1
V2 V3
Vn
单斜介质
• 地层倾斜
• 特点与水平
层状介质相似
α
缝洞型介质
• 可以看成是分块均 匀介质，块与块之 间一般没有速度差
• 地震波场除了边界 产生反射波与绕射 波外，内波主要以 绕射波为主
横向快变速介质
• 介质间速度差异大 • 地震波场
仍以反射波为主 断点有绕射波存在
V1 V2 V3
• 地震波场中有：反射波、绕射波、多次波 前面介绍的方法，都只考虑了一次反射波 以及关于中点对称的绕射波。多次波根本 没有考虑。而在复杂构造地区绕射波非常 发育，如果不考虑绕射波，成像的分辨率 和信噪比都将降低。这是必须解决的一个 问题。
大部分绕射波被当做噪音
S
G
G
S
GGG
S’ 虚象点
θ
反射波场
t 4h24hxsinx2
复杂介质的走时计算也可以展开成泰勒级 数的形式，但高次项不能忽略
3）很难到达同相叠加，降低资料的信噪比 和成像效果
PSTM：直接从原资料空间关系出发进行时 间域成像处理
Tm
• 常用的叠前时间偏移走时计算是双平方根公式， 其实就是分段单平方根走时计算之和：
t tm 2 vxr22 tm 2 vxs22
复杂构造地震成像问题
• 复杂构造成像问题依旧没有完全解决 如下扬子地区，逢洞发育区等 1）地质模型建立不起来，深度偏移技术不 可用，如下扬子地区； 2）偏移方法本身考虑不周全； 3）分辨率有待进一步提高。
图4-1-2 HQ02-LJ1连井线地震剖面图 HQ02-LJ2连井线地震剖面图
偏移方法分析