叠前处理文献笔记
《复杂地形陆上地震数据的叠前处理》 S.Rajasekaran 著 扬 子译
不管高程或近地表的速度如何变化，它能实现真正的地表一致性静校下正，它用层析成像法来估算浅层速度，用双程波动方程的有限差分解来进行成像时间的计算和偏移数据的外推。
常规共中心点(CMP)处理不适用于复杂地质构造(即地形变化大,横向速度变化强,倾角陡)的成像数据。所有常规处理生成的图象都将是近似的零偏移距剖面（至少在运动学意义上是这样的）。只有地层平缓、时差是双曲线、反射在临界角之内、横向没有速度变化的假设条件得到满足能达到。只要上述变化足够小，有些偏差可得到调节。当然最好的办法是把数据看成是全波场。多数叠前偏移技术是这样做的。
野外数据特性：数据的信噪比较低，有着强的地滚波，它沿测线变化。一般说来，高点炮点记录的信号质量和反射相干性要比低点炮点记录好。
噪音：常规处理和叠前处理中的噪声压制是至关重要的，数据中有炮点产生的噪声和构造引起的噪声。起伏的地形和大的高差使得地滚波更加复杂。由于近地表速度和弹性参数的横向变化，所以地滚波特性也出现横向变化。起伏的地形和地表的卵石引起地震波能量的散射衰减。该地区的近地表具有非均匀物质特性。由于信号的散射使得信号和噪声难以识别，即使在频率-波数域，信号和噪声也难以区分。高程的突变表示构造是三维的，它产生发平面外的噪音，这种噪音在二维测线上是难以识别和压制的。垂直检波器只能记录波场的垂直分量，然而当地层倾斜时，反射纵波不再是只有垂直分量了。构造引起的噪音只能用三维采集和处理来去除。
其它可能引起数据质量变差的情况是激发信号微弱和穿透能量不强。
常规处理：由于没有辅助的地质信息和解释结果，也没有测井数据，因此对处理数据的测试具有盲目性，我们处理的数据是野外数据，而不是合成数据，采用的是Marmous模型理论，它没有有效的约束条件，为了给出构造形态和速度的最初估计，我们对数据进行常规处理。
处理是基于一个浮动基准面，最终的处理流程包括振幅平衡扩散校正、反褶积和滤波。叠加速度分析和剩余静校正采用迭代方式。接近高程最高点的CMP5000的反射最好，位于翼部的CMP5300只有几个相干同相轴，近于高程最低点的CMP5500出现逆时差，CMP5500两边的数据所对应的炮点和检波点的高程随偏移距的扩大而逐渐扩大。在原始数据中，CMP5500时差是非双曲线的。为使反射拉平而采用的正常时差校正值要偏大，而不是偏小。
因此，用常规的正常时差校正是不行的。
叠前波动方程系统
概述：叠前处理有两个目的，即生成最好的偏移图象和精确地估计偏移速度。为了使叠加时图象的相干性最好，我们要用不同的偏移速度对各个共炮点道集进行逆时偏移。这种成像和速度的估计是用迭代方式来实现的。
输入的数据是炮集，所估计的也只是一种速度，即层速度。用初至旅行时进行透射层析成像，得到的是近地表速度估值。深层速度通过迭代反射层析成像或相干/聚集分析来估计。用近地表层析成像速度和波场外推的实际炮点和检波点位置可以解决静校正问题，并且提高地滚波的压制能力，处理步骤也得以减少。NMO和DMO及其静校正量完全可以得到估计，或者说，在偏移中可隐式地应用这些处理，而不需分步计算。
典型的叠前波场处理流程为：（1）把测线排列数据加到道头，对噪声道进行编辑和滤波；（2）用层析成像法进行近地表速度估计；（3）偏移前的数据调节，它包括每个炮点道集的边缘尖灭和时间轴反转；（4）依次对各炮点道集进行深度偏移，也可在聚集深度分析或反射层析成像后进行重偏移；（5）对各个偏移后的炮点道集进行叠加，生成深度剖面。
预处理：对于现有的数据,反射波由于受噪音的影响而模糊不清，因此需要采用增强信号的预处理。我们应用振幅平衡法来补偿激发能量及耦合程度不同引起的振幅衰减,对噪音道和炮点进行剔除，在叠前深度偏移前，我们用带通滤波器（8-12-40-50Hz）和谱平衡法对各个共炮点道集进行带通滤波处理。谱平衡可增强高频信号，它还通过有效频带的增宽来提高偏移数据的分辨率。第一轮处理不涉及直达波或地滚波的去除。为使外推过程中的边界效应最小，每个共炮点道集在时间域和空间域是逐渐变小的。在偏移前，要对每个共炮点道集进行时间反转处理。为了满足有限差分稳定性和网格离散的需要，数据要用1ms采样率重采样，在空间上要内插成12.5m间隔的密度。
近地表速度的层析成像:
叠前处理中关键一步是偏移速度模型中近地表部分的层析成像，（隐含速度静校正）。它所用的是初至时间拾取数据。层析成像通过射线追踪和反演的交替进行来实现。迭代处理（28次迭代）一直进行到均方根误差停止减小或一直进行到低于某个定值（12ms）。初至数据的层析成像能给出近地表速度估计，这种近地表速度以及炮点和检波点的高程可引起旅行时观察数据的异常（静校正量）。与常规的折射静校正相比，利用层析成像所得到的近地表速度效果更好。
偏移速度分析：利用偏移对速度的敏感性可估计深层的速度。如果偏移速度过大，同相
轴就会偏深；如果偏移速度过小，同相轴就会偏浅。用不同的速度对炮记录进行偏移，然后观察最终图像的深度和空间排列，这样就可实现近地表以下（深层）的偏移速度。最终偏移速度图既有近地表的层析成像速度估计，也有深层常速偏移分析给出的速度。
建立一个准确的速度模型对叠前深度偏移是至关重要的。
叠前偏移：我们对各个共炮点道集分别进行叠前逆时偏移。采用的方法有声波和弹性波法，逆时偏移是基于波动方程的完全可逆性。逆时偏移的目的是精确而有效地处理垂向和横向的速度变化。
结果表明，叠后偏移和叠前偏移主要区别是叠后剖面中丢失了某些有用的信息。 常规处理与叠前处理的比较：鉴于数据质量较好，常规处理能给出相当好的叠加剖面。我们通过别的努力也可改进叠加剖面的质量。它们多半适用于高程变化小的或浮动基准面随地下构造起伏的性况。对于地形起伏很能大的数据，它就显得不够精确了（Kuhn,1985）。
当时差为非双曲线以及速度横向变化时，NMO和DMO就不适用，它们会给出错误的结果（Kuhn,1985;Rodrguez等，1991）。因此，利用叠加来提高信噪比有着主观性，它没有基于层速度，而后续的叠后偏移需要相应的偏移速度值。在叠前处理系统中，我们把数据看成是受介质物理特性影响的波场。这儿对地下介质结构、速度、炮点和检波点高程或传播角度没有限制和假设。所需的预处理只是振幅平衡和信号加强。采用双程波动方程进行外推（Whitmore等，1988）得到的倾角（可能超过900）反射图象也不发生畸变。静校正上用隐式方式实现。叠加依然能提高信噪比。所用的偏移速度是层速度，偏移后叠加剖面的相干性和偏移聚集都出于一个速度，而不是两个速度。这种敏感性是速度分析深度聚集算法的物理机制。
静校正：最终偏移后的共炮点道集叠加剖面有着很好的相干性，偏移中隐式地应用了静校正。它首先用层析成像来估计近地表速度，从地表实际观察点对每个炮点波场进行外推，然后应用从实际炮点位置计算得到的成像时间条件（McMechan和Chen，1990）。对于地表实际的炮点和检波点位置，在地表一致性处理中应用高程静校正。我们用偏移来作速度静校正（近地表速度变化引起的旅行时异常），偏移速度估计是通过数据本身的初至波层析成像得到的。偏移过程中所有传播角度的短波长和长波长静校正是自动完成的。因此，针对复杂地形的静校正无需作大量的近似，在长波长静校正估计方面，层析成像法通常要比常规静校正方法好（Raiasekaran，1995）。另外，也不作分层假设。通过初至波旅行时层析成像能得到静校正值的深度大约是最大偏移距的10%（这里为300m）。反射数据和折射数据的层析成像能用于深层速度估计（Bording等，1987；Raiasekaran，1995）。
局限性和下一步研究方向：在层析成像之前要对旅行时拾取的一致性进行仔细评价。当近地表不复杂时，用精细的近地表速度进行逆时偏移可将水平传播的面波和垂直传播的反射波分离开。近炮点位置的图象有着强振幅的假象。偏移后用高通滤波可消除这些假象（McMechan和Sun，1991）。偏移前切除初至就可去掉强振幅低频折射波。
《深度成像在构造勘探中的作用》Stuart Fagin 等著 殷德智译
前言：最近几年，导致复杂构造地震成像发生深刻变化的技术被称之为“深度成像”。这种技术为促进当前墨西哥湾石油勘探盐下远景区的勘探起着关键的作用。深度成像提高了成像清晰度并揭示了盐下构造的形态，明显地优于传统的时间成像。
成像处理：成像处理是把记录到的反射波移动或“偏移”到产生反射的地下点。 这就需要两个必要条件：第一，必须精确地了解用于成像处理的地下速度场分布，以便了解射线路径弯曲和方式。第二，当速度场已知时，成像处理必须能精确地使这些反射波定位，甚至在速度突然变化的地方也是如此。深度成像能最直接的满足的正是第二个条件。
常规成像处理（即时间偏移）采用计算捷径来实现，计算捷径使用地下构造及由构造产生的射线路径弯曲的简化假设以便减少计算工作量。由于这些捷径，时间偏移只是对比较简单的地质构造效果较好。对于复杂构造精确成像，必须使用深度成像。
深度成像的考虑：目前探明的构造和将要勘探的构造的复杂程度都超出了老的“时间偏移”技术可能有效的范围。因此必须使用深度成像技术。
深度成像的类型：精度最低和费用最少的处理是“二维叠后”成像。而最精确和最昂贵的是“三维叠前深度成像”。
（当声波从远离该地震剖面垂直面的反射点记录时，就产生了侧向反射。）
常规时间偏移：常规时间偏移技术是通过进行非常简单的关于地下的假设得到的速度场解决这样的问题。该假设认为地下比较平坦，射线路径弯曲是有限的。如果深度成像是在这种假设所产生的速度场的情况下进行，所产主的图像不会比时间偏移有明显的质量改进。事实上，为了获得优良的成像结果，深度偏移所要求的速度误差应不大于3%。
深度成像：这种技术采用基于模型的方法来解决这个难题。这些方法是根据地质构造速度场来进行的。最常用的技术是层向下延拓法，用这种方法，可以依次确定每层的速度，然后确定其构造。如果模型是正确的，成像将于模型是一致的，模型里的反射界面位置将于它们在成像里的位置相同。
