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第四章偏移
引言
偏移就是将倾斜反射面移到地下原来的位置,消除绕射,从而详细描述地下特征,如断层面。从这一点看,偏移可以当作是提高空间分辨率的空间反褶积的一种方式。图4-1所示为偏移前后的叠加剖面。在这张叠加剖面上有一个两翼陡倾的盐丘,并有两个明显的特征,一为绕射双曲线D,它来自盐丘顶部,另一个特征为盐丘翼部外侧的反射B。偏移之后,看到绕射收敛到其顶点P,倾斜反射也就移(归位)到了地下原来位置A,即盐丘翼部或附近。
图4-2为一具有不同类型构造特征实例。在此叠加剖面上1s以上有一个水平反射层带。偏移后这些反射层实际上都没有变化,但看到了一个明显的不整合面。它代表着正好处于1s以下的一个古侵蚀面。在叠加剖面上这个不整合面外貌复杂,但在偏移剖面上变得可以解释了。叠加剖面上这些领结状反射同相轴在偏移剖面上连续呈向斜状反射同相轴。在3s附近较深同相轴为与上述不整合面有关的多次波。而我们把它当成一次波,并用一次波速度作偏移,结果被偏移过了头。
在图4-3未偏移的剖面上有许多与强烈的断层作用有关的绕射,而偏移剖面上肯定较好。解释员在此剖面上可以容易地发现断层并确定其位置。因此利用偏移剖面可作出一张可靠的时间构造图。
为了保证偏移质量,在叠加剖面上不应有明显的复杂构造。在图4-4的叠加剖面上,一次波是由向左倾的几条平行反射组成的,同时看到反射连续性的中断,
产生了绕射。反射中断现象是由于剖面上隐蔽的生长断层引起的。这四个例子(图4-1和图4-4)上说明偏移未使水平同相轴位移,相反,它使倾斜同相轴向上倾方向移动,绕射收敛,从而使我们划分出断层。
偏移的目的是使叠加剖面形状和沿地震测线的地质横剖面相似。理想的是我们要从叠加剖面中得到深度剖面。然而偏移剖面一般是按时间显示的,按时间显示的一个理由是速度估算值是以地震资料以及其他资料为基础的,它们的精度往往有限。因此深度转换并不十分精确,另一理由是解释员采用偏移剖面与未偏移剖面的对比的办法来评价偏移剖面的正确与否。因此宁肯将两张剖面都按时间显示。偏移过程就是所谓时间偏移,生产一张时间偏移剖面。时间偏移是第四章的主题。只要横向速度变化适中,时间偏移就是适宜的。
当横向速度变化较大时,时间偏移不会产生真正的地下图像。我们需要代之以深度偏移(),它的输出就是深度剖面。我们讨论图4-5中含陡倾的盐丘构造区的资料,将盐顶底界面分别用T和B表示。对该剖面盐丘顶界上方作了适度的时间偏移,而发现与盐丘底部有关的反射偏移过分了。这是由于时间偏移中对严重的射线弯曲效应处理不当所造成的。这种射线弯曲效应是由于盐层与上覆岩层的速度差大而引起的。
伴随有盐穿刺、逆掩断层,不规则水底起伏产生的构造背景常常具有三维特征。叠加剖面实际上是地下三维地质体在二维剖面平面上的响应。因此,分析二维资料时,这样的三维资料并不完全有效。图4-6a是一条三维陆上测量中所得的横测线叠加剖面。图4-6b为上述剖面的二维偏移剖面,图4-6c是同一剖面,作了三维偏移。特别要注意,盐顶界T和底界B图像之间的差别很大。在二维偏移中我们假设叠加剖面不包含记录平面以外的任何能量(侧向扫描)。。
我们在对叠加剖面作偏移时,利用了适合于零炮检距(震源点和接收点重合)记录资料的偏移理论。为了对正在讨论的零炮检距资料的偏移,拟定出带概括性的概念,我们现在来看一下两种类型的记录方式。第一种记录方式是单个震源和单点接收器(震源和接收器之间的距离为零)沿着测线移动、记录零炮检距剖面。所记录的能量是沿着与反射界面法向入射的射线路径传播的。实际上,这样的记录方式并不现实。现在来考虑一下能得到同样的地震剖面的另一种记录方式,爆炸震源沿反射界面而布置,接收器布置在沿测线每一个共中点的地面位置上,震源均匀爆炸,发射向上传播的波被地面上的接收器记录下来。由所谓爆炸反射模型所得的地震剖面与零炮检距剖面按双程旅行时记录(从震源到反射点再到接收点),而爆炸反射模型是按单程旅行时记录(从震源所在的反射点到接收点)。为使这两种类型剖面可互容,设想传播速度为爆炸反射层模型的实际介质速度的二分之一,因此,零炮检距剖面和爆炸反射层模型两者之间并不精确相等,尤其是当沿测线横向速度变化大时更是如此。
这些概念现已用于图4-7速度-深度模型。我们来观察在地面上在10个共中点上布置的震源-检波器对,在这种情况下模拟零炮检距剖面。在130共中心点有5个波至与法向入射第一个界面的射线有关。此外,设想一下检波器沿地面10个中心点布置,震源沿界面布置,射线是以直角射入界面的(与零炮检距剖面上法向射线相当)。在后者情况下,图4-7中所
指出的速度必须减半,以与零炮检距剖面时间轴相匹配。检波点与炮点间距越密,对界面的采样也越密