叠加是地震处理三大技术之一,其目的是压制随机干扰、提高地震信噪比。速度分析是为叠加提供最佳叠加速度。动校正是消除炮检距对反射波旅行时的影响。静校正是消除地表起伏和低降速带的变化对反射波旅行时的影响。高质量的动静校正是获取最佳叠加剖面的基础。

通常有两种地震波速度的测量方法:一是声波测井的直接测量法;二是地震勘探数据的间接测量法。根据这两方面的信息,可以得到多种不同物理意义和用途的地震速度,如层速度、平均速度、均方根速度、瞬时速度、相速度、群速度、动校正(NMO)速度、叠加速度和偏移速度等。

层速度为两个反射界面之间的平均速度,一定岩石组分岩层的层速度受下面几种因素影响:(1)孔隙形状;(2)孔隙压力;(3)孔隙流体饱和度;(4)围压;(5)温度。

本章讨论根据地震数据来估测速度的方法。估测速度需要共中心点(CMP)记录所提供的非零炮检距数据。利用估测出来的速度校正非零炮检距时差,把记录到的数据体(在中心点-炮检距-时间坐标中)压缩为叠加剖面(图1-1)。

一.动校正速度

反射波时距曲线上非零炮检距道上的波至时间与零炮检距道上的时间之差称为该道的正常(双曲)时差(NMO)。为校正正常时差所用的速度称为动校正速度。几种常见情况下的动校正速度概述如下:

1.单个水平反射层

对一个水平反射层来说,时距曲线是一条双曲线,NMO速度等于该反射层上部介质的速度。

2.单个倾斜反射层

单个倾斜反射层的时距曲线也是一条双曲线,NMO速度等于该反射层上部介质速度除以反射层倾角的余弦。如果在三维空间观察一个倾角反射层,那么还需考虑方位角(介于倾向和走向之间的方向)因素。

3.多层水平反射层

一系列具有独立速度的水平反射层所产生的反射波旅行时是炮检距的函数,近似于双曲线。小炮检距时的近似程度比大炮检距时高。小炮检距时,某个水平反射层的NMO速度等于该反射层上覆介质的rms速度。

4.多层任意倾斜反射层

一个包含各种倾角反射层的介质,它的旅行时间方程相当复杂。但是,实用时,只要倾

角不大,分布不广(比反射深度小),仍可用双曲线近似表示。当反射层界面是任意形状时,双曲线假设就不成立了。

实用中往往忽略NMO速度与叠加速度的差别。NMO速度是依据小排列双曲线形状分布的旅行时间(TanerKoehler, 1969; Al-Chalabi, 1973);而叠加速度则是依照与整个排列长度数据拟合最好的双曲线。但是,通常认为这两种速度是相等的。

二.速度分析方法

常规速度分析方法是建立在双曲线假设基础之上的,几种常见速度分析方法概述如下:

1t2-x2

t2-x2平面上的反射波双曲线时距方程为线性方程。因此,从t2-x2坐标中的最佳拟合直线可估计出零炮检距上的反射波时间和该反射波的叠加速度。

2.速度扫描法

该方法是应用一系列常速度值在CMP道集作动校正,并将结果并列显示,从中选出能使反射波同相轴拉平程度最高的速度作为NMO速度。

3.常速叠加(CVS)法

取测线的一小段,用一系列常速度值作叠加处理,不同的速度叠加成不同的叠加图像,称为CVS图像。从CVS图像中取出获得最佳叠加的速度为叠加速度。

4.速度谱法

速度谱的原理是测量速度与零炮检距双程时间信号的相干性,基本做法是沿着双曲线轨迹在一个小时窗(通常在信号主周期的一半到一倍之间)内计算CMP道集信号的相干关系。在速度谱上根据有用同相轴出现的时间,挑选出产生相干性最高的速度函数,把它解释为叠加速度。

有时沿着某个特殊反射层需要精细确定叠加速度的变化,水平方向速度分析可提供沿某个有用层面叠加速度的横向变化。

三.静校正

水平层状介质中的反射波时距曲线并不总是双曲线,常使反射波时距关系偏离双曲规律的一个原因是地表起伏和/或近地表速度的变化所造成的静态时移。对这种时移所作的校正称为静校正。

1.野外静校正

当地表起伏较大或风化层水平方向有变化时,所产生的静态时移会使反射波时距曲线的双曲线规律发生歪曲。在野外,对估计出来的风化层和高程变化所做的初步校正,称为野外静校正。

2.剩余静校正

野外静校正后,在地震数据中仍然残留有各种剩余静态时移,通常在叠前必须估计出这类剩余静态时移值,并在CMP道集中加以校正。这种校正称为剩余静校正。

通常在利用区域速度函数或沿测线作一系列速度分析并以此所得信息作出初步NMO校正之后,估计剩余静校正量,进行剩余静校正。紧接着剩余静校正常常要重新进行速度分析,以便提高所拾取的速度质量来更好地进行叠加。

四.水平叠加

水平叠加是将CMP道集记录经NMO校正后叠加起来,目的是压制随机噪音,提高地震信噪比。

最后需说明一点,叠加和偏移所要求的速度未必相同。事实上,沿单斜反射层倾向所接收的地震数据,它的叠加速度应是反射层以上介质的速度除以反射层倾角的余弦,而偏移速度则是上覆介质自身速度。换言之,叠加速度与倾角有关,而偏移速度与倾角无关。