浅谈逆时偏移在计算角道集过程中的应用

韩磊

[摘要]逆时偏移速度建模技术已经被广泛地运用于地质勘查勘探中，它使得某一地区的地层、断层等的勘探工作取得了重大的突破。逆时偏移速度建模技术有效地提高了速度建模的准确度和精度，使得逆时偏移剖面的成像更加清晰，质量有了质的飞跃，其在各方个面的应用中起到了重要的作用。本文将论述逆时偏移技术的基本原理和它相比其他技术的巨大优势，并浅谈逆时偏移在计算角道集过程中的应用。

[关键词]逆时偏移 角道集 计算角道集

一、逆时偏移技术的基本原理

逆时偏移技术分为以下两种方式：

（一）叠后逆时偏移

叠后逆时偏移的基本原理是爆炸反射面成像原理，它通常处理的是水平的叠加剖面。叠后逆时计算过程是首先从时间剖面上的最后一个时间采样点开始，然后逆时外推直至零时间，在这个时候空间所有的振幅值便会组成最终的偏移剖面。

（二）叠前逆时偏移

叠前逆时偏移通常是对单炮的记录数据进行逆时偏移的，之后再将各炮的成像结果叠加起来，便能得到最终的成像剖面。对于单炮记录，它的起始与叠后逆时偏移不同，它将记录数据的最后一个采样的时刻作为开始平面，然后按照时间反推，并将地震的剖面资料当作每一步进时间的边界条件，最终得出零时间的剖面图，利用成像条件最终得出便宜结果。

逆时偏移处理技术是目前比较先进的偏移成像技术，它可以使得成像图像更加的清晰，能使得各种地形的勘探取得更进一步的突破，但是同时它对速度模型的要求也比较高。同时，在计算角道集的过程中，运用逆时偏移的方法可以使得计算结果更加精确。

二、为什么选择角道集

在逆时偏移技术（RTM）生成共成像点道集（CIG）的时候，最简单的方法就是将炮域作为输出域，也就是将炮点的位置（xO，yO）作为共成像点道集（CIG）的索引。但是，在之后进行常规基尔霍夫偏移的时候，相关方面的专家和学者则更加倾向于利用地表采集数据而得到的偏移向量对共成像点道集（CIG）进行排序。在科学的研究与计算中，我们必须选择更加方便更加准确的方法，在慢慢的探索中，相关的专家和学者慢慢发现了角道集的优势。

一直以来，人们普遍认为，如果速度模型是正确的，所有的单个炮点记录偏移应在相同的侧向位置，相同的深度形成特定的同相軸。因此，当共成像点道集（CIG）的同相轴呈“平直状”分布时，表明偏移速度正确，将所有共成像点道集（CIG）叠加即可获得最相关图像。当共成像点道集（CIG）的同相轴不平直时，相关的专家和学者认真分析同相轴的曲率，不断改进其偏移速度模型，并利用层析成象技术建立新的速度模型。在长期的工作中人们发现，该道集噪声较多，可拾取的平直状同相轴不多，并出现倾斜同相轴。由于合成数据体的速度模型是正确的，因此其成像效果刚好与我们的预期相反。

在处理上述问题的过程中，并不能完全确定炮点成像射线的入射角。当速度复杂时，成像射线路径可能相交，并且在不完全约束条件下满足成像关系的地下点可能不止一个。

共偏移距成像点道集（CIGs）也存在类似的问题。由于不能惟一地确定成像关系，任何地表属性索引的共成像点道集（CIG）都将出现偏移假象。

在这种情况下，相关的专家学者提出了生成无假象共成像点道集（CIGs）的解决方案，也就是利用参数表示地下反射角度域。研究发现，即便是在在比较复杂的构造背景下，共角度域成像点道集（ADCIG）也可以形成高相干而且平直的同相轴，并且可以大幅度减少偏移假象。这些道集有助于地球物理学家评估成像质量、拾取层析成像所需的同相轴曲率。？此外，共角度域成像点道集（ADCIG）还可以极大地简化层析成像计算的过程。共角度域成像点道集具有很大的优势。

三、通过逆时偏移（RTM）计算角道集

在2003年，两位科学家Sava和Fomel经过大量的研究提出了简单的计算方法：先根据单程波动方程偏（OWEM）和逆时偏移（RTM）输出局部共偏移距成像点道集（CIG），然后再将它转化成为共角度域成像点道集（ADCIG），对于二维地震资料来说，这种算法简单并且更加高效。

此外，通过使用逆时偏移（RTM）技术，角道集CADCIG）还有助于提高图像质量。过去，地球物理学家注意到：由叠前逆时偏移（RTM）直接输出所得的叠加图像一般都含有偏移假象，这些假象大部分分布在浅层，这使得偏移构造的形态严重模糊。这个假象主要受控于互相关反射、反向散射波、首波和潜水波，其主要分布于浅层或者强反射层之上。

逆时偏移（RTM）具有双向传播的特性，其将会在速度模型的硬界面上部产生反射现象，这就使得反射射线路径上的每一点都符合成像关系。所以说，除了实际界面上的真实反射点外，逆时偏移（RTM）还会生成许许多多虚假的成像点，最终会造成低频偏移假象。

随着科学技术的发展，科学家们提出了多种解决偏移假象问题的方法。其中，最简单有效的解决方案是共角度域成像点道集（ADCIG）角度切除。震源波场和偏移假象有着共同的特点，即其方向与接收点波场的传播方向正好相反，因此，只需在叠加偏移角道集时进行远角切除，即可消除偏移假象。同时由于反射率会随着反射角而改变，因此共角度域成像点道集（ADCIG）可以作为振幅随入射角变化CAVA）分析比较理想的输入数据体，从而准确确定岩石的性质。

逆时偏移（RTM）作为一种科学、稳定、高效的生成共角度域成像点道集（ADCIG）的方法，其效果明显优于其他现存偏移方法。

四、小结

总的来说，逆时偏移（RTM）共角度域成像点道集适用于各种复杂地质下的叠前深度成像处理。同平常的共偏移距成像点道集相比，共角度域成像点道集（CIG）的偏移假象情况更少、成像性能更加优秀、真振幅偏移算法也更加稳定，它的发展和应用为我们相关的进展作出了突出的贡献。