城市地下斷層地震探測偏移成像技術(shù)研究現(xiàn)狀

■李曉東　潘廣山　王景富（山東同方防震技術(shù)有限公司山東濟南5000；山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院山東濰坊6000）

城市地下斷層地震探測偏移成像技術(shù)研究現(xiàn)狀

■李曉東1潘廣山2王景富1
（1山東同方防震技術(shù)有限公司山東濟南250001；2山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院山東濰坊261000）

地球物理方法用于斷層探測的方法較多，但在城市區(qū)域復(fù)雜環(huán)境和高強度的背景干擾下，高分辨率地震勘探是最適宜于地下斷層探測的地球物理方法。地震數(shù)據(jù)偏移是現(xiàn)代地震數(shù)據(jù)處理的核心之一，本文回顧了數(shù)據(jù)偏移技術(shù)的提出和發(fā)展過程，比較了各種方法在數(shù)據(jù)成像和反演過程中的優(yōu)劣。

城市斷層高分辨率地震勘探偏移成像

目前，城市活動斷層的探測方法主要依靠地球物理勘探，主要包括：高密度電法、高分辨率地震勘探、地質(zhì)雷達、微重力測量、高精度磁測等。但面對城市高強度的干擾背景，結(jié)合物探方法的特點，認為適合城區(qū)高干擾背景下的地震勘探方法主要為高分辨率地震勘探方法。對于郊區(qū)的勘探，則可以根據(jù)其具體條件，選擇經(jīng)濟、科學(xué)的方法。

地震數(shù)據(jù)偏移是現(xiàn)代地震數(shù)據(jù)處理的核心之一。迄今為止，通過地震數(shù)據(jù)偏移可以較為精確地確定地下地層的地質(zhì)形態(tài)。由于原始地震數(shù)據(jù)含有許多隨機噪音和規(guī)則干擾及其它因素，地震數(shù)據(jù)偏移必需與其它數(shù)據(jù)處理手段相結(jié)合，而它則是地震數(shù)據(jù)處理的核心內(nèi)容和必不可少的環(huán)節(jié)。

隨著計算機技術(shù)和物探處理技術(shù)的進步，地震數(shù)據(jù)偏移技術(shù)發(fā)展也十分迅速。1978年，Stolt提出了一種在常速條件下使用快速傅氏變換的疊后偏移方法。該方法本質(zhì)上是一種變量代換，整個計算過程只有簡單的三步，由于方法簡單，快速一直被沿用至今，并被稱為STOLT方法。此外，Yilmaz[1]還提出了雙平方根方程的偏移方法。Schneide[2]論述了克希霍夫繞射疊加積分公式在常速情況下與波動方程偏移等價。Gazdag[3]推出了從一個深度的波場求另一個深度波場的遞推公式。之后Gazdag和Squazzer[4]用波場內(nèi)插的方法解決橫向變速問題，但這種方法在每個延拓步長都要多次作橫向正反快速傅氏變換，耗時較多。

限于計算機的處理能力，這時人們的注意力主要集中在二維疊后時間偏移上。到上世紀(jì)八十年代后期，偏移技術(shù)的主要進步表現(xiàn)在提出了剩余偏移，串聯(lián)偏移，傾角時差校正(DMO)處理腳和兩步法三維疊后偏移。

我國眾多地球物理工作者積極開展疊前深度偏移技術(shù)的方法和應(yīng)用研究，李錄明[5]提出在CDP道集上利用互換原理組成偽炮集作為疊前偏移速度分析的數(shù)據(jù)道集，先用疊前時間偏移方法求取層間互不影響的等效偏移速度模型，再用疊前深度偏移方法逐層求取層速度模型。經(jīng)理論和實際資料處理結(jié)果證明，本方法是行之有效的。耿建華等[6]從地震疊前反射橢圓方程出發(fā)，導(dǎo)出了基于波動理論的共偏移距地震剖面疊前偏移方程，然后對此方程進行參考速度場中的浮動坐標(biāo)變換，得到了衍射方程的高階近似方程，并給出了計算衍射方程和折射方程穩(wěn)定的差分格式。王華忠等[7]從三維聲波方程出發(fā)，通過引入?yún)⒖妓俣龋茖?dǎo)出折射項和繞射項方程，提出了把地面地震記錄、VSP記錄及井間地震記錄偏移到同一成像空間的完整的地震立體成像方法。程玖兵等[8]提出了基于雙平方根算子的波動方程共炮檢距道集的深度偏移方法。楊長春等[9]針對復(fù)雜介質(zhì)的成像問題，提出了一套地震資料盈前深度偏移方法流程，成功地實現(xiàn)了二維地震資料疊前深度偏移。

國內(nèi)外的學(xué)者提出了疊前深度偏移數(shù)據(jù)處理方法，并使該方法進一步得到推廣和完善，但它的資料處理的對象都是針對油田深層探測資料。隨著活動斷層探測的開展，眾多的第四系地震數(shù)據(jù)需要處理，面對第四系地層的不均勻性，如何發(fā)揮疊前深度偏移方法在橫行速度不均勻方面的處理優(yōu)勢，尹軍杰就疊前深度偏移方法在城市活動斷層探測中的應(yīng)用進行了研究，取得了較好的效果。吳子泉等就疊前深度偏移方法在工程勘察中的應(yīng)用前景進行了討論。因此對于疊前深度偏移方法如何在第四系地震數(shù)據(jù)處理中應(yīng)用，將是今后研究工作的一個重要方向。

[1]Yilmaz O.Prestack Partial migration[D].Stanford University,1979.

[2]Schneider W.A..Integral formulation for migration in two and three dimension[J].Geo-Physics.1978,43(1):49-76.

[3]Gazdag J.Wave equation migration with the Phase shift method[J].GeoPhysics,1978,43: 1342-1351.

[4]Gazdag J.Sguazzero P..Migration of seismic data by Phase shift plus interpolation[J]. GeoPhysics,1984,49:124-131.

[5]李錄明,羅省賢.P-P波及P-SV波疊前深度偏移速度模型建立方法[J].地球物理學(xué)報,1998,supp1(41):306-318.

[6]耿建華,馬在田,王華忠等,波動方程有限差分法疊前深度偏移[J],地球物理學(xué)報, 2001,3(41):392-399.

[7]王華忠,徐蔚亞,王建民等.VSP數(shù)據(jù)波動方程疊前深度偏移成像及立體地震成像[J].石油地球物理勘探,2001,36(5):517-525.

[8]程玖兵,王華忠,于富文等,波動方程共炮檢距道集疊前深度偏移[J].石油地球物理勘探,2001,36(5):526-532.

[9]楊長春,劉興材,李幼銘等,地震疊前深度偏移方法流程及應(yīng)用[J],地球物理學(xué)報. 1996,3(39):409-415.

P315[文獻碼]B

1000-405X（2016）-1-143-1