城市地下断层地震探测偏移成像技术研究现状

■李晓东　潘广山　王景富（山东同方防震技术有限公司山东济南5000；山东省第四地质矿产勘查院山东潍坊6000）

城市地下断层地震探测偏移成像技术研究现状

■李晓东1潘广山2王景富1
（1山东同方防震技术有限公司山东济南250001；2山东省第四地质矿产勘查院山东潍坊261000）

地球物理方法用于断层探测的方法较多，但在城市区域复杂环境和高强度的背景干扰下，高分辨率地震勘探是最适宜于地下断层探测的地球物理方法。地震数据偏移是现代地震数据处理的核心之一，本文回顾了数据偏移技术的提出和发展过程，比较了各种方法在数据成像和反演过程中的优劣。

城市断层高分辨率地震勘探偏移成像

目前，城市活动断层的探测方法主要依靠地球物理勘探，主要包括：高密度电法、高分辨率地震勘探、地质雷达、微重力测量、高精度磁测等。但面对城市高强度的干扰背景，结合物探方法的特点，认为适合城区高干扰背景下的地震勘探方法主要为高分辨率地震勘探方法。对于郊区的勘探，则可以根据其具体条件，选择经济、科学的方法。

地震数据偏移是现代地震数据处理的核心之一。迄今为止，通过地震数据偏移可以较为精确地确定地下地层的地质形态。由于原始地震数据含有许多随机噪音和规则干扰及其它因素，地震数据偏移必需与其它数据处理手段相结合，而它则是地震数据处理的核心内容和必不可少的环节。

随着计算机技术和物探处理技术的进步，地震数据偏移技术发展也十分迅速。1978年，Stolt提出了一种在常速条件下使用快速傅氏变换的叠后偏移方法。该方法本质上是一种变量代换，整个计算过程只有简单的三步，由于方法简单，快速一直被沿用至今，并被称为STOLT方法。此外，Yilmaz[1]还提出了双平方根方程的偏移方法。Schneide[2]论述了克希霍夫绕射叠加积分公式在常速情况下与波动方程偏移等价。Gazdag[3]推出了从一个深度的波场求另一个深度波场的递推公式。之后Gazdag和Squazzer[4]用波场内插的方法解决横向变速问题，但这种方法在每个延拓步长都要多次作横向正反快速傅氏变换，耗时较多。

限于计算机的处理能力，这时人们的注意力主要集中在二维叠后时间偏移上。到上世纪八十年代后期，偏移技术的主要进步表现在提出了剩余偏移，串联偏移，倾角时差校正(DMO)处理脚和两步法三维叠后偏移。

我国众多地球物理工作者积极开展叠前深度偏移技术的方法和应用研究，李录明[5]提出在CDP道集上利用互换原理组成伪炮集作为叠前偏移速度分析的数据道集，先用叠前时间偏移方法求取层间互不影响的等效偏移速度模型，再用叠前深度偏移方法逐层求取层速度模型。经理论和实际资料处理结果证明，本方法是行之有效的。耿建华等[6]从地震叠前反射椭圆方程出发，导出了基于波动理论的共偏移距地震剖面叠前偏移方程，然后对此方程进行参考速度场中的浮动坐标变换，得到了衍射方程的高阶近似方程，并给出了计算衍射方程和折射方程稳定的差分格式。王华忠等[7]从三维声波方程出发，通过引入参考速度，推导出折射项和绕射项方程，提出了把地面地震记录、VSP记录及井间地震记录偏移到同一成像空间的完整的地震立体成像方法。程玖兵等[8]提出了基于双平方根算子的波动方程共炮检距道集的深度偏移方法。杨长春等[9]针对复杂介质的成像问题，提出了一套地震资料盈前深度偏移方法流程，成功地实现了二维地震资料叠前深度偏移。

国内外的学者提出了叠前深度偏移数据处理方法，并使该方法进一步得到推广和完善，但它的资料处理的对象都是针对油田深层探测资料。随着活动断层探测的开展，众多的第四系地震数据需要处理，面对第四系地层的不均匀性，如何发挥叠前深度偏移方法在横行速度不均匀方面的处理优势，尹军杰就叠前深度偏移方法在城市活动断层探测中的应用进行了研究，取得了较好的效果。吴子泉等就叠前深度偏移方法在工程勘察中的应用前景进行了讨论。因此对于叠前深度偏移方法如何在第四系地震数据处理中应用，将是今后研究工作的一个重要方向。

[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]李录明,罗省贤.P-P波及P-SV波叠前深度偏移速度模型建立方法[J].地球物理学报,1998,supp1(41):306-318.

[6]耿建华,马在田,王华忠等,波动方程有限差分法叠前深度偏移[J],地球物理学报, 2001,3(41):392-399.

[7]王华忠,徐蔚亚,王建民等.VSP数据波动方程叠前深度偏移成像及立体地震成像[J].石油地球物理勘探,2001,36(5):517-525.

[8]程玖兵,王华忠,于富文等,波动方程共炮检距道集叠前深度偏移[J].石油地球物理勘探,2001,36(5):526-532.

[9]杨长春,刘兴材,李幼铭等,地震叠前深度偏移方法流程及应用[J],地球物理学报. 1996,3(39):409-415.

P315[文献码]B

1000-405X（2016）-1-143-1