在地震勘探中,若地下界面为水平界面,则共反射点在地面上的投影点必为炮集中拥有共反射点接受距的中心点。把不同炮集中拥有共中心点的地震道抽取出来并组合为一个新的地震道集合,就形成了共中心点道集。共中心点道集中各地震道的炮检距不同,其传播路径和距离也不同,因而地震波到达地面检波点的时间存在时差。共中心点道集包含来自地下同一个反射点的6个地震道,第1道的地震波的传播距离最短,用时最短,第6道地震波传播距离最长,用时最长。显然,不同炮检距的地震波旅行时是不同的,它们之间存在时差,导致来自同一地震反射界面的地震波是参差不齐的,即地震波上的波峰、波谷等特征点没有水平对齐,因而无法对这些地震道进行同相叠加。为了使来自地下同一个地层反射点的地震波能够具备同相叠加的条件,需要计算出这个时差并将其消除掉。在地震资料处理中,通常将这一处理过程称为动校正,在某些情况下也被称为垂直时差校正(NMO)。用一个不太确切的比喻来描述,它就像一个人去西半球出差并返回到东半球后,因生物钟改变需要倒时差一样。只有大家的生物钟一致了,才能更好地融入团队和协同工作,否则会影响团队的工作效率。
动校正是将共中心点道集中具有不同炮检距的地震道的地震反射波旅行时以零炮检距地震道为基准进行对齐。什么是零炮检距地震道呢?炮检距是激发点与接收点之间的距离,当这个距离为零时意味着激发点与检波点重合。零炮检距地震道指炮点和检波器重合时所记录到的地震记录,又称为自激自收地震记录。在自激自收情况下,地震反射信号先要向下传播到地下的地震反射界面上,然后再沿原路返回到地面被检波器接收。在地震资料处理中,将这一过程所花费的时间称为自激自收旅行时(或称正常旅行时,垂直旅行时)。
除自激自收旅行时外,还有一个概念对理解动校正的原理非常重要,这就是正常时差(或称垂直时差)。正常时差指在地震反射界面水平条件下,对地震反射界面上某一点以非零炮检距进行观测所得到的反射波旅行时与自激自收旅行时之差。之所以将非零炮检距反射波旅行时称为正常时差(或垂直时差),是相对于倾角时差而言的。倾角时差指由地震反射界面倾斜所引起的时差。也就是说,在一个非零炮检距观测点处观测到的倾斜界面的反射波旅行时包括三部分:自激自收旅行时、正常时差和倾角时差。
在动校正中,以自激自收旅行时为基准,根据时距曲线计算公式计算出各非零炮检距地震道上各采样点处的时差校正量(即正常时差),然后根据该时差校正量对该地震道的地震波形进行时移,消除由于炮检距不为零所带来的地震波旅行时的影响,最终将共中心点道集中的各地震道的相位对齐。显然,通过这种处理可把非零炮检距地震道上的地震波旅行时信息校正到与零炮检距地震道相一致的状态。
动校正量主要与炮检距和地震波传播速度有关。由于地震波在地下介质中各地层中的传播速度不同,即使是炮检距相同,从浅层至深层的时差校正量也不同,即校正量不但随炮检距不同而变化,而且还随传播时间变化,这与前述的静校正方法有明显不同,“动校正”这一术语亦因这一特点而得名。当然,除炮检距和地震波传播速度外,动校正量还受其他因素影响,如各地震反射层的倾角、激发点与接收点之间的连线的方向、近地表的复杂程度等。特别是当地层界面不满足水平层状介质假设时,应考虑地层倾角的影响,需要把倾角时差也作为动校正量的一部分。
动校正是地震资料处理中发挥多次覆盖观测优势、实现同相叠加的关键技术。在经过动校正处理的共中心点道集中,来自地下同一反射点的地震反射波在时间上实现了对齐,地震同相轴与地层反射界面形态变得一致,这为后续的地震偏移和叠加奠定了基础。