逆时偏移理论成熟于20世纪80年代，随后国内外很多学者对逆时偏移理论进行了研究(Wu, 1996; 尧德中等，1993；何兵寿等，2008；Zhang et al., 2007; Fletcher et al., 2009; 张美根等，2001；李博等，2010；杜启振等，2009).1982年SEG年会上，(Whitemore,N.D,1982)首次提出了逆时偏移的思想.此后，(Loewenthal et al., 1983)等探讨了空间-频率域的逆时偏移原理，并对纵波资料应用了叠后逆时偏移，取得了较好的应用效果.此时的逆时偏移成像技术主要还在理论研究阶段，鲜有实际地震资料的应用.

进入21世纪，计算机硬件有了飞速的发展，同时烃类资源勘探难度的不断增加，使得逆时偏移技术应用于实际成为可能.(Farmer et al., 2009)等应用墨西哥湾实际地震资料，详细对比了经典Kirchhoff偏移方法、单程波动方程偏移方法与逆时偏移方法.美国GXT公司采用调谐算法和提高计算机计算能力等手段打破了逆时偏移计算效率的瓶颈，先后在墨西哥湾、西非、北海等地完成了近30个逆时偏移项目(杨勤勇等，2010).值得欣喜的是，目前国内在逆时偏移的应用方面取得了很大的突破，中国科学院自主开发的所谓CPPC技术(刘洪等，2010)，即GPU/CPU协同并行计算技术已经应用于国内一部分的油田企业.

目前，叠前处理成为地震资料处理的主流，叠前时间偏移更是已经常态化，对于复杂构造成像，叠前深度偏移也有了较为广泛的应用，叠后偏移处理已经越来越不为处理员所应用.然而，对于我国南海海域天然气水合物勘探来说，由于天然气水合物独有的一些特点，如振幅空白带、极性反转及与地层斜交(Kvenvolden, 1993; 宋海斌等，2001；徐华宁等，2010)，从而针对天然气水合物的处理就需以保幅、保真为前提(徐华宁等，2009)，叠后处理在天然气水合物处理上或许能有更好的效果.

在前人的理论研究基础上，本文对Marmousi模型数据进行了叠后逆时偏移方法实验，并和其他偏移方法进行了比较，结果表明，叠后逆时偏移不但在精度上和单程波波动方程叠前深度偏移有可比性，甚至成像效果优于叠前深度偏移，而且计算成本更低.最后对南海神狐海域的一条天然气水合物二维测线进行了叠后逆时偏移处理，通过与传统偏移方法结果的比较发现，叠后逆时偏移应是一种值得推广的偏移方法.

以Marmousi速度模型为例，如图 1所示，模型横向9200 m，纵向3000 m，横向采样间隔12.5 m，纵向采样间隔4 m.利用爆炸反射理论进行叠后模拟，炸药震源激发，震源子波为15 Hz的Ricker子波，时间采样4 ms，利用四阶有限差分模拟.

图 1

Fig. 1

图 1 (a)Marmousi速度模型;(b)有限差分叠后模拟剖面. Fig. 1 (a)Marmousi velocity model; (b) Poststack simulated section with finite difference method.

在本例中， F-X域的单程波波动方程叠前深度偏移(以下简称”F-X偏移”)是基于CDP道集实验的，观测系统为左端接收，每炮96道接收，最小偏移距200 m，炮间隔25 m，道间隔25 m，首炮位于x=2575 m处，末炮位与x=8550 m，总共240炮，震源和采样率和叠后模拟相同.其对应的速度模型段为图(a)红色方框所示，偏移结果如图 2(c)所示.对比三种偏移方法所得到的剖面，如图 2所示，单从成像质量上看，Kirchhoff叠后深度偏移显然对岩丘边界和岩丘下部成像很不理想，畸变严重；对比F-X偏移和叠后逆时偏移剖面，二者均能对复杂构造进行有效的偏移，但笔者认为叠后逆时偏移对岩丘体内部以及2500m处油性圈闭的成像更为清晰，1500m以上的层位细节表现更为突出，而且从偏移的耗时来说，叠后逆时偏移更为经济一些.

图 2

Fig. 2

图 2 (a)Marmousi模型反射系数;(b)Kirchhoff叠后深度偏移; (c)F-X域单程波动方程叠前深度偏移;(d)叠后逆时偏移剖面. Fig. 2 (a)Marmousi reflectivity model;(b)Poststack depth migration section with Kirchhoff; (c) Prestack depth migration section with one-way wave equation in F-X domain; (d) Poststack depth migration section with RTM.

以南海神狐海域天然气水合物调查的一条二维测线为例.基本采集参数如表 1所示：

表 1(Table 1)

表 1 测线采集参数 Table 1 Acquisition parameter 炮间隔 道间隔 记录长度 采样率 气枪气压 气枪个数 枪阵容量 25 m 12.5 m 6 s 1 ms 2000 PSI 4 540 in3

表 1 测线采集参数 Table 1 Acquisition parameter

测线水深超过3100m，通过一系列的叠前噪音消除、海底多次波衰减、反褶积等处理，得到较高质量的共中心点道集(以下称“CDP道集”)，对CDP道集进行叠加，得到叠后逆时偏移所需的叠加剖面，如图 3(b)所示；另外，基于CDP道集分别做了叠后Kirchhoff深度偏移和F-X域叠前深度偏移，三种方法所用的速度-深度模型如图 3(a)所示，目的层位为海底以及凹陷的底界.速度模型是横向变化的，海底起伏较大，沉积层位集中，沉积底界坡度陡，崎岖不平.

图 3

Fig. 3

图 3 (a)速度-深度模型;(b)叠加剖面. Fig. 3 (a)Velocity-depth model;(b) Stack section.

首先从整体效果来看，图 4(b)和(c)层位突出，波组特征明显，与图 4(a)相比，好像图 4(a)有着更好的分辨率，同相轴更细，其实不然.通过放大对比可发现，图 4(a)中绕射波有很大一部分没有收敛，同相轴上有很多往上翘的”尾巴(残余绕射波)”，目的层不够突出，整体波组特征不强，这就导致解释人员无法很好地追踪层位.再看图 4(b)和(c)的放大细节，层位归位比较准确，”画弧”少，尤其是图 4(c)，目的层较图 4(b)更为连续，分辨率更高.当然，对于叠后逆时偏移剖面而言，如图 4(c)，剖面上还是存在一些偏移噪音，但是对于天然气水合物地震勘探而言，其主要目的还是寻找似海底反射(Bottom Simulating Reflector, 简称BSR)(姚伯初，1998)以及游离气等特征，天然气水合物出现的位置通常在海底以下400 m范围之内，属于浅层，而叠前深度偏移算法对于中深部复杂构造成像有着较好的效果，从图 4(b)的放大效果图可以看出，对于CDP号从7400到8400，深度从4600 m到5000 m的这一段剖面，同相轴比较模糊，分辨率低，当然造成这样的结果不一定是算法本身的原因，可能跟速度模型准确度、叠前道集处理等因素有关.但同时也可以看到，在图 4(c)的放大效果剖面，CDP道集、速度模型和叠前深度偏移所用到的是一样的，而叠后逆时偏移(深度域)剖面中的同相轴就更为清晰，视分辨率也较图 4(b)要高.

图 4

Fig. 4

图 4 (a) Kirchhoff叠后深度偏移及放大效果;(b) F-X叠前深度偏移及放大效果; (c) 叠后逆时偏移及放大效果. Fig. 4 (a)Poststack depth migration and zoom in;(b)Prestack depth migration with F-X and zoom; (c)Poststack migration with RTM and zoom.

实际地震资料处理过程中，不同的偏移方法所应用的范围不同.模型数据的对比以及实际资料的应用效果表明，叠后逆时偏移在起伏海底地形以及构造比较复杂地区成像效果理想，表现在：

(1)无倾角限制.在实际二维地震资料中，地层断面以及沉积层边界角度较陡，甚至接近垂直方向，如图 3所示，但叠后逆时偏移仍然可以很好地对构造进行成像.

(2)各种波场能量得到很好地聚焦.对目的层位的成像可以看到，残余绕射波能量很少，层位连续，界面清晰，波组特征明显，分辨率提高.

(3)浅部构造刻画突出.对于天然气水合物地震资料处理而言，浅中层的成像更为关键，和叠前深度偏移方法相比，叠后逆时偏移的浅层成像能力更为突出.

当然，叠后逆时偏移方法由于是基于爆炸反射界面理论的假设，基于共中心点叠加得到的叠加剖面也存在着诸如水平地层、速度横向变化小等等假设条件，所以叠后逆时偏移也存在着”先天性”的不足，但是从偏移成像对比的结果来看，叠后深度偏移与叠前深度偏移还是存在可比性，浅部成像甚至优于叠前深度偏移.对于天然气水合物地震资料处理来说，叠后深度偏移方法应该是一种较好的选择，有一定的推广价值，值得重视.