在现代地震勘探中,为了增强地震成像精度,通常在地震资料采集中采用多次覆盖观测技术。为了实现多次覆盖观测,每激发一次都要用布设在不同炮检距上的多个检波器同时进行接收。
为了资料管理方便,通常以“炮”为单位将地震道按炮检距大小有序排列并组合在一起,形成一个由激发点与接收点组合的“共炮点道集”及相应的地震道组合。为什么在地震勘探中喜欢用“炮”这一术语来指代激发呢?这是因为炸药震源是地震勘探中使用最早和最多的地震波激发方式,久而久之就习惯地把地震波激发称为“放炮”,把激发点称为炮点,“共炮点道集”这一术语也是这么来的。
在共炮点道集中,由于炮检距不同,各地震道的地震波初至旅行时不同。炮检距越大,初至旅行时越大,故通常呈现中间高、两边低的雨伞形状。
与共炮点道集类似的叠前地震道集还有共接收点道集。共接收点道集(CommonReceiverPoint,CRP)指由不同炮点激发但在同一检波点接收的地震道的集合。利用共接收点道集中各地震道的初至信息可计算接收点静校正量并对地震波进行静校正。
除共炮点道集和共接收点道集外,还可以从原始地震道集中抽取符合某种排序规则的其他类型的叠前地震道集,如共反射点道集、共偏移距道集、共转换点道集、共中心点道集等。共反射点道集(CommonReflectionPoint)与共接收点道集(CommonReceiverPoint)一样,被简称为CRP,但在不做特别说明的情况下,优先指代共反射点道集,指来自地下同一个反射点的地震道集合,在早期的二维地震勘探中又被称为共深度点道集(CommonDepthPoint,CDP);共偏移距道集(CommonOffsetPoint,COP)指偏移距相同的地震道集合,该道集主要用于偏移成像过程;共转换点道集(CommonConversionPoint,CCP)指来自地下同一个波形转换点(从纵波转换为横波或从横波转换为纵波)的地震道集合。共转换点道集与共反射点道集的性质基本相同,只是前者专用于多波多分量地震勘探,而后者主要用于常规纵波地震勘探。
共中心点道集(CommonMiddlePoint,CMP)这一术语中的“中心点”的物理意义不像“炮点”“检波点”“反射点”那么直观,它指一个地震记录道对应的激发点和检波点连线的中心点在地下地震反射界面上的投影。在水平层状介质假设条件下,地震波发生反射的点必然与前述中心点重合。在这种情况下,如果将在地下同一个反射点上发生反射的所有地震道从原始地震数据中抽取出来,这些地震道可组成一个具有共同的中心点的地震道集,因而被称为共中心点道集。
从共中心点道集和共反射点道集的定义来看,在水平层状介质假设条件下二者是等价的。但当地层倾斜时,共中心点道集中的各地震道所对应的反射点不再是同一个物理点,共中心点与共反射点不再重合。不过,为了最终实现同相叠加,仍然以共中心点道集的形式对地震数据进行动校正、偏移成像等一系列处理,消除由于炮检距不为零所引起的地震波传播时差,以及由于地层倾斜所引起的地震波时距曲线畸变。经过这样的处理后,共中心点道集可在一定程度上满足水平层状介质这一假设条件。显然,即使在地层不满足水平层状介质假设条件下,“共中心点”这一概念也是有意义的,不但可同时适应水平界面和倾斜界面的情况,而且在大多数情况下可替代或包容共深度点、共反射点、共转换点等概念,因而在现代地震资料处理中得到了广泛应用,很多地震资料处理方法,如动校正、偏移成像、水平叠加等,都是在共中心点道集上完成的。显然,共中心点道集为地震资料处理提供了数据基础。
除了共中心点道集外,在地震资料处理中还有一个术语非常重要,这就是时距曲线,它与共中心点道集共同构成了地震资料处理的两大支柱。什么是时距曲线呢?在地震勘探中,通常将地震波旅行时与炮检距等参数之间的关系称为时距曲线。时距曲线与地震波类型、地层反射界面形态、地震波传播速度有密切关系。不同类型的地震波有不同的时距曲线,地震反射界面的空间形态和地震波传播速度会使时距曲线发生扭曲。此外,在地震资料处理中,谈到时距曲线,通常将其与叠前地震道集相关联,如共炮点直达波时距曲线、共炮点反射波时距曲线、共中心点直达波时距曲线、共中心点反射波时距曲线等。在水平层状介质假设条件下,直达波的时距曲线是一条直线,而反射波的时距曲线是一条双曲线。
时距曲线将地震波旅行时和炮检距联系了起来,能够定量描述叠前地震道集中地震波的传播特征并计算地震波传播速度等参数,因而在地震资料处理中拥有多种用途并得到了广泛应用。时距曲线既可用来识别不同类型的地震波,如在地震记录上区分直达波和反射波,分离有效波和干扰波(干扰波的时距曲线不满足双曲线特征),还可以计算地震波的正常时差并利用该时差对地震记录进行动校正,甚至还能用于估算地震波的传播速度。