油气地震资料信号处理中的NMO（正常时差校正）介绍与应用

NMO基本概念

**正常时差校正（Normal Moveout Correction，NMO）**是地震资料处理中的一项关键技术，主要用于消除由于炮检距（source-receiver offset）不同而引起的地震波到达时间差异。

NMO的核心原理

当地震波从震源出发，经地下界面反射回到接收点时，其传播时间不仅取决于界面深度和介质速度，还取决于炮检距。这种因炮检距不同而引起的时间差称为正常时差（Normal Moveout）。

NMO校正的目的是将所有道集的反射波时间校正到零炮检距（即自激自收）情况下的反射时间，使同相轴对齐，便于后续处理（如叠加）。

NMO的数学表达

NMO校正基于双曲线时距方程：

t(x)² = t₀² + x²/v²

其中：

• t(x)：炮检距为x时的双程旅行时
• t₀：零炮检距时的双程旅行时
• x：炮检距
• v：NMO速度（均方根速度）

NMO校正量Δt可表示为：

Δt = t(x) - t₀ = √(t₀² + x²/v²) - t₀

NMO处理步骤

1. 速度分析：首先需要获取准确的NMO速度场
2. 时差计算：根据上述公式计算各道的时差Δt
3. 时间校正：对地震道进行时移，将非零炮检距的道校正到零炮检距时间
4. 拉伸校正：处理因NMO校正引起的高频成分拉伸畸变

NMO在地震资料处理中的应用

1. CMP道集校正：

   • 将共中心点(CMP)道集中不同炮检距的地震道校正到零炮检距时间
   • 使同相轴对齐，为叠加做准备

2. 速度分析：

   • 通过反复试验不同速度进行NMO校正，寻找使同相轴最平直的速度
   • 建立精确的速度场

3. 叠加前处理：

   • NMO校正是实现高质量叠加的前提条件
   • 消除炮检距影响，增强有效信号

4. AVO分析前处理：

   • 为振幅随炮检距变化(AVO)分析提供正确的道集数据

NMO校正的注意事项

1. 速度敏感性：

   • NMO校正对速度非常敏感，速度误差会导致校正不足或过校正
   • 需要精确的速度分析

2. 拉伸效应：

   • 远炮检距道的高频成分会被拉伸，导致频率降低
   • 通常需要应用反拉伸(stretch mute)处理

3. 大炮检距问题：

   • 对于大炮检距或浅层数据，双曲线假设可能不成立
   • 可能需要使用高阶NMO或各向异性NMO校正

4. 各向异性影响：

   • 在存在各向异性的介质中，需要引入各向异性参数进行校正

实际应用中的NMO技术发展

1. 高阶NMO校正：考虑四阶项，提高大炮检距数据精度
2. 各向异性NMO：针对VTI、HTI等各向异性介质的校正方法
3. 非双曲线NMO：用于复杂介质情况下的时差校正
4. 时变NMO：针对速度随深度变化明显的地区

NMO校正是地震资料处理流程中的关键环节，其质量直接影响叠加成像效果和后续解释工作的准确性。