地震勘探技术在地震学研究的有关领域中起着重要作用，地震勘探包括地震采集，处理和解释三大部分 [1] 。地震数据采集是利用野外地震采集系统获取地震数据处理所需的数据；地震数据处理的目的是对野外采集的地震数据进行一系列规范流程的处理，得到具有较高信噪比，分辨率和保真度的剖面图以便于解释 [2] 。地震解释分为构造和岩性解释，目的是确定地震数据的地震特征和意义。地震采集数据的质量影响着地震数据的处理，处理结果也直接影响解释的准确性和精确度。随着勘探目标向复杂区域的不断延伸，在勘探难度不断增加的同时地震资料处理的难度也越来越大，处理周期也越来越短，对地震勘探的精度要求也是越来越高 [3] 。

在地震数据处理的过程中，叠加是地震处理的三大技术之一，是提高地震信噪比的主要步骤，其目的是压制随机干扰。速度分析是为叠加提供最佳叠加速度。动校正是为了消除炮检距对反射波旅行时的影响，提高时间上的一致性。高质量的动校正是获取最佳叠加剖面的基础之一。

速度是地震勘探中最重要的参数之一，贯穿于数据处理的整个流程，速度分析的结果不仅影响成像效果，也影响成像结果解释的可靠 [4] 。在地震勘探发展的早期阶段，地质构造较为简单时，基于双曲线型时距方程的叠加速度分析技术就能满足要求。随着勘探条件的日益复杂，提出了各种更符合实际地质情况的速度分析技术。根据不同地震波速度的测量方法，得到了多种地震速度，比如层速度，平均速度，均方根(rms)速度，瞬时速度，相速度，群速度，动校正(NMO)速度，叠加速度和偏移速度等，这些速度有着不同的物理意义和用途。本文为了准确的得到叠加的动校正速度，进行了一系列的实验，并且分析不同的动校正速度对叠加产生的影响。在试验过程中，不仅可以更准确地得到最终叠加速度，而且可以减少人为因素对速度分析的影响，提高处理结果的精确度，为地震解释提供可靠的成果剖面 [5] 。

自20世纪60年代以来，多次叠加技术出现，速度分析就成为地震数据处理中的必要环节。2007年，崔宝文等提出了频谱代换无拉伸动校正方法 [6] 。这些研究在动校正拉伸问题的解决上取得了很大的进展，但并没有考虑动校正过程的执行速度精确度问题，而在对可控震源地震数据进行处理时，执行最佳速度应该是处理人员必须要考虑的重要因素，因此如何在保证动校正效果的基础上提高动校正速度的准确性也应该是我们研究的重点 [7] 。1955年，Dix提出了双曲近似反射波旅行时方程，该理论在速度分析、动校正和叠加的应用中起着很大的指导作用，并且常规动校正中动校正量的计算也是利用Dix双曲线公式来计算的，但Dix公式只能适用于各向同性层状介质且为中近炮检距的情况 [8] 。1973年之后，以Dunkin为首的学者们便开始了致力于消除拉伸效应的研究 [9] 。1972年，Buchholtz提出了了常规NMO校正的拉伸效应 [10] 。1969年，Taner和Koehler提出了扫描法速度分析，用一套试验性速度进行叠加来搜索确定具有最佳响应的速度，推导出了水平层状地层模型NMO几何关系路径的旅行时间方程，成为速度分析方法的经典，但该方法在大偏移距、地层界面倾斜等情况下分析精度不高 [11] 。

速度在浅层地震资料的数据处理和解释中是非常重要的参数，例如动校正、叠加和偏移都需要知道速度。在数据处理过程中，速度参数影响着最终处理的结果 [11] 。另外速度参数可提供关于构造和岩、土性质有价值的信息，例如构造探查要了解地下反射界面的分布，实质上是波阻抗参数的地下分布，岩性勘查要得到地下岩性的分布，并且与各种岩性参数(例如速度、吸收系数、泊松比、拉梅系数等)的提取有关。由于地下结构是十分复杂的，故对具体参数的确定是是一向非常艰巨而复杂的任务，只能用一些已知的条件或者假设的条件来确定，所用不同的参数，可得到不同的成像结果。地震速度分析中普遍采用速度谱分析和速度扫描技术，得到叠加速度、平均速度、均方根速度、层速度等速度参数 [12] 。

本文的处理流程，先是选定数据，输入未做正常时差校正(NMO)的CMP道集和参考速度函数；然后在选定的CMP点位置，通过对采集时已知速度进行精细化处理，建立文本文件格式的速度函数，对所选CMP道集进行一系列不同速度参数的动校正处理后叠加。整个过程要实现的就是将待处理的地震数据以图形的方式显示出来，一方面显示原始地震数据道集图形做参考，另一方面将不同校正速度处理后的图像显示出来作对比，仔细观察所采取的速度是否为最佳速度。除此之外，本论文还包含一些其他细节方面的内容，具体的将在后续内容中进行详细说明。

动校正是获取最佳叠加剖面的重要流程，它可以消除炮检距对反射波旅行时的影响，提高时间上的一致性。高质量的动校正是获取最终成果剖面的基础之一，对地震信噪比的提高起着很大的作用。在实际处理数据的过程中，可由动校正后的效果来判断叠加速度是否合适。因此该部分在整个地震数据处理部分占有非常重要的作用。

利用Pythagoras定理 [16] ，Dix提出的双曲近似反射波旅行时方程为：

$t_x^2=t_0^2+\frac{x^2}{v^2}$

其中：

$t_0=\frac{2h}{v}$

t_x——炮检距是x的地震波双程到达时间；

t₀——炮检距是零的地震波双程到达时间；

x——炮检距；

v——叠加速度。

对上式地震波双程到达时间进下一步计算，得到：

$t_x=\sqrt{\frac{x^2}{v^2}+t_0^2}=t_0\sqrt{1+{\left(\frac{x}{v{t}_0}\right)}^2}=t_0\sqrt{1+{\left(\frac{x}{2h}\right)}^2}$

当 $\frac{x}{2h}$远远小于1时，利用二项式展开，得到：

$t_x=t_0\left(1+\frac{1}{2}{\left(\frac{x}{v{t}_0}\right)}^2-\frac{1}{8}{\left(\frac{x}{v{t}_0}\right)}^4+\cdots \right)\approx t_0+\frac{1}{2}\frac{x^2}{v^2{t}_0}$

(h为激发点到界面的法线深度(也称回声深度))。

在界面水平情况下，对界面上某点以炮检距x进行观测得到的反射波旅行时与以零炮检距(自激自收)进行观测得到的反射波旅行时之差，称为正常时差。它实际上是因为炮检距不为0引起的时差。

于是得到校正(NMO)时差：

$\Delta t_x=t_x-t_0=\sqrt{\frac{x^2}{v^2}+t_0^2}+t_0$

$\Delta t_x$——校正时差。

进一步化简得到：

式中变量符号的意义如 图1 所示， $\Delta t_x=t_x-t=\frac{1}{2}\frac{x^2}{v^2{t}_0}=\frac{x^2}{4vh}$

代表M点自激自收时间；

图1 正常时差的产生。

所谓NMO拉伸，就是对速度模型算出的CMP道集合成记录进行动校正，图像出现了频率畸变的现象。在深层和近炮检距处的动校正拉伸程度小，在浅层和大炮检距处的拉伸较为严重。

拉伸是常规动校正的固有特性，除零炮检距外的所有炮检距数据都存在拉伸。动校正速度对拉伸存在一定影响，通过速度修正可以在一定程度上减少拉伸，但并不能完全消除拉伸 [17] 。

大炮检距上波形拉伸，经过NMO校正后叠加将严重损害浅层同相轴，可以通过切除道集中的拉伸来解决。但是大炮检距数据是有效压制多次波所必需的数据，所以切除太多是不利的。因此切除时想要不造成质量下降并且尽可能多的保留CMP道集参加叠加的成分，一方面可以同时考虑信噪比(S/N)和切除两方面，另一方面是通过逐步叠加来选择最佳切除带。

当给定的试验速度与实际的波速相同或接近时，反射波同相轴被拉平；当给定的试验速度过低时，则校正过量，经校正后的反射波同相轴向上弯曲；反之，当给定的试验速度过高时，则校正不足，经校正后的反射波同相轴向下弯曲。因此根据速度扫描后反射波同相轴是否被拉平可求取不同时刻处反射波的叠加速度。

如果同相轴在动校正之后被拉平了，那么各道中该同相轴的波形便对得很齐，在叠加之后产生的波形振幅便最大，动校正是消除炮检距对反射波旅行时的影响 [18] 。

常规动校正使得远道同相轴拉伸更为严重，主频降低，进而影响浅层分辨率。