La base teorica sulla quale si basa la sismica a riflessione è il fatto che tutte le variazioni di velocità delle onde sismiche e densità dei materiali producono una riflessione verso l’alto del raggio sismico incidente, con un angolo pari a quello di incidenza: a differenza della sismica a rifrazione, anche diminuzioni del contrasto d’impedenza (definito come prodotto tra velocità e densità) generano onde riflesse. Le riflessioni non rappresentano mai il primo arrivo (come accade per le onde rifratte) ma sono sempre eventi successivi, da evidenziare rispetto all’onda d’aria e dal ground-roll che si propagano rispettivamente nell’aria e sulla superficie libera del terreno .

La procedura d’elaborazione dei dati di sismica a riflessioni tende ad evidenziare le riflessioni dal resto dei treni d’onda presenti sul sismogramma completo, elaborarle e riportarle sulla sezione sismica finale.

Tali elaborazioni si possono in prima approssimazioni suddividere in quattro passaggi generali:

• editing delle tracce di campagna;
• sorting;
• analisi di velocità;
• correzioni NMO e stacking.

La fase di editing comprende l’eliminazione fisica delle tracce con scarso rapporto segnale/rumore, l’eliminazione dal sismogramma (muting) dei treni d’onda che non rappresentano riflessioni (onde dirette e rifratte, onda d’aria, ground-roll), oltre che a vari filtraggi spaziali e temporali.

Il sorting rappresenta l’inserimento della geometria d’acquisizione nei dati, intesa come posizioni reciproche sorgente-ricevitori, e permette di raggruppare tracce che hanno in comune ad esempio la posizione dello shot o del geofono, o il punto CMP (gathers). A questo livello si applicano anche le correzioni statiche, dovute alle variazioni di quota fra i sensori e gli shot-points lungo la linea.

Le analisi di velocità permettono di stabilire la velocità apparente dell’onda riflessa e vengono eseguite sui dati raggruppati secondo il CMP, sommati con incrementi successivi di velocità.

Una volta stabilita la funzione tempo-velocità, è possibile eseguire la correzione dinamica o di Normal Move Out (NMO), che corregge per i differenti percorsi sorgente-ricevitore, le tracce all’interno di un singolo gruppo CMP: a questo punto è possibile sommare tutte le tracce che compongono un CMP, ed ottenere lo stack finale, rappresentazione di tutti i CMP che compongono la sezione. Elaborazioni ulteriori consistono in filtraggi per il bilanciamento spettrale e correzioni statiche supplementari (residual statics) al fine di aumentare la coerenza delle riflessioni.

Naturalmente la sezione ottenuta ha come dimensione orizzontale la distanza lungo la linea sismica e come dimensione verticale i tempi di andata e ritorno dell’onda sismica (twt o Two Way Travel-Time): per convertire tali tempi in profondità è necessario eseguire la procedura di migrazione, che tramite l’utilizzo delle velocità intervallo, permette di ottenere la sezione in profondità.