串联F-K加相移插值法偏移

本文介绍的偏移成像方法为递归F-K法、相移插值法及串联偏移技术的有效结合,简称CFPI法.该方法中,波场外推采用相移插值法中递归向下延拓方式,而每一延拓层间的成像则用文中给出的常速F-K加剩余速度F-K偏移,通过与横向速度变化有关的插值来实现,该过程用FFT完成.该方法可采用较大的延拓步长速归向下外推与成像.理论分析及实际计算结果比较表明,该算法效率远高于相移插值法偏移.     

非稳态相移法叠前深度偏移

介绍一种能够适应介质速度横向变化的非稳态相移算子及其叠前深度偏移方法．为了克服常规相移偏移算法中要求速度横向不变的缺点,出现了基于非稳态滤波器理论的非稳态相移算子,即PSPI算子、NSPS算子和SNPS算子,其中SNPS算子是将前二者结合起来的一种对称的非稳态相移算子,它比前二者具有更高的精度和稳定性．为了提高运算速度,基于非稳态相移算子的叠前深度偏移算法采取了分片均匀近似的策略,Marmousi模型的叠前深度偏移结果证明了该算法的可行性和有效性。     

高阶交错网格非稳态相移叠后深度偏移

为更好地研究复杂构造和速度分布条件下地震资料的精确偏移.在波场模拟方面,本文采用了高阶交错网格有限差分[1]推导了二维各向同性介质声波方程的数值模拟公式.并给出了声波方程完全匹配层吸收边界[2-5](PML).在偏移方面,本文介绍了一种能适应介质速度横向变化的非稳态相移算子(NSPS)[6]及其叠后深度偏移方法.并对简单的四层模型和Marmousi模型进行试算.偏移结果表明,该方法可以有效地处理复杂条件下的各向同性介质声波偏移问题.     

基于波动方程地震数据映射的随机噪声去除方法研究

一般的随机噪声去除方法都是通过信号分析和处理手段在信号变换空间对随机噪声进行压制,这些方法没有考虑地震信号本身所具有的特性,容易造成有效信号的损失,而本文的随机噪声去除方法是从地震波传播的角度,利用地震数据映射方法根据有效信号和随机干扰在成像空间和数据空间的不同表现进行相干加强处理去除随机干扰,可以在去除噪声的同时更好的保持有效信号.数据映射算子由频率波数域共偏移距相移法叠前时间偏移和反偏移算子两部分构成.在常规叠前时间域相移法的基础上,本文采用成像域相移法进行叠前时间偏移和反偏移,可以在一定程度上提高数据映射的计算效率,并采用自适应的变孔径方法来改善数据映射的成像质量.通过模型和实际资料处理表明,该去噪方法能有效提高资料的信噪比,改善同相轴的连续性.     

轴对称各向异性介质波动方程深度偏移的对称非平稳相移方法

由所建立的三维qP波相速度表示式出发，导出并解析求解各向异性介质中的频散方程，得到三维各向异性介质中的相移算子，进而将以相移算子为基础的对称非平稳相移方法推广到各向异性介质，发展了一个三维各向异性介质的深度偏移方法. 文中使用的各向异性介质的速度模型与现行的各向异性构造的速度估计方法一致，将各向同性、弱各向异性及强各向异性统一在一个模型中. 所建立的各向异性介质对称非平稳相移波场延拓算子可以同时适应速度及各向异性参数横向变化；文中给出的算例虽然是针对二维VTI介质的，但所提出的算法同样适用于三维TI介质.     

共炮检距高斯波束偏移的一种快速实现算法

与共炮高斯波束偏移相比,共炮检距高斯波束偏移具有直接抽取炮检距域共成像点道集的优势.过去,共炮检距高斯波束偏移以损失成像精度的代价采用最速下降法来降低积分的维数,从而提高计算效率.但经过最速下降近似简化的偏移公式仍是频率域的,需要在每个频点进行计算.为此,本文提出一种快速实现算法来避免采用最速下降法.本文通过分析一个水平层状速度模型的偏移过程和Marmousi速度模型的成像结果来检验不同插值方法对快速实现算法的成像精度和计算效率的影响,并建议采用二维三次卷积插值方法.同时本文在Marmousi速度模型下验证了快速实现算法相对于最速下降法在成像精度和计算效率上的优势.此外,本文将采用二维三次卷积插值的快速实现算法应用于Sigsbee2A模型并获得了清晰的盐下图像.     

三维VTI介质中波动方程深度偏移的最优分裂Fourier方法

从含Thomsen各向异性参数的qP波相速度表示式出发,建立并求解三维VTI介质中的频散方程,得到三维VTI介质中的相移算子,进而将以相移算子为基础的最优分裂Fourier方法推广到三维VTI介质,发展了一个三维VTI介质的深度偏移方法.文中使用的各向异性介质的速度模型与现行的各向异性构造的速度估计方法一致,将各向同性、弱各向异性及强各向异性统一在一个模型中.文中提出的偏移算法对相移法引入了高阶校正项来补偿介质横向变化的影响,使该方法可应用于横向非均匀VTI介质的陡角度成像,文中给出的偏移脉冲响应很好地证明了这一点.     

基于偏微分方程的定向插值在偏移成像中的应用

对于射线类偏移成像来说,求解射线追踪系统中所涉及的属性值不在网格节点上的插值计算问题是一个非常重要的环节,它影响到求解走时、路径和振幅信息的计算效率和精度,进而影响到整个偏移成像的质量和效率.本研究根据速度模型的空间梯度特点,考虑被插值点处速度的梯度在横向和纵向的分布特征,构建基于速度梯度空间变化的偏微分方程算法,将近几年发展起来的基于偏微分方程的定向插值算法引入到射线类偏移成像当中,实现射线追踪当中涉及的属性值不在网格节点上的插值计算.由于偏微分方程法本身固有的特性(局部特征不变性、解的唯一性和线性叠加性),因此,该算法可以实现不破坏原始速度模型空间梯度结构的非网格节点属性的插值计算.通过在常用的速度模型上的插值计算对比、不同速度模型上射线路径对比分析以及复杂介质模型上最后的偏移成像结果分析可以得出,应用基于速度梯度构建的偏微分方程插值算法在进行插值计算的过程当中可以实现不破坏原始速度模型空间速度梯度结构的属性计算,同时应用该算法可以最终提高射线类偏移成像的质量.     

高斯束成像方法研究进展综述

兼顾计算效率和成像精度的高斯束偏移成像方法近年来得到广泛应用.一方面高斯束偏移使用动力学射线追踪,解决了传统射线方法的焦散问题,改善了成像效果;另一方面,高斯束方法选择对成像点有贡献的高斯束叠加来计算波场值,无需费时的两点射线追踪,保证了计算效率.本文主要从高斯束叠后偏移、叠前偏移、起伏地表偏移、高斯束逆时偏移、弹性波偏移、各向异性偏移以及高斯束偏移三类优化策略等方面系统地评述了高斯束成像方法的研究进展,并对高斯束偏移方法下一步发展方向进行了初步展望.     

主动源与被动源地震数据插值及联合数据成像

本文提出了两种情况下主动源数据和被动源数据的插值方法,并研究了两种数据在偏移成像中的互补效果.基于互相关法被动源数据重构原理,本文提出了结合多域迭代去噪技术的重构方法.提出了两种时间域主动源和被动源数据的插值方法,分别是共炮点域能量匹配插值和共检波点域最小平方匹配插值.然后对获得的主动源和被动源联合地震数据进行叠前深度偏移成像.在被动源活跃度不是很高的地区进行被动源地震勘探时,少量的主动源地震数据可以有效控制和补充被动源数据的成像效果.在稀疏炮点的主动源勘探中,有效利用被动源的信息能够在成像中增加更多的细节信息,提高成像质量.     

τ-P域地震资料三维叠前深度偏移及其实用算法

本文提出了在τ-P域实现三维叠前深度偏移的计算方法，该方法把地震道集由时-空域变换到τ-P域，然后对共P数据体进行相移或相移加插值偏移，将偏移后的各共P数据体叠加得到叠前深度偏移结果．该算法能够实现陡倾地层的正确归位，降低偏移处理维数，减少计算机内存需求，易于并行处理，但是计算量和所花费的计算机时间仍然很大．为此我们又提出了针对目的层的分时（层）偏移方法，由于只考虑目的层，可节省大量的计算时间．文中以二维实际地震资料及三维数值模型资料的处理说明了上述方法的可行性与有效性．     

基于波动方程的广义屏叠前深度偏移

地震波传播算子的计算效率和精度是制约三维叠前深度偏移的关键因素. 广义屏传播算子(GSP, Generalized Screen Propagator)是一种在双域中实现的广角单程波传播算子. 这一方法略去了在非均匀体之间发生的交混回响,但它可以正确处理包括聚焦、衍射、折射和干涉在内的各种多次前向散射现象. 通过背景速度下的相移和扰动速度下的陡倾角校正,广义屏算子能够适应地层速度的强烈横向变化. 这种算子可以直接应用于炮集叠前偏移,通过将广义屏算子作用于双平方根方程,还可以获得一种高效率、高精度的炮检距域叠前深度偏移方法,用于二维共炮检距道集和三维共方位角道集的深度域成像. 本文首先简述了炮检距域广义屏传播算子的理论,进而讨论了共照射角成像(CAI, Common Angle Imaging)条件,由此给出各个不同照射角(炮检距射线参数)下的成像结果,进而得到共照射角像集. 由于照射角和炮检距的对应关系,共照射角像集又为偏移速度分析和AVO(振幅随炮检距变化)分析等提供了有力工具.     

Depth imaging in anisotropic media by symmetric non-stationary phase shift

We present a new depth‐imaging method for seismic data in heterogeneous anisotropic media. This recursive explicit method uses a non‐stationary extrapolation operator to allow lateral velocity variation, and it uses the relationship between phase angle and the spectral coordinates of seismic data to allow velocity variation with phase angle. A qualitative comparison of migration impulse responses suggests that, for an equivalent cost, the symmetric non‐stationary phase‐shift (SNPS) operator is superior to the phase‐shift plus interpolation (PSPI) operator, for very large depth intervals. To demonstrate the potential of the new method, seismic data from a physical model acquired over a transversely isotropic medium are imaged using a shot‐record migration based on the SNPS operator.     

3D Fourier finite-difference migration by alternating-direction-implicit plus interpolation

Conventional two‐way splitting Fourier finite‐difference migration for 3D complex media yields azimuthal anisotropy where an additional phase correction is needed with much increase of computational cost. We incorporate the alternating‐direction‐implicit plus interpolation scheme into the conventional Fourier finite‐difference method to reduce azimuthal anisotropy. This scheme retains the high‐order remnants ignored by the two‐way splitting in the form of a wavefield interpolation in the wavenumber domain. The wavefield interpolation for each step of downward extrapolation is implemented between the wavefields before and after the conventional Fourier finite‐difference extrapolation. As the Fourier finite‐difference migration is implemented in the space and wavenumber dual space, the Fourier transforms between space and wavenumber domain that were needed for the alternating‐direction‐implicit plus interpolation in frequency domain (FD) migration are saved in Fourier finite‐difference migration. Since the azimuth anisotropy in Fourier finite‐difference is much less than that in FD, the application of the alternating‐direction‐implicit plus interpolation scheme in Fourier finite‐difference migration is superior to that in FD migration in handling complex media with large velocity contrasts and steep dips. Impulse responses show that the presented method reduces the azimuthal anisotropy at almost no extra cost.     

大步长单程波算子相位积分实现方式初探

大步长单程波算子是穿过厚层的单程波算子的积分,在理论上它可以通过频率波数域表达式和波数域到空间域变换来实现,目前,通过李代数积分和指数映射的研究,已经导出频率波数域表达式,需要研究波数域到空间域变换的实现方式,波数域到空间域的变换可以通过鞍点法和相位积分来实现,本文研究了相位积分的三种实现途径:分裂方法、相移加插值方法和佳格点方法,在相移加插值方法中提出一种波场"角度域插值"的插值方法.     

双平方根单程波动方程叠前τ偏移方法

本文将常规双平方根（DSR）单程波动方程从深度域变换到双程垂直走时（τ）域，由此推导出可从数学上实现“沉降观测”的单程波DSR传播算子. 其递归波场延拓算法包含波数域针对常速背景的相移处理和空间域针对横向速度扰动的相位校正，可以应对上覆地层速度横向变化对构造成像的影响. 结合零炮检距、零时间成像条件，提出了在τ域进行波场延拓与成像的DSR方程叠前偏移新方法. 为了克服其全三维偏移算法在实际应用中可能面临的困难，本文采用稳相近似，在crossline常炮检距偏移理论基础上推导了实用的共方位角叠前τ偏移方法. 数值试验表明，DSR方程叠前τ偏移在强横向非均匀介质中的成像精度与分辨率优于传统的时间域成像技术.