波动方程角度域共成像道集

针对基于波场深度递推的波动方程叠前深度偏移成像方法难以准确地给出如Kirchhoff积分叠前深度偏移成像方法的偏移距域共成像道集的不足,在分析研究现有的各种波动方程偏移成像共成像道集方法的基础上,利用波场外推的单平方根算子和波场的窗口Fourier框架展开与重构方法,提出一种局部角度域共成像道集方法——成像点处反射角共成像道集方法.把这种角度域共成像道集方法应用于国际标准的Marmousi模型数据和一条实际二维地震数据都取得了理想的结果.提出的波动方程反射角度域共成像道集方法可为进一步的叠前偏移数据振幅随角度变化分析和偏移速度分析工作提供基础.     

基于G-D波场分解的角度域共成像点道集提取及成像

通常的叠前深度偏移都是通过偏移距域共成像道集和炮域共成像道集来实现的,这里则通过对G-D波场局部平面波的分解,提出了局部角度域共成像点道集方法,从而改善了偏移成像速度及效果,为研究地下构造,岩性分析以及偏移速度分析提供新的途径。     

偏移距域/角度域共成像点道集与偏移速度的关系

为了得到波动方程偏移距域共成像点道集(ODCIGs) 和角度域共成像点道集(ADCIGs) 与偏移速度的关系, 在匀速单层水平反射情况下, 对ODCIGs和ADCIGs随偏移速度的变化进行了定量的推导, 得到偏移速度偏小时ODCIGs与半偏移距成双曲关系, 反之成椭圆关系; 结合深度聚焦分析, 得到偏移速度偏大时, ADCIGs中视入射角大于真入射角, 反之, 小于真入射角; 在速度偏小时, ADCIGs上剩余时差(RMO) 与视入射角的正切值成椭圆关系, 反之成双曲关系.在地震有效入射角度范围内, ADCIGs对于偏大的偏移速度更加敏感.在偏移速度分析(MVA) 中, 从稍大的速度开始分析会对速度分析更加有利.      

基于等效偏移距的偏移成像方法

等效偏移距偏移(EOM)成像方法将克希霍夫时间偏移的双平方根方程转化为一个单平方根方程,使输入采样在没有发生时移的情况下映射到以等效偏移距为变量的共散射点道集上,使散射能量按照双曲线规律分布。然后通过克希霍夫动校正和适用在共散射点道集上的叠加来完成偏移成像。基于等效偏移距叠前地震偏移(EOM)的基本理论,对CSP道集的抽取过程进行模拟实现,并对模型进行速度分析,实现偏移成像。     

基于方位—反射角度道集的高斯束层析速度建模方法及实现

层析反演是速度建模中最重要的方法之一,结合偏移成像在成像域进行波动方程线性化走时层析速度建模是当前比较实用有效且精度较高的技术组合。文中首先给出了高斯束偏移提取方位—反射角度道集的方法,之后从高斯束偏移角度道集出发,在波动方程的一阶Born近似和Rytov近似下,推导了成像域波动方程线性化走时层析方程及其显式表达的层析核函数,并利用高斯束传播算子计算该核函数。基于高斯束传播算子的偏移成像与层析成像相结合进行深度域速度建模迭代及偏移成像,体现了速度建模与成像一体化的思想。数值计算及实际数据应用证明了基于高斯束传播算子的层析成像与偏移成像方法的有效性。     

基于波动方程偏移的宽方位三维角道集提取

基于三维波动方程偏移的宽方位三维角度道集不仅包含了局部反射角度的信息,还包含反射平面在地下的方位角信息,它充分反映了宽方位采集观测系统下勘探目标不同方位的照明情况。这一特点在复杂构造的三维偏移速度分析中是非常重要的。笔者从角度分解的思想出发,讨论了射线参数、反射角以及局部方位角的关系,实现了宽方位情况下局部偏移距域共成像点道集向角度域共成像点道集的映射方法,并给出具体流程。模型测试和实际资料应用结果表明,用该方法提取的角度道集可以真正反映局部反射处的不同方位角的反射信息,可以为全三维勘探地震成像中的深度偏移速度分析研究提供道集依据,也可以用于三维的振幅随角度关系分析。     

叠前时间偏移成像技术及其应用

零炮检距剖面是地震反射成像过程中的重要成果。通过弯曲反射界面模型,分析了共中心点(CMP)道集与共反射点(CRP)道集的差别,认为当反射界面倾斜时,常规处理中的CMP叠加不能得到准确的零偏移距剖面,而沿CRP道集叠加的叠前时间偏移能得到准确的零偏移距剖面,另外,还介绍了叠前时间偏移的实现方法和步骤,包括预处理、偏移速度场的建立和偏移后CRP道集的处理等,并结合实际资料进行了效果分析。     

f-x域共偏移距道集的EEMD随机噪声压制方法

f-x域随机噪声压制方法面临着2个问题:叠前共炮点道集或CMP道集反射波同相轴为双曲线型,去噪同时会损害有效波;地震信号为复杂的非平稳信号,要求去噪方法具有自适应性。基于f-x EEMD的共偏移距道集随机噪声压制方法利用了共偏移距道集反射波同相轴为水平满足f-x域去噪假设条件和EEMD算法对非平稳信号的良好适应性,对f-x域每一个等频率切片做EEMD分解,并去除以高频随机噪声为主的第一个IMF分量,最后将f-x域数据反变换回t-x域,实现噪声分离。正演模拟和实际地震数据试算结果表明:该方法在压制随机噪声的同时,能够保持有效信号。      

基于角度域共成像点道集的微分相似优化法偏移速度分析

微分相似优化(Differential Semblance Optimization,DSO)法是一种可以有效避免非线性最小二乘反演过程中不聚焦问题的速度反演方法。基于DSO原理的波动方程偏移速度分析将成像道集的聚焦或者拉平程度作为速度判定的准则,其目标泛函具有良好的凸性,可以有效避免局部极值问题,目标泛函的梯度较为光滑,并且对地震数据中低频成分的要求较低,对速度模型中背景速度的估计较为准确。一般情况下,DSO方法利用偏移距域共成像点道集建立目标泛函,文中利用角度域共成像点道集建立目标泛函对速度的准确性进行判定。模型试算结果表明,通过角道集可以更加直观地对速度的准确性进行判定,并且准确反映速度与深度的对应关系。     

煤矿采区三维地震叠前深度偏移技术研究

影响波动方程叠前深度偏移成像精度的主要因素除了要求勘探区覆盖次数均匀、单炮记录信噪比高外,还必须建立准确的偏移速度场及选择合适的偏移孔径,其中速度深度模型的建立原则取决于偏移后共反射点道集同相轴是否呈水平形态,而偏移孔径的选择依据则是目的层倾角的大小。在地层倾角变化剧烈的吉新煤矿区,深度域层速度场采用三次速度迭代求得,并确定偏移孔径为600m×600m。应用表明：叠前深度偏移比叠后时间偏移处理在复杂构造区成像准确、断点空间位置清晰,且在解决复杂地质构造成像问题的同时还能够提高资料的信噪比和分辨率,是解决复杂构造成像的有效工具。     

偏移速度分析与偏移成像

偏移速度分析和偏移成像是地震资料处理的两个重要组成部分.目前时间偏移技术比较成熟,而深度偏移技术也在逐步完善,时间域偏移成像主要推崇叠前时间偏移法.采用沿层叠加速度分析技术可获得层面上准确的叠加速度,并通过倾角校正、叠前时间偏移和CRP反偏移速度分析逐步优化速度,得到一个符合地质规律、准确的均方根速度场;通过深度偏移方法的研究,总结了建立精确偏移速度场的方法,并提出了一种地震资料处理的思路,即基于射线追踪的Kirchhoff偏移和基于波场延拓的波动方程偏移的结合,使偏移速度分析和偏移成像在应用效果和效率上得到了很大的提高.     

共聚焦点道集偏移速度建模

偏移速度建模可在多种道集实现.基于等时原理和差异时移分析,提出了共聚焦点道集偏移速度建模方法.偏移速度的更新是利用约束参数迭代反演实现,模型的参数化主要依据实际情况而定.为适应横向变速,选用了垂直速度梯度参数.模型试算表明:偏移速度相对误差在0.25%范围内,反射层深度误差小于10m.     

地震波场叠前零偏移距化算法研究

在能源地震勘探中,为了更好地实现叠前倾斜地层的时差校正,提高速度分析和叠加的精度,提出了一种快速实现叠前部分偏移的算法,即零偏移距化（MZO）算法。该算法应用波场外推的技术及波动方程偏移的有限差分算法,可在共偏移道集上实现,对于3D资料须应用同方位角共偏移距道集。经实际资料测试,其计算速度比同类的DMO方法快一倍,且处理效果相当。      

Seismic fine imaging and its significance for natural gas hydrate exploration in the Shenhu Test Area,South China Sea

Shenhu area in South China Sea includes extensive collapse and diapir structures, forming high-angle faults and vertical fracture system, which functions as a fluid migration channel for gas hydrate formation. In order to improve the imaging precision of natural gas hydrate in this area, especially for fault and fracture structures, the present work propose a velocity stitching technique that accelerates effectively the convergence of the shallow seafloor, indicating seafloor horizon interpretation and the initial interval velocity for model building. In the depth domain, pre-stack depth migration and residual curvature are built into the model based on high-precision grid-tomography velocity inversion, after several rounds of tomographic iterations, as the residual velocity field converges gradually. Test results of the Shenhu area show that the imaging precision of the fault zone is obviously improved, the fracture structures appear more clearly, the wave group characteristics significantly change for the better and the signal-to-noise ratio and resolution are improved. These improvements provide the necessary basis for the new reservoir model and field drilling risk tips, help optimize the favorable drilling target, and are crucial for the natural gas resource potential evaluation.     

关于浮动基准面与起伏地表面的讨论

确定起伏地表的空间位置是叠前深度域起伏地表偏移成像和速度建模成功的关键。浮动基准面本身就是一个起伏高程面,此外它还定义了CMP道集在其上进行基准面校正的规则。本文分析了确定浮动基准面的常用方法并明确了其在一般情况下所具有的物理意义,指出了即便是基于平均静校正法得到的浮动基准面,在一定条件下也可以直接用于起伏地表叠前深度域偏移成像和速度建模。此外,还讨论了在叠前深度域速度建模中错误地使用浮动基准面数据可能导致深度域成像结果中层位深度的移位和畸变的问题。     

基于模型约束的Kirchhoff积分法叠前深度成像

与时间域偏移方法比较,叠前深度偏移成像方法能够适应剧烈横向速度变化、陡倾角反射的地震资料。本文通过研究Kirchhoff叠前深度偏移方法成像原理,首先建立初始速度模型;然后在初始速度模型中加入了目标地质体--盐丘作为层位,对初始速度模型进行优化,在层位的约束下通过多次迭代计算,对优化前后的两个速度模型求取旅行时差更新初始速度模型;最后利用更新后的初始速度模型进行Kirchhoff积分法叠前成像。叠前时间偏移和模型约束下的Kirchhoff积分法叠前深度偏移成像结果显示,后者成像具有更高的信噪比和分辨率。     

气云区全波形反演约束Q场建模技术

复杂的浅层气云使地下波场严重扭曲,地震剖面呈现模糊带,影响工区的构造认识和储层描述。品质因子Q是地震波在地层中的衰减属性,Q深度偏移是考虑了地层吸收衰减的偏移成像技术,是提高气云区成像质量的有效方法;但是当浅层气云和深层底辟构造复杂发育时,常规Q场建模的精度往往不能满足Q偏移精细建模的需求。为解决以上难题,本文创新性地提出了全波形反演（full wave inversion, FWI）约束Q场建模技术思路：基于常规网格层析建立初始速度模型,利用FWI技术精细刻画速度异常进而约束Q模型的建立。这一“常规层析-FWI-Q反演”迭代的技术思路在白云凹陷Q深度偏移成像中得到成功应用,不仅提高了气云模糊区的成像质量,而且避免了油气勘探认识的多解性,证明了FWI约束Q场建模和Q深度偏移技术方法对改善复杂气云发育区的成像有效性。