纵横波独立成像的弹性波逆时偏移方法

本文采用逆时递推,在空间域完成纵横波分离,同时实现了位移场成像和纵、横波的独立成像。模拟数据与实际资料试算表明,对纵波和横波分别成像不仅有理论意义,而且有明显的应用价值。文中还就偏移速度对成像结果的影响和实际资料的预处理问题进行了讨论。     

基于保幅波场分离的弹性波逆时偏移方法研究（英文）

欲实现基于弹性波方程的矢量波场逆时偏移纵、横波独立成像,必须在波场延拓过程中实现纵、横波场的分离,散度和旋度算子分离的纵、横波出现振幅与相位的畸变,导致输出成像结果的振幅失真。本文提出一种在弹性波场延拓过程中实现纵、横波保幅分离的方法,在传统的弹性波方程中加入纵波压力、纵波振动速度和横波振动速度方程,实现纵横波的矢量分解,再对分解后的矢量纵波和矢量横波做标量化合成得到保幅分离的纵、横波场,对保幅分离的纵、横波场应用成像条件,然后实现矢量波场逆时偏移的保幅纵横波成像。该方法可以保证分离后纵、横波的振幅与相位不变;同时,分解后的纵波压力和纵波振动速度可用于层间反射噪音压制和横波极性校正,提高多分量地震资料联合逆时偏移的纵、横波成像质量,从而实现保幅弹性波逆时偏移的目的,为叠前深度剖面应用于叠前反演工作奠定基础。     

转换波叠前横波速度反演

摘要 地震波速度对地震资料偏移成像、岩性和岩相解释以及储层预测，均起着非常重要的作用. 在储层预测中，需要获得横波层速度信息，以减少仅用纵波速度在区分岩性和孔隙中流体类型以及含气饱和度方面的不确定性. 基于Zoeppritz方程组，提出了数值求解和速度扫描方法，对叠前转换波资料求取横波层速度. 理论模型和实际转换波资料的反演结果， 均表明该方法的效果较好.      

库车坳陷高陡构造地区零井源距VSP资料波场分析与识别

库车坳陷属于高陡构造地区,油气资源丰富,勘探潜力巨大.但是该地区地下构造复杂,断裂发育,地层倾角陡,地震波场复杂,地震成像品质较差是制约库车复杂构造研究的主要因素.零井源距VSP资料波场上转换横波很发育,波场记录上转换横波和纵波同时存在造成该地区地面地震波场相当复杂,影响地面地震资料的成像品质.因此为了避免地面地震资料处理过程中各种波场的相互影响,利用VSP波场信息能防止地面地震资料处理过程中可能出现的"陷阱".本文充分发挥VSP波场信息丰富的特点,通过库车坳陷高陡构造地区零井源距VSP波场正演模拟和实际资料波场分析,准确识别纵波和转换横波波场,并利用有效的波场分离手段分离出VSP纵波波场和VSP转换横波波场.通过VSP纵横波波场与实际地面地震资料对比,能很好地识别出了地面地震资料上的纵波和转换横波波场,为库车坳陷高陡构造地区地面地震资料处理提供参考依据.研究表明:库车坳陷高陡构造地区转换横波在地震纵波成像中影响较大,建议库车坳陷高陡构造地区地面地震处理要加强转换横波的识别与应用,进一步加强井地联合处理攻关研究,获得更可靠、更高品质的纵波资料,同时也能得到更为丰富的转换横波资料.     

火山岩地震屏蔽层的转换波叠前时间偏移成像

在反射地震转换波资料处理中,准确求取共转换点一直是一个难题,采用叠前时间偏移技术能避免共转换点道集的抽取,而且能够使转换波归位到真正的反射点上,实现准确成像.本文针对火山岩地震屏蔽层的转换波成像问题,通过对转换波共近似转换点道集进行速度分析,建立了转换波叠前时间偏移的初始速度场,通过速度扫描和纵、横波速度比值扫描确定最佳的偏移速度场和纵、横波速度比值,实现了在火山岩高速层覆盖区域的转换波偏移成像.实际资料的成像结果表明,本文采用的近似转换点计算以及转换波叠前时间偏移方法是有效的.     

矢量分离纵横波场的弹性波逆时偏移

弹性波逆时偏移是当前多分量地震资料相对准确的偏移算法,它能够形成多波模式的成像剖面,从而减少纵波勘探的多解性.本文首先依据各向同性介质中矢量分离纵横波场的速度-应力方程组,利用高阶交错网格有限差分数值方法求解弹性波方程,进而构建矢量的纵波和横波波场,不同于散度和旋度算子分离纵横波场的传统方法,文中提出的矢量分离纵横波场方法保持了原始波场的振幅和相位特征.文中也提出将震源归一化的内积成像条件应用于分离后的纯纵波和横波矢量场,由此得到的转换波成像避免了传统弹性波成像方法中出现的极性反转.水平层状和复杂构造模型测试表明,文中提出的基于矢量分离纵横波场的弹性波逆时偏移方法成像精度高,转换波成像PS和SP极性无反转,所形成的多种模式纯波剖面能够准确地对复杂地下构造成像.     

裂缝预测在胜利地区的应用

利用角度扫描法对各向异性介质中快慢波的方位角和时间延迟进行分析是预测裂缝的一种比较有效的方法.转换横波在经过裂缝等波阻抗界面较明显的反射界面时,由于横波分裂使原始地震资料各分量的能量重新分配到快慢横波中,通过角度扫描法可以将发生横波分裂现象而分散于垂直裂缝和平行于裂缝两个方向上的快慢横波能量重新集中,恢复成没有发生横波分裂现象前的转换横波波场信号.为此,通过建立一套裂缝预测的流程并将其应用到胜利实际资料的处理中,对时间延迟进行校正并对裂缝方向进行预测,使转换波R分量的成像质量有了较大的提高.     

声反射成像测井弹性波逆时偏移方法对比研究

声反射成像测井中的声波逆时偏移算法在处理单分量偶极横波反射资料时可获得高精度成像结果,而面对单极声源中的多波多分量弹性波反射资料时,由于其包含PP、PS、SP和SS等多种波型分量,基于声波方程的逆时偏移处理结果中出现单反射界面对应多同相轴的偏移假象.首先在声反射成像测井中实现了纵横波耦合弹性波逆时偏移和基于Helmho...     

AVO截距和梯度属性的多波联合提取方法

AVO截距和梯度及其交会图是岩性变化识别和油气异常检测的有效手段.但从纵波地震资料中提取的梯度值精确度不高,这是由于梯度属性中含有横波速度和密度成份.为此,本文提出联合使用纵波和转换横波来提取截距和梯度属性方法.首先,本文基于Aki-Richards建立的转换横波反射系数近似式,将上下层纵波速度、横波速度、密度参数进行等量代换推导出以AVO截距和梯度为参数的转换横波反射系数近似式.然后,基于多波多分量地震资料实现了纵波和转换横波联合提取AVO截距和梯度属性参数.层状模型测试表明联合使用纵波和转换横波比仅用纵波提取的AVO梯度参数精度高,并且对背景噪声有一定的压制而获得更稳定的梯度属性结果.多分量实际资料提取的截距属性可指示目标层的流体信息,而通过截距和梯度差属性显示目标层的流体呈局部富集,更符合测试工区的流体分布状况.     

YC地区转换波数据处理及裂隙预测

裂隙介质的横波响应能提供对裂隙走向与密度一种直接测量.为了探测YC地区裂隙型储层特征,在该区进行了纵波源三分量数据采集.经过精细地处理,YC地区转换波成像质量得到了改善.以此为基础,对该区的裂隙特征进行了预测.预测结果与本区的应力场分析和钻井揭示的裂隙特征比较吻合.本文所介绍的一些关键转换波资料处理技术、解释方法和分析结论对今后陆地转换波勘探有一定借鉴作用.     

全波震相分析的应用

全波震相分析法是以弹性波传播理论为基础,以现代数字技术为手段,对地震波进行全面综合分析的理论和方法.它既包括对单一分量震波观测记录中的各种震相的识别、确认和分析,又包括对多分量震波记录的合成、分析和图示.全波震相分析法涉及震源、射线路径、初动、走时、振幅、波形、时域和空域的瞬态谱、质点振动矢量等诸多方面,因而能更全面地揭示地震波场与地下介质之间的关系.本文以实例展示在不同领域的研究中全波震相分析的应用情况.全波震相分析法为实现多种波型的联合应用奠定了理论基础,并提供了新的方法.     

简谐平面弹性波在楔形域中传播

本文利用自动满足楔形域任一面自由边界条件的纵、横驻波系,满足另一面上的初始应力条件,求得了初始简谐平面P波入射时楔形域中波传播的解析解.     

VSP上下行反射波联合成像方法研究

VSP资料上下行波场发育丰富.本文在分析VSP直达波、上行反射波、下行反射波传播路径及其照明范围的基础上,指出了常规VSP波动方程偏移方法缺陷,进而通过修改波场延拓方式,提出了上下行反射波联合成像方法,并在高频近似下分析了该方法的成像原理.该方法不需要进行VSP上下行反射波场分离,能够同时对VSP资料中的一次反射波、自由表面多次波、层间多次波进行成像,比常规成像剖面具有更宽的成像范围和更好的成像效果.该方法能够对下行一次反射波进行成像,从而可以实现常规偏移方法难以处理的高陡倾角构造成像.模拟资料和实际资料处理证明了本文方法的正确性.     

共炮检距二维弹性波地震剖面的偏移方法

在均匀各向同性介质的分界面上入射纵波时，除产生纵波反射Ｐ－Ｐ波外，还会产生转换横波的反射Ｐ－ＳＶ波。同样，当入射波为ＳＶ横波时，在分界面上会同时产生ＳＶ－ＳＶ反射波和ＳＶ－Ｐ反射转换波，对这种二维弹性波地震记录如何进行偏移是正在探讨的问题。为了能够处理实际地震数据，本文提出在共炮检距剖面上进行二维弹性波记录的偏移方法。具体做法是，首先用弹性波方程将两分量的地震记录分解为Ｐ－Ｐ（或ＳＶ－ＳＶ）波和Ｐ－ＳＶ（或ＳＶ－Ｐ）波，然后用我们已导出的适合于处理共炮检距剖面的叠前偏移方法对它们进行处理。用模拟数据进行的试验说明方法正确，效果良好。     

Seismoelectric numerical simulation in 2D vertical transverse isotropic poroelastic medium

Seismoelectric coupling in an electric isotropic and elastic anisotropic medium is developed using a primary–secondary formulation. The anisotropy is of vertical transverse isotropic type and concerns only the poroelastic parameters. Based on our finite difference time domain algorithm, we solve the seismoelectric response to an explosive source. The seismic wavefields are computed as the primary field. The electric field is then obtained as a secondary field by solving the Poisson equation for the electric potential. To test our numerical algorithm, we compared our seismoelectric numerical results with analytical results obtained from Pride's equation. The comparison shows that the numerical solution gives a good approximation to the analytical solution. We then simulate the seismoelectric wavefields in different models. Simulated results show that four types of seismic waves are generated in anisotropic poroelastic medium. These are the fast and slow longitudinal waves and two separable transverse waves. All of these seismic waves generate coseismic electric fields in a homogenous anisotropic poroelastic medium. The tortuosity has an effect on the propagation of the slow longitudinal wave. The snapshot of the slow longitudinal wave has an oval shape when the tortuosity is anisotropic, whereas it has a circular shape when the tortuosity is isotropic. In terms of the Thomsen parameters, the radiation anisotropy of the fast longitudinal wave is more sensitive to the value of ε, while the radiation anisotropy of the transverse wave is more sensitive to the value of δ.     

WAVE FIELD EXTRAPOLATION TECHNIQUES FOR INHOMOGENEOUS MEDIA WHICH INCLUDE CRITICAL ANGLE EVENTS. PART I: METHODS USING THE ONE-WAY WAVE EQUATIONS*

Part I of this series starts with a brief review of the fundamental principles underlying wave field extrapolation. Next, the total wave field is split into downgoing and upgoing waves, described by a set of coupled one-way wave equations. In cases of limited propagation angles and weak inhomogeneities these one-way wave equations can be decoupled, describing primary waves only. For large propagation angles (up to and including 90°) an alternative choice of sub-division into downgoing and upgoing waves is presented. It is shown that this approach is well suited for modeling as well as migration and inversion schemes for seismic data which include critical angle events.     

热弹性介质中波传播特征

深层-超深层油气地震勘探涉及高温介质地震波传播问题,热弹介质参数对地震波传播有重要影响.含弛豫时间修正项的Lord-Shulman双曲型耦合热弹波动方程从理论上预测了热弹性介质中存在快纵波、慢纵波(一种准静态慢纵波,简称热波)和横波的传播,两个纵波为热耗散衰减波而横波不受介质热特性的影响.本文结合平面波频散分析和格林函数法数值模拟,详细研究两个热耗散衰减波的频散和衰减特征,着重分析热导率、热膨胀系数及比热的变化对波速和衰减的影响.研究表明热导率作为主要参数决定了波速与衰减的临界变化,热膨胀系数对波速和衰减的幅度有明显影响,比热则兼顾了前两个热弹系数的影响特征.最后,利用热弹性动力学频率域的二阶格林函数进行波场快照数值模拟,展示热弹性介质中纵波、横波和热波的传播行为.     

HRT地震前兆波及其机制

PS-100仪器是我们研制的抗干扰性能极强的、新一代高精密度地电测量系统.设在川滇地区的一个PS100台网于苏门答腊海啸大地震前记录到HRT前兆波动.本文将主要分析报道来自震源区的这种前兆波,特别是其传播特性.潮汐力驱动的谐和振荡波（HT波）具有与潮汐力相同的周期（如MS_f,K₁,M₂等）,但其振幅却仅在震前（约3个月）才出现异常增大;潮汐力驱动的共振振荡波（RT波）,出现主震前2天（北京时2004-12-24的10时）,RT波分为纵波与横波.初步确定其纵波波速V_l约为307 km/h,横波波速V_s约为126 km/h.它们可能是在地壳多孔岩石孔隙流体中以声模式传播的一类波.对RT波,苏门答腊主震断层系统的固有周期T₀约为5~6 h,其幅度可达2.9%（超出观测标准偏差17倍）,成为极其显著的异常.RT波通常以突然急剧变化的方式达到其峰值.震源区多孔介质的固体基质骨架与其间孔隙流体的耦合振动满足共振条件时,即从震中区同时发射出（纵、横）RT波.苏门答腊M_w9.0级地震前首次记录到RT波,此后已在20余次强震前记录到HRT波.诸强震前所记的HRT波彼此可以很好地对比,表现出一定的重复性、一致性和规律性.汶川M_s8.0级地震前,当时唯一仍在工作的红格台（距震中465 km）,也记录到HRT波.我们还在震前发现红格台于2008年5月12日凌晨（0~5时）记录到与汶川地震有成因联系的、显著临震信息.（从2004年在川滇地区增设PS100台网捕捉地方强震的短临前兆开始,到汶川地震前发现红格台记录到临震信息的）这些事实有力地证明：HRT前兆波是客观存在的;地震,特别是强震是有前兆的;是可以预测、预报的,在不太远的将来,实现强震的短临预报是可行的.如果有一布设合理的PS-100台网,根据震前所记RT波,提前1~3天定量地预测强震的三要素是可能的.     

弹性波克希霍夫积分偏移法

P、S波同时偏移法是为了适应复杂构造地区勘探情况而开始研究的一种偏移方法。在前人工作的基础上,应用弹性波克希霍夫积分偏移的基本原理,改进了纵波（PP）及转换波（PS）的同时克希霍夫积分偏移方法,给出了一种近于实用的计算机流程和程序;并用其分别对射线理论合成反射波资料、有限元模拟地震波传播资料进行了检验,证明此种方法是有效的。在解决复杂构造地区的地震波成象方面,该方法具有很大的潜力。