逆时偏移与Kirchhoff偏移的抽道集对比研究

共成像点道集(CIG)可用于速度建模、偏移质量控制以及地下属性解释等。对于复杂碳酸盐岩储层,叠前AVO反演技术在储层识别、裂缝预测和流体检测方面的作用日益显著,叠前反演的精度很大程度上依赖于共成像点道集的AVO特性是否符合地下介质的真实地震响应。因此,叠前偏移不仅要实现反射点的准确归位,还必须得到振幅保真的共成像点道集,从而为AVO/AVA反演提供保幅的共成像点道集输入数据。本文在理论上对真振幅Kirchhoff叠前深度偏移和逆时偏移(RTM)抽道集技术的保幅性进行分析:真振幅Kirchhoff偏移抽道集通过改变加权函数实现振幅保持,仅适用于横向速度变化不大的情况;基于双程波动方程的逆时偏移采用互相关成像条件抽取共成像点道集,成像精确且无倾角限制,相对保幅性优于前者,适应任意复杂速度模型。模型和实例测试结果表明:在简单构造区域,真振幅Kirchhoff保幅叠前深度偏移与保幅逆时偏移抽取的共成像点道集都能起到良好的保幅效果;但在复杂构造区,基于逆时偏移抽取的共成像点道集,保留了全部波场的路径与振幅信息,其保幅性与成像精度优于Kirchhoff保幅叠前深度偏移。因此,针对探区的复杂程度差别及勘探精度的不同要求,应选择不同的抽道集方法,保证振幅精度的同时,兼顾生产效率。      

共炮检距道集波动方程保幅叠前深度偏移方法

本文提出了一种基于双平方根算子的共炮检距道集波动方程保幅叠前深度偏移方法,将振幅误差补偿作为偏移的一部分与“运动学偏移”一起在偏移过程中实现.其基本内容包括：(1)从保幅的单平方根算子方程出发,推导出由双平方根算子定义的保幅单程波方程;(2)根据地震波摄动理论把速度场分裂为层内常速背景和变速扰动,分别在频率－波数域和频率－空间域求得波场深度延拓的偏移时移量及振幅校正系数,从而得到最终的DSR保幅波场延拓算子;(3)在高频假设条件下,把DSR保幅波场延拓公式中的积分运算进行稳相近似,得到保幅波场延拓的相移公式.理论分析和模型数值试验表明,该方法不但可以使散射能量聚焦、归位,提高成像精度;而且可以输出正确反映地下反射系数的振幅信息,为后续的地震属性分析（如AVO/AVA）提供更真实的地震信息.     

逆时偏移与Kirchhoff偏移的对比研究

Kirchhoff偏移和逆时偏移(RTM)是目前最广泛应用的两种叠前深度偏移方法.两种方法的基础均为波动方程,理论上没有倾角限制.抽取的共成像点道集(CIG)可用于速度建模、叠前反演以及地下属性解释等.叠前反演的精度依赖于共成像点道集的AVO特性是否符合地下介质的真实地震响应.因此,叠前偏移不仅要实现反射点的准确归位,得到的共成像点道集必须要振幅保真.本文在理论上阐述两种偏移方法的基本原理,并对抽道集技术的保幅性进行对比.Marmousi和Sigsbee2a模型结果表明:在简单构造区,两者的成像效果相当;在复杂构造区,不论在成像精度还是保幅性上逆时偏移都比Kirchhoff偏移优越,特别是高陡倾角断层、岩下构造等复杂构造成像时.然而,在碳酸盐岩储层实际资料处理时发现,由于速度场准确性的限制,两种偏移方法各有优势.因此,在实际应用时,由于无法明确得到地下介质的确切信息,较难对两种偏移方法给出明确的优劣评价.     

基于共炮偏移的AVO反演

常规AVO多是利用CMP道集的振幅进行反演。主要有三个方面影响其精度:首先,CMP道集假设地下为水平层状介质,但是实际地下介质多为倾斜地层,地层倾角越大CMP道集的振幅所反映地下介质的位置与实际位置差距就越大。其次,NMO、DMO和反褶积等常规处理流程,都会造成振幅值失真。第三,反演所用的反射系数公式是与入射角有关的量,而欲从CMP道集得到准确的入射角与振幅之间的对应关系,则十分困难。波动方程叠前深度偏移除对复杂介质和陡倾角地层具有较强的成像能力,还可以最大限度的减少常规处理所带来的误差并使振幅归位。本文综合了保幅偏移、角度道集提取以及AVO反演等前人的工作,提出直接从炮集数据反演AVO属性的方法,以期显著减少上述三个因素对AVO反演精度的影响。     

非线性AVO反演方法研究

与叠后地震数据相比,叠前地震数据包含有更多的反映地下地层特征的信息,利用AVO( Amplitude Versus Offset,振幅随偏移距的变化)信息通过求解Zoeppritz方程的近似公式,叠前反演可直接得到反映地下岩石特征的弹性参数——密度、纵波速度和横波速度.从本质上讲,叠前地震反演是非线性的,但目前多采用线...     

基于角度域转换波的叠前深度偏移

在偏移速度分析领域,共成像点道集对偏移速度分析(MVA)而言是非常重要的.目前,用于偏移速度分析的共成像点道集主要有偏移距域共成像点道集(ODCIG)和角度域共成像点道集(ADCIG).由于ODCIG是一种能量聚焦型道集,且在复杂介质条件下存在运动学假象,使其在MVA中的应用受到限制.ADCIG的出现解决了这些问题,它能够适应射线传播的多路径现象,避免假象的产生,波动方程偏移得到的ADCIG被证明是没有假象的道集,也被认为是当前最为合理的道集.论文在CMP域,利用双平方根算子对记录波场进行反向延拓,因为双平方根算子偏移具有倾角假频少、边界处理简单、无需求取震源子波、无需考虑偏移孔径问题以及计算效率高等特点;在频率-波数域将偏移距信息映射到角度域得到ADCIG.ADCIG的提取过程实际是转化了地震数据中的多偏移距信息,本质上,它仍旧是对地震数据中多偏移距信息的体现.最后论文将ADCIG道集应用在SEG/EAGE岩丘模型中,结果表明,不同反射角下的ADCIG可以对地下不同的区域进行成像,且角度域成像具有地震波成像剖面分辨率高,边界干扰较小等特点.     

多波高斯束叠前深度偏移速度分析(英文)

多分量地震资料叠前深度偏移技术可以对地下复杂地质构造进行更准确的成像,精确成像的前提是获取准确的纵横波偏移速度。本文采用高斯束偏移方法对多波地震数据进行偏移速度分析,首先分别给出纵波和转换波共偏移距域高斯束叠前深度偏移方法原理,在此基础上抽取纵波和转换波偏移距域共成像点道集;然后根据共成像点道集拉平准则,分别对纵波和横波速度进行更新;当两种波成像深度不一致时,对纵波和转换波成像剖面进行深度匹配,完成高精度的纵横波偏移速度分析。模型数据和实际资料试算表明,该方法是一种有效的多波偏移速度分析方法。     

基于信号估计的高分辨率叠加速度分析

如何得到高分辨率的叠加速度谱是高分辨率地震资料处理的关键.本文在分析地震共中心点(CDP)道集的振幅随偏移距变化(AVO)特性的基础上,提出一种信号模型来逼近CDP道集,然后利用优化技术估计信号,并采用信号估计误差实现信号检测,从而提出一种新的基于信号检测和估计的高分辨率叠加速度谱分析方法.文中的方法充分利用地震信号波形中所包含的速度信息.     

叠前地震数据的平面波深度偏移法

提出了一套基于平面波分解的波动方程叠前地震数据深度偏移方法. 通过对共炮点道集和共偏移距道集地震数据的平面波分解，分别得到适用于单平方根波场外推方程和双平方根波场外推方程的共ps（炮点坐标平面波参数）平面波道集和共ph（偏移距坐标平面波参数）平面波道集. 在对共炮点道集和共偏移距道集地震数据的平面波分解时，不需要进行通常意义下的τ p变换计算. 通过对共ps平面波道集和共ph平面波道集的偏移效果对比，我们认为在速度弱横向变化介质中，两种平面波道集偏移方法的效果相当，但对于速度强横向变化介质，共ps平面波道集偏移方法的效果要优于共ph平面波道集偏移方法. 在计算效率方面，共ps平面波道集偏移方法与共ph平面波道集偏移方法基本相同.     

逆时偏移中用Poynting矢量高效地提取角道集

逆时偏移在提高复杂介质的成像质量方面表现出了优越的性能,但逆时偏移对速度精度的要求比较高.共成像点道集是一种非常重要的叠前深度偏移输出,它除了能为深度偏移处理提供速度信息外,还能够提供振幅和相位等信息,为后续的属性解释提供依据.本文提出一种在逆时偏移成像过程中提取角度域共成像点道集的方法,该方法采用矢量波动方程进行波场传播,并用能流密度矢量(Poynting vector)计算反射角,最后应用互相关成像条件输出角度域共成像点道集.该方法简单易于实现,且几乎不需要额外的计算量和存储量,非常适合于进行逆时偏移速度分析,同时提出的角道集也能用于进行AVA等分析.最后通过模型算例和实际数据检验了方法的有效性和优越性.     

面炮成像、控制照明与AVA道集

基于波场延拓的叠前深度偏移是实现复杂构造地质体成像的最可靠方法,但存在着计算量大、对观测系统适应性差等缺点.面炮偏移是波动方程实现精确叠前成像的另一类方法,具有较高的计算效率,不存在偏移孔径问题,而且可以通过控制照明方法,解决平面波在目标区域的能量补偿问题.本文采用面炮成像技术进行叠前深度偏移,通过对面炮震源下行波场的质量控制和优选射线个数和范围,以达到最佳的成像效果.采用控制照明技术,较大地提高了目标地层的成像精度.与此同时,得到振幅随入射角变化(AVA)道集,有利于叠前振幅解释和储层岩性预测.数据实验表明面炮成像技术是一种快速有效的方法,其成像精度与单平方根算子的共炮点道集偏移和双平方根算子的共中心点道集偏移相当,但在计算速度上要快得多,而且易于并行计算.     

傅里叶有限差分法保幅叠前深度偏移方法

地震数据中饱含有丰富的走时信息和振幅信息. 为解决传统偏移方法中几何扩散和入射角变化引起的振幅误差问题，本文提出了一种实用的波动方程保幅地震偏移方法. 该方法从全声波方程出发进行单程波保幅分解，得到直观、高效率的直接面对地震波传播波场的压力分量进行延拓的保幅偏移单程波方程，进而推导出一个含有6项的傅里叶有限差分法保幅偏移的算子方程；修改边界条件和成像条件，使修改后的边界条件和成像方程中考虑振幅补偿，从而从三方面补偿几何扩散损失和入射角变化对振幅的影响. 脉冲响应测试、单炮记录的数值试验以及SEG/EAGE盐丘模型的叠前偏移结果表明，该方法不但可以使散射能量聚焦、归位，提高成像精度；而且可以输出正确反映地下反射系数的振幅信息，为后续的地震属性分析(如AVO/AVA)提供更真实的地震信息.     

基于解析时间波场外推与波场分解的逆时偏移方法研究

双程波方程逆时深度偏移是复杂介质高精度成像的有效技术,但其结果中通常包含成像方法引起的噪音和假象,一般的滤波方法会破坏成像剖面上的振幅,其中的假象也会给后续地质解释带来困扰.将波场进行方向分解然后实现入射波与反射波的相关成像能够有效地消除这类成像噪音,并提高逆时偏移成像质量.波传播方向的分解通常在频率波数域实现,它会占用大量的存储和计算资源,不便于在沿时间外推的逆时深度偏移中应用.本文提出解析时间波场外推方法,可以在时间外推的每个时间片上实现波传播方向的显式分解,逆时深度偏移中利用分解后的炮检波场进行对应的相关运算,实现成像噪音和成像信号的分离.在模型和实际数据上的测试表明,相比于常规互相关逆时偏移成像结果,本文方法能够有效地消除低频成像噪音和特殊地质构造导致的成像假象.     

Stacking angle‐domain common‐image gathers for normalization of illumination

Unequal illumination of the subsurface highly impacts the quality of seismic imaging. Different image points receive different folds of reflection‐angle illumination, which can be caused by irregular acquisition or by wave propagation in complex media. Illumination problems can deteriorate amplitudes in migrated images. To address this problem, we present a method of stacking angle‐domain common‐image gathers, in which we use local similarity with soft thresholding to determine the folds of local illumination. Normalization by local similarity regularizes local illumination of reflection angles for each image point of the subsurface model. This approach compensates for irregular illumination by selective stacking in the image space, regardless of the cause of acquisition or propagation irregularities. Additional migration is not required because the methodology is implemented in the reflection angle domain after migration. We use two synthetic examples to demonstrate that our method can normalize migration amplitudes and effectively suppress migration artefacts.     

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.     

Image enhancement by multi‐parameter characterization of common image gathers

We present an innovative approach for seismic image enhancement using multi‐parameter angle‐domain characterization of common image gathers. A special subsurface angle‐domain imaging system is used to generate the multi‐parameter common image gathers in a summation‐free image space. The imaged data associated with each common image gathers depth point contain direction‐dependent opening‐angle image contributions from all the available incident and scattered wave‐pairs at this point. Each direction‐dependent opening‐angle data can be differently weighted according to its coherency measure. Once the optimal migration velocity is used, it is assumed that in the actual specular direction, the coherency measure (semblance) along reflection events, from all available opening angles and opening azimuths, is larger than that along non‐specular directions. The computed direction‐dependent semblance attribute is designed to operate as an imaging filter which enhances specular migration contributions and suppresses all others in the final migration image. The ability to analyse the structural properties of the image points by the multi‐parameter common image gather allows us to better handle cases of complicated wave propagation and to improve the image quality at poorly illuminated regions or near complex structures. The proposed method and some of its practical benefits are demonstrated through detailed analysis of synthetic and real data examples.     

基于Gabor-Daubechies小波束叠前深度偏移的角度域共成像道集

传统炮检距域共像集（CIG）在复杂介质中因波传播的多路径而存在反射体位置不确定的问题. 角度域CIG由于克服了这一缺陷而逐步成为速度分析、AVA以及振幅保真偏移成像等研究的主要手段. 以波动理论为基础的地震偏移成像方法的发展为获得高质量的角度域CIG提供了可靠的实现途径. 其中,基于波场局域化分解和传播的小波束域波场延拓和偏移成像方法,因其波场分解基本函数和传播算子在空间和方向上的双重局域特性,而成为角度相关分析研究的有效工具. 本文在采用Gabor Daubechies框架分解的小波束叠前角度域偏移成像基础上,利用不同的叠加方法由局部角度域像矩阵得到了反射角域CIG（CRAIG）和倾角域CIG（CDAIG）. 以SEG EAGE二维盐体模型为例,通过对CRAIG和CDAIG的对比,探讨了这两种角度域CIG的特点及其在地震偏移成像中的潜在应用.     

逆时偏移在声反射成像测井中的应用方法研究

声反射成像测井中常用的基于射线理论的Kirchhoff积分偏移算法和基于单程波理论的F-K偏移算法均可实现井旁缝洞反射体的快速偏移成像,但其仅适用于地层垂向变化较弱的速度场和高陡角裂缝的偏移成像,无法实现低角度反射体的准确偏移归位,产生偏移假象误导测井解释.逆时偏移基于全波动方程,可适应强垂向变化速度场,实现近似水平反射体的偏移成像.本文详细分析了将逆时偏移应用于声反射成像测井时存在的数据准备、时间采样间隔匹配和成像条件改进等若干问题,通过设置多组理论模型来说明算法对井旁不同反射体的识别能力.模拟资料和实际资料处理结果证实,较F-K偏移算法,逆时偏移算法成像精度更高、收敛性更好,可有效实现近似水平构造偏移归位.改进的归一化互相关成像条件可解决深部地层的远井壁成像衰减问题,降低测井解释的多解性.逆时偏移将成为声反射成像测井高精度偏移技术的发展方向.     

地下复杂介质地震处理中的CFP技术

要简要介绍CFP(Common Focus Point)方法技术的基本原理和主要应用。CFP是复杂介质地震处理中的一项新技术，它把叠前偏移分成两个独立的步骤：首先对检波点(炮点)进行聚焦处理，产生共聚焦点道集(CFP道集)，然后再对炮点(检波点)进行聚焦，产生叠前偏移的输出。两个步骤中间的CFP道集则可以进行其它处理。如果是为了寻找构造信息，那么可以应用共焦点CFP偏移；如果是为了寻找岩石、孔隙或流体的信息，则要应用双焦点CFP偏移。目前，该技术主要应用于：(1)CFP两步聚焦法偏移；(2)叠前深度偏移速度模型的建立；(3)试图通过算于而不是速度来解决复杂地表的静校正；(4)消除全程或层间多次波；(5)CFP方法基准面的延拓和盐下成像；(6)多分量地震资料的偏移成像。     

Kirchhoff积分叠前时间偏移全方位角度道集生成方法与实现

方位角度域共成像点道集能够客观反映地下介质的速度、各向异性参数异常以及振幅随角度变化（AVA）和裂缝信息。传统Kirchhoff PSTM通常输出偏移距域共成像点道集,对于速度分析、各向异性分析、AVA分析、裂缝识别等均存在诸多不便。本文提出了基于走时梯度的Kirchhoff叠前时间偏移全方位角度集输出方法并提出工业上切实可行的实现方案。通过走时场梯度计算波场传播方向矢量,形成能够反映观测系统参数和波场传播情况的全方位角度域共成像点道集。为了在大规模地震数据Kirchhoff积分叠前时间偏移中输出全方位角度道集,本文给出基于输入道方式的偏移实现方法,采用逐条inline线进行线偏移成像,从而大大降低了全方位角度道集输出对计算机内存的压力,显著提高了Kirchhoff积分时间偏移输出全方位角度道集的可行性。三维盐丘模型测试和海上某区块三维实际资料试验证明了本文方法的正确性。