基于高斯束传播算子的成像域走时层析成像方法

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走时层析速度反演是当前比较成熟有效且广泛应用的技术.本文从高斯束偏移成像条件出发,在波动方程的一阶Born近似和Rytov近似下,推导了成像域走时扰动与速度扰动的线性关系,建立了成像域走时层析方程及其显式表达的层析核函数.该核函数的本质是有限频层析核函数,利用该核函数替换常规射线层析核函数可以明显提高层析反演精度.该核函数的计算关键是背景波场格林函数的计算,本文利用高斯束传播算子计算格林函数进而得到走时层析核函数,实现方式灵活高效且计算精度较高.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建模迭代,体现了速度建模与偏移成像一体化的思想.数值计算及实际数据应用证明了基于高斯束传播算子的成像域走时层析方法的有效性.     

基于小尺度构造约束的网格层析方法及其在火山岩发育区速度建模中的应用

速度场精度是影响偏移成像质量最为关键的因素,因此,速度模型的建立成为解决复杂地质体成像的核心工作.但在火山岩发育区,由于火山岩岩性、岩相复杂,空间相互叠置、尺度小等原因,导致地震波场复杂,成像难度大.常规基于网格的层析成像技术完全是数据驱动,其要求地震数据具有较高信噪比.而火山岩发育区地震反射杂乱,该方法无法满足精细建模需求.为此本文提出一种基于小尺度构造约束的网格层析速度建模方法.该方法既可以通过偏移距共成像点道集的剩余曲率对全局速度进行更新,也可以利用层位约束进行小尺度速度的局部修饰,即,在基于数据驱动的网格层析基础上通过地质约束提高速度模型精度.通过在渤海M油田的实际应用表明该方法在保证计算效率的同时大幅提高小尺度特殊构造体的反演精度,为后续火山岩发育区地震精确成像奠定坚实的基础.     

叠前多级优化联合偏移速度建模

推导了基于角度域共成像点道集的叠前深度层析速度建模公式,提出了一种叠前多级优化联合偏移速度建模方法.通过基于共散射点(CSP)道集的叠前时间偏移速度分析获取初始速度,利用基于角度域共成像点道集(ADCIGs)的叠前深度层析速度反演进行速度更新建模.实现步骤可以概括为:首先,将叠前地震数据映射为CSP道集,利用CSP道集的叠加速度谱进行速度分析得到均方根速度场;其次,通过Dix公式将均方根速度场转换为层速度场,以此进行层析初始速度建模,基于ADCIGs实现叠前深度层析速度反演,最终得到高精度的叠前偏移速度场.断层模型和实际资料试算结果验证了该方法的正确性和有效性.     

基于断层与层位约束的3D速度建模方法在消除断层阴影中的应用研究

在复杂断块区域的时间域成像结果中,断层下方区域常常出现断层阴影区,该区域的地震成像往往是不真实的,给后续解释工作和断层圈闭评价带来很大的影响.常规处理方法采用层析速度建模的叠前深度偏移进行处理,但层析速度建模不能精确描述断面区域的速度特征,因此不能完全解决该问题.本文采用基于断层和层位约束的三维速度建模方法,利用层位和断层对层析速度建模进行约束,使速度反演不能跨越断面进行,该方法可以提高断块区域的速度场精度,对断块区域速度变化特征刻画更加准确,能弥补传统层析成像技术不能很好描述断层两侧速度突变的缺陷.对南海某工区的实际地震资料的应用效果表明:采用基于断层和层位约束的新速度建模方法,其建立的速度模型与真实情况匹配较好,偏移结果有效解决断层阴影问题.     

弹性矢量波成像域联合层析反演

在地震弹性矢量波场框架下,推导了多波联合层析速度反演方程以及走时残差与角道集剩余曲率的转换关系式,提出了一种利用成像域角道集更新P波、S波速度的走时层析反演方法.其实现过程可以概括为:将弹性波多分量数据作为输入,基于高斯束实现矢量波场成像并提取角道集,利用层析反演方程求解慢度更新量,最终获得多波联合反演结果.模型试算和实际资料处理验证了该方法的反演效果,能够为弹性矢量波联合深度偏移提供高质量的叠前速度场.     

复杂地表变偏移距VSP角度域旅行时层析及叠前深度偏移（英文）

变偏移距VSP反射波射线路径是不对称、覆盖次数也不均匀,因此通常使用偏移速度分析、层析反演建立准确的2D、3D速度场,尤其角度域共成像道集最适合偏移速度分析,通常拾取其剩余曲率更新速度,建立准确的速度场。为了建立高精度速度模型,本文推导了VSP角度域共成像道集剩余深度与旅行时残差的关系,用最小二乘求解更新速度,建立了一个四参数层析反演方程,包括地层倾角、入射角、剩余深度、灵敏度矩阵等四个参数。在角度域中将反射波分解为上行、下行两个透射波计算其旅行时。采用"逐步-累加"方式进行复杂地表叠前深度偏移ωx。通过叠前深度偏移得到偏移距域共成像道集,拾取剩余深度;在叠加成像剖面上拾取层位获取地层倾角;利用Runge-Kutta射线追踪计算地层反射点到检波点的射线路径,确定入射角,再计算地层反射点到复杂地表的射线路径;将偏移距域剩余深度映射为角度域,建立层析方程并求解。经模型和塔里木盆地"双复杂"地区Walkaway VSP实测资料验证表明,推导的层析反演方程能建立较准确的速度模型,偏移算法能适应复杂地表。     

基于射线追踪的成像域走时层析反演及其应用

层析成像是现今地震勘探开发处理中的常用手段,针对传统走时层析反演中角度覆盖问题,利用正则化约束加以解决,利用角道集的拾取拟合来判断实验模型的准确性,同时,不再利用原始炮记录拾取剩余时差,利用深度残差与走时残差的线性关系提高走时残差的拾取精度。以三层洼陷模型和实际资料进行试算,结果表明:本方法可以较好地反演更新偏移速度场,得到更精确的偏移成像结果,对于小尺度地质构造可以精细刻画。      

非线性层析反演速度建模技术

深度速度模型的构建仍然是地震成像中的巨大挑战,获得一个精确的深度速度模型和减少深度成像项目周期都是至关重要的。常规层析反演速度建模每次迭代相当于一次线性反演,且需要重新的拾取工作,导致非常耗时,效率低下。本文提出非线性层析反演速度建模技术来建立速度模型。拾取共成像点道集的RMO量,转换到叠前域,作为运动学不变量,通过层析反演迭代进行模型更新。用一个多次的线性反演来逼近一个非线性的物理过程,避免重复的拾取工作,大大提高项目的运转效率。通过实例证明该方法的有效性。      

角度域剩余深度对剩余速度的敏感性分析

本文针对地震勘探深度域偏移速度建模研究,利用角度域共成像点道集(ADCIGS)建立了以剩余速度为自变量,剩余深度为目标函数的关系式,及目标函数的梯度公式.利用导出的两个公式分别对剩余深度与剩余速度的关系进行了定量分析.通过理论分析和模型试算证明初始速度模型的误差具有方向敏感性,即正误差较负误差对速度建模迭代收敛更敏感.利用此结论进行深度域速度建模既可以提高计算效率也可以提高建模精度.     

基于声波测井资料的波动方程走时层析反演速度建模

地震勘探目标逐渐由浅层(<2000 m)转向中深层(2000～3500 m),高精度速度建模是实现精确地震成像的关键手段之一.目前,初至波或早至波速度层析建模方法已较为成熟,然而对深层速度建模更为重要的反射波层析建模方法依然面临走时拾取困难及计算量大等难题.针对当前中深层走时层析速度建模方法面临的难题,本文提出了一种基于声波测井资料的波动方程全波走时层析速度建模方法及策略.该方法首先通过早至波层析反演获得浅层及大尺度速度信息;其次,通过提取初次成像剖面的构造倾角信息,利用声波测井资料进行稀疏反演,进一步获得更高精度的速度模型;最后,以此为初始模型,进行全波层析反演获得最终偏移速度模型.数值结果表明,本文所提出的速度建模方法及策略不仅可以避免传统反射波层析建模方法因采用Born近似反偏移所带来的大计算量问题,且大幅提高了中深层速度建模的精度,进而能有效地提高中深层复杂构造区域的地震成像质量.     

Residual curvature migration velocity analysis for angle domain common imaging gathers

Pre-stack depth migration velocity analysis is one of the keys to influencing the imaging quality of pre-stack migration. In this paper we cover a residual curvature velocity analysis method on angle-domain common image gathers (ADCIGs) which can depict the relationship between incident angle and migration depth at imaging points and update the migration velocity. Differing from offset-domain common image gathers (ODCIGs), ADCIGs are not disturbed by the multi-path problem which contributes to imaging artifacts, thus influencing the velocity analysis. On the basis of horizontal layers, we derive the residual depth equation and also propose a velocity analysis workflow for velocity scanning. The tests to synthetic and field data prove the velocity analysis methods adopted in this paper are robust and valid.     

基于ADCIGS预测地层孔隙压力的方法研究

工业界计算孔隙压力系数普遍应用的Eaton和Fillippone方法都需要构建能够准确表征低速层的层速度模型,层速度模型精度及效率成为制约孔隙压力预测的关键参数,但目前工业界层速度建模的精度及效率很难满足孔隙压力预测的要求.本文由正常压实情况下的背景速度场出发,基于时距曲线公式及角道集抽取公式,创新推导了以角度域共成像点道集(ADCIGS)剩余曲率为自变量的孔隙压力系数计算公式,该公式完全由去噪后的地震数据进行驱动,不需要构建层速度模型,该方法大幅提高了计算孔隙压力系数的效率.由模型测试及实际数据应用证明,利用本文提出方法进行孔隙压力预测是有效可行的,该方法可以有效提高预测孔隙压力精度,还可以有效提高预测孔隙压力效率.     

波动方程法共成像点道集偏移速度建模

叠前深度偏移的成像效果对偏移速度场相当敏感，建立正确的偏移速度场是实现高质量叠前深度偏移成像的关键。首先应用成像精度高的波动方程法叠前深度偏移抽取共成像点道集；然后基于摄动法通过参数化速度函数和改进的剩余曲率分析建立偏移速度误差和成像深度误差的定量关系；最后采用单参数／多参数联合迭代反演实现偏移速度建模。对Marmousi模型的试算结果表明：该方法对复杂地质体具有较强的适应性和较好的建模和成像效果，一般只需分析和控制主要反射层，通过3－4次近代就可以满足精度要求。     

Velocity model updating using image gathers1

For successful prestack depth migration an accurate velocity model is needed. One method for model updating is based on image gather analysis. In an image gather all reflectors line up horizontally if the correct velocities are used for the depth migration. This is also true for dipping reflectors, as all traces of an image gather belong to the same surface coordinate. The images of the reflector in an image gather curve upwards if the velocity used for the migration is too low, or downwards if the velocity is too high. This deviation can be used for model updating. Curves which depend on depth, offset and a parameter which relates the estimated to the true model are fitted to the image. By calculating the coherence along the deviation curves, this parameter can be estimated and hence an update can be calculated. Formulae are derived for the deviation curves and the update of the velocity depth model for a multilayered model for both shot and common-offset migrated data, with and without gradients. The method is tested on synthetic data with satisfactory results.     

TI介质偏移速度建模研究

经过多年的研究发展,各向异性叠前深度偏移算法已经趋于完善.然而,在地震资料处理过程中导致成像结果不理想的主要原因还是由于建立的地层参数场不够精确.当地层参数接近其真实值时,基于波动方程的剩余曲率建模方法由于不受构造的影响,能够在各向异性和横向变速介质中进行速度分析,所以得到了广泛的研究.本文从偏移结果中抽取共成像道集,然后通过交互运用叠前深度偏移和参数更新实现各向异性偏移速度建模.对理论模型和实际资料进行的试算表明,该方法具有较强的适应性,能极大改善VTI介质反射界面成像效果和分辨率.     

三维偏移距平面波有限差分叠前时间偏移

本文提出了中点-半偏移距域内的三维偏移距平面波(offset plane-wave)方程,并给出了其有限差分解法.偏移距平面波可通过对CMP道集进行平面波分解(倾斜叠加或线性Radon变换)生成,然而这样做会产生严重的噪音干扰.本文提出了局部倾斜叠加方法(local slant-stacking)来消除离散线性Rado...     

三维叠前深度偏移速度分析及蒙特卡洛自动层速度拾取

是否能够正确地建立深度域三维速度模型是三维叠前深度偏移成败的关键 .本文根据Deregowski循环 ,利用叠前深度域地震成像对速度模型变化的敏感性 ,采用偏移迭代逐次逼近最佳成像速度 ,研究开发了一套快捷有效的三维叠前深度偏移深度域速度模型建立技术 .借鉴时间域CDP(共深度点 )道集上常规叠加速度分析的策略 ,在深度域CRP(共反射点 )道集上 ,提出剩余慢度平方谱的概念并建立相应的实现技术 .导出深度域中均方根速度与层速度之间的关系 ;按照串级偏移原理确定偏移循环过程中初始速度、剩余速度及修改后速度之间的关系 ;采用蒙特卡洛非线性优化算法实现从剩余慢度平方谱中自动拾取层速度 ,讨论了其地质速度约束条件和蒙特卡洛非线性优化的收敛准则 ,使得所拾取的层速度模型具有合理的地质意义并获得最佳偏移成像效果 .SEG EAGE理论模型数值试算验证了方法的有效性 ,在海拉尔盆地霍多莫尔工区 ,5 8km2 三维资料的速度模型建立并获得满意的三维叠前深度偏移成像 .     

联合速度建模及其在反射波法隧道超前预报中的应用

We propose a combined migration velocity analysis and imaging method based on Kirchhoff integral migration and reverse time migration, using the residual curvature analysis and layer stripping strategy to build the velocity model. This method improves the image resolution of Kirchhoff integral migration and reduces the computations of the reverse time migration. It combines the advantages of efficiency and accuracy of the two migration methods. Its application in tunnel seismic prediction shows good results. Numerical experiments show that the imaging results of reverse time migration are better than the imaging results of Kirchhoff integral migration in many aspects of tunnel prediction. Field data show that this method has efficient computations and can establish a reasonable velocity model and a high quality imaging section. Combination with geological information can make an accurate prediction of the front of the tunnel geological structure.     

时空移动成像条件及偏移速度分析

首先比较了深度聚焦速度分析和剩余曲率速度分析中的成像条件,然后通过时空移动成像条件得到了时移偏移距域共成像点道集和时移角度域共成像点道集.基于时移角度域共成像点道集,统一了偏移速度分析中通常应用的两个偏移速度判断准则：深度聚焦准则和成像道集拉平准则.最后基于时移角度域共成像点道集,推导了速度更新公式,并设计了速度分析流程.合成数据和实际地震资料上的测试证明了方法的可行性和有效性.