基于单程波波动方程的起伏地表叠前深度偏移技术

直接从起伏地表开始进行叠前深度偏移的波场初始化时,应用了同步边界处理策略和深度误差校正策略。前者可以消除起伏地表非波场传播区域的成像,后者可以消除起伏地表规则采样时深度误差对地下构造成像带来的影响。利用以上处理策略,优化了常规基于单程波波动方程延拓算子的起伏地表叠前深度偏移算法,从而更好实现了复杂条件下的构造成像。基于FFD延拓算子的波场下延法,用SEG起伏地表模型数据验证了该方法的有效性。该方法同样适用于各种基于频率域波动方程深度延拓算子的起伏地表深度偏移方法。      

基于互相关成像条件的保幅高斯束逆时偏移

常规的逆时偏移算法都是基于双程波动方程的数值解法,实际上利用Kirchhoff积分进行波场延拓,也可以实现逆时偏移。以Kirchhoff积分为基础,采用高斯束叠加积分表示的格林函数来表示正反向延拓波场,将正反向延拓波场进行保幅的互相关得到地下成像。保幅高斯束逆时偏移方法结合了射线类偏移方法的高计算效率和逆时波动方程偏移的高精度,能很好地处理焦散点、陡倾角等问题,并且具有面向目标成像的能力,并消除了偏移过程中的几何扩散效应和入射角变化引起的振幅误差。     

基于双相介质弹性波波场分离的逆时偏移方法

随着地震勘探的发展,以单相介质模型为基础的声波逆时偏移和弹性波逆时偏移很难比较精确地描述地下介质和满足复杂的工程要求,尤其是在处理地下含流体多孔介质时,所以需要引入双相介质模型。首先基于Biot理论双相介质一阶速度-应力弹性波方程,利用散度场和旋度场的波场分离理论将固相和流相中的纵横波场解耦分离,并由波场快照图得出固相与流相中的纵波波场与横波波场均完成分离,而快纵波与慢纵波相互耦合均存在于纵波波场中。采用高阶交错网格有限差分方法,结合PML吸收边界条件,推导了具有波场分离的双相介质弹性波正传与反传的偏移延拓算子,结合互相关成像条件,可以得到双相介质弹性波固相与流相中的各分量偏移成像剖面。最后对模型使用该双相介质弹性波波场分离的逆时偏移方法进行偏移成像试算并取得成功,效果较常规双相介质弹性波逆时偏移成像效果有了明显提升。     

逆时偏移中的归一化加权互相关成像条件及应用

成像条件是决定声波方程叠前逆时深度偏移效果的重要因素。常规的归一化互相关成像条件能补偿深部地层的反射波能量,但无法压制地震波逆时偏移过程中产生的偏移噪声。针对归一化互相关成像条件的主要缺陷,从二维声波方程出发,在交错网格空间中推导了声波方程逆时延拓的高阶有限差分格式和PML吸收边界条件,进而在对常规互相关成像条件分析的基础上对其进行改进,给出了一种加权互相关成像条件,即在成像过程中利用炮检波场的夹角进行加权校正,以实现只利用炮点下行波场与接收点上行波场进行成像的目标。模型数据和实测资料偏移结果表明,归一化加权互相关成像条件成像效果明显优于常规归一化互相关成像条件。     

地震波逆时偏移中的层位校正与去噪方法

波动方程逆时偏移是目前比较精确的基于波动理论的深度域偏移成像方法,但逆时偏移成像条件的运用会产生低频噪音,影响成像质量及层位的准确性。依据低频噪声的产生机理,运用交错网格有限差分法求取各向同性介质中的地震波场,通过对比炮点与检波点波场在不同频率条件下的互相关成像特征,分析其子波频率与周期差异(或时移)条件下逆时偏移成像对层位解释精度与低频噪音产生的影响,提出了改进的时移逆时偏移成像层位校正方法和低频噪声压制策略。数据算例表明,改进后的时移逆时偏移成像有效的压制了低频噪声,成像层位准确。     

地震勘探基于波场分离的逆时偏移去噪方法

基于双程波动方程的逆时偏移（RTM）具有原理简单、无倾角限制、可以适用于速度任意变化的模型,并具有对各类波正确成像等优点,是当今最好的偏移方法之一.本文阐述了逆时偏移存在的缺陷并分析了低频噪声的产生机制,重点探讨了使用波场分离的逆时偏移去噪方法,并通过模型的试算证明了该方法的有效性.     

山区煤田地震勘探中静校正存在的问题及其改进方法

在山区或地表复杂地区进行地震勘探,采用基于地表一致性假设的静校正将会严重影响勘探效果,该影响主要源于地表一致性假设存在着不合理因素。如较高的低速带、巨厚的低速带、基岩裸露、地形起伏较大等。为分析一致性假设静校正偏差产生的原因及大小．构建一地形起伏、基岩出露的复杂模型,通过正演其射线路径,对比其时距曲线与理论时距曲线的差异,以及二者静校正量误差大小。模型分析证实该差异与偏移距、地震波穿透深度及基准面高程之间存在直接的联系,据此提出了改进方法,如浮动基准面校正及分块静校正等。理论模型和实际地震资料试算表明,使用改进的方法可有效改善地震时间刮面同相轴聚焦效果及连续性。     

各向异性介质拟声波叠前逆时偏移及成像条件的应用

考虑到基于各向同性假设的传统逆时偏移方法的局限,研究了各向异性介质叠前逆时偏移方法。由于各向异性弹性波逆时偏移中,存在着计算效率低和波场分离困难等不足,各向异性介质拟声波逆时偏移更具优势。从声学近似的胡克定律和运动方程出发,研究了VTI介质拟声波波动方程,并引入旋转坐标系将其推广为TTI介质情形。然后利用交错网格高阶有限差分方法,构建逆时偏移所需的正向和逆时波场外推算子,并引入完全匹配层(PML)边界条件来吸收边界反射能量。最后应用优化的归一化互相关成像条件,实现各向异性拟声波逆时偏移成像。模型试算结果表明,考虑各向异性因素的逆时偏移方法能够有效地改善成像质量,应用优化的成像条件得到的成像效果,明显优于常规的归一化互相关成像条件。     

基于波动方程差分和Kirchhoff积分的被动源弹性波逆时成像对比研究

对地壳和上地幔地下结构成像是地震学研究的重点问题,传统上接收函数法的原理是基于水平层状介质和远震平面波近垂直出射假设的叠加方法,难以适用于复杂地下结构的成像。勘探地震学中的叠前深度偏移类方法(如被动源逆时偏移(PS-RTM)),可以用于复杂结构成像,与传统接收函数的共转换点叠加方法相比有更高的成像精度。基于双程弹性波动方程差分法的PS-RTM必需满足计算的稳定性,对模型网格尺寸和时间步长有较高要求,其巨大的计算量导致成像效率太低。而Kirchhoff类叠前深度偏移具有很高的计算效率,并且对观测方式和时空采样间隔的要求更加灵活,在勘探地震的三维偏移和速度分析中得以广泛应用。首先介绍被动源PS-RTM实现中的波场分离和成像条件,进一步提出适用于单分量和多分量被动源弹性波的叠前Kirchhoff逆时偏移方法,利用Kirchhoff积分方法重构纵波和横波的波场,通过应用被动源成像条件获得地下结构的图像。利用西藏某区的深部构造模型合成理论数据进行测试,对莫霍面成像与PS-RTM方法的成像效果相近,表明所提出方法的有效性。为了讨论观测台站疏密程度对被动源弹性波逆时偏移的影响,用几组不同台站间距合成测试检验,对比被动源弹性波波动方程和Kirchhoff偏移的适应性差异。     

地震共中心点道集的滑动基准面静校正和动校正叠加理论模型计算和分析

本文通过对两个典型地形起伏的四个水平界面理论地质模型的计算和分析,进一步阐明了在复杂地形条件下用常规水平基准面静、动校正方法进行反射波法多次覆盖,不仅达不到较为理想的多次覆盖的目的,反而使之同相轴发生畸变并产生假的同相轴特征的主要原因及该方法所存在的问题;证明了滑动基准面静、动校正叠加方法在复杂地形地区从事地震反射波法多次覆盖技术勘探的有效性、实用性和可操作性。     

逆时偏移在探地雷达信号处理中的应用

在探地雷达的实测资料中,由于绕射波的存在导致了地下结构图象显示不清。根据电磁波与弹性波传播的相似性,本文将地震资料处理的偏移算法 (即基于标量波动方程的逆时偏移算法)运用到探地雷达的资料处理中。结果显示,绕射波得到了很好的归位,反射体的连续性得到了加强,提高了探地雷达资料解释的分辨率。      

叠前弹性波逆时深度偏移及波场分离技术探讨

这里探讨了Sun和McMechan提出的叠前弹性波标量逆时深度偏移方法,即在地表附近,对地表接收到的弹性波波场分量进行波场逆时延拓,然后分别对在波场延拓过程中通过波场分离得到的纯纵、横波反射波场进行偏移。在模型中,每个网格点的纵、横波成像时间,为震源到该网格点的纵波初至时间。利用纵波速度模型和声波传播方程的有限差分解,对反射纵波进行逆时延拓和成像,利用横波速度模型和声波传播方程的有限差分解,对转换横波进行逆时延拓和成像,并在偏移前进行极性校正。然后,在Sun和McMechan偏移成像方法的基础上,提出了直接偏移成像方法,即对地表接收到的弹性波波场分量在整个模型范围内进行波场逆时延拓。在波场延拓过程中,对符合成像条件的网格点进行波场分离、偏移成像和转换波极性校正。最后,通过数值模拟对二种偏移成像方法的结果进行了比较。     

地震波逆时偏移中两种成像条件应用效果对比

成像条件是实现地震波场准确成像的关键环节,而优化逆时成像条件在改善逆时成像应用效果中的作用尤为明显。为此,从零井源距和非零井源距脉冲响应出发,系统对比了常规相关法逆时成像条件和基于行波分离法逆时成像条件的逆时偏移脉冲响应波场差异,分析了逆时偏移低波数噪声的成因机理及波场规律,同时以复杂断陷理论模型和SZ工区实际三维地震资料为例,系统对比了两种逆时成像条件的成像应用效果。研究结果表明,采用基于行波分离法逆时成像条件的成像结果能够有效衰减逆时偏移低波数背景噪声,恢复掩盖在这种背景噪声之下的有效地震成像信息,地层细节刻画更加清晰,这可为当前复杂波场和复杂构造高精度地震成像提供方法指导。     

斜井井间反射波逆时偏移成像技术及应用效果初探

为解决油田开发过程中地面地震资料无法解决的高分辨率精细储层和隔夹层描述等问题,同时满足实际油田开发过程中既有直井又有斜井的井间地震资料成像需要,探讨了井间地震交错网格有限差分逆时偏移算法以及吸收边界等问题,针对共面斜井井间地震的理论模型和实际地震资料进行了逆时偏移成像。结果表明,偏移算法实现正确,实际资料逆时偏移成像剖面的信噪比和分辨率远高于地面地震成像剖面,且层间细节变化更丰富,与实际地层变化特征吻合较好,结果可信,为解决油田开发过程中地面地震资料无法解决的高分辨率精细储层和隔夹层描述等问题奠定了基础。     

浮动基准面DMO叠加处理山区高分辨地震资料

山区地震资料进行常规静校正时，校正误差随炮检距的增大而增大，受地形影响共中心点道集内反射点很分散，常规处理后空间分辨率大大降低，采用浮动基准面MDO叠加方法可以很好地解决这些问题。     

应用图形处理器快速计算逆时偏移

逆时偏移是目前精度最高的地震数据叠前深度偏移方法,但高强度的计算需求限制了其在工业生产领域的大规模应用。可编程图形处理器的发展为逆时偏移的快速计算提供了一种新的计算选择。围绕如何在图形处理器上开展逆时偏移计算展开,总结了图形处理器计算的优化关键,并根据逆时偏移的特点着重介绍了两个优化环节：一个是应用随机边界条件,以计算换存储,减少数据在主机和图形处理器间的传输;二是应用共享存储器来存储正演计算的波场,相比全局存储器,提高了数据读取的带宽。应用Marmousi模型数据对经过上述优化后的程序进行了测试,结果表明,图形处理器逆时偏移程序得到了很好的优化,提高了计算效率。     

Methods and applications of 3-D wave equation common-azimuth prestack migration

To tackle the difficulties of a 3-D full volume prestack migration based on the double-square-root (DSR) one-way wave equation in practical applications, the common-azimuth migration approach is first discussed using dual-domain wave propagators under the theoretical frame of crossline common-offset migration. Through coordinate transforming, a common-azimuth prestack tau migration technology that recursively continues the source and receiver wavefields and picks up the migrated results in the two-way vertical traveltime (tau) direction is developed. The migrations of synthetic data sets of SEG/EAGE salt model prove that our common-azimuth migration approaches are effective in both depth and tau domains. Two real data examples show the advantages of wave-theory based prestack migration methods in accuracy and imaging resolution over the conventional Kirchhoff integral methods. Translated from Oil Geophysical Prospecting, 2006, 41(6): 629–634 [译自: 石油地球物理勘探]     

低速带底面起伏条件下常规低速带静校正误差及分析

通过对典型低速带起伏理论地质模型的常规静校正误差的计算和分析,表明在低速带起伏条件下用常规静校正方法进行低速带静校正存在较大的校正误差,不仅在时间剖面上产生假的同相轴特征现象,而且在反演速度上引起不真实的纵、横向速度变化;证明了低速带静校正误差主要与炮检距、目标层埋深、低速带底界的曲率及形态和低速带与基岩速度差的大小有关。     

利用地表电阻率校正大地电磁静态偏移

基于大地电磁静态偏移的基本原理,通过对大量实测资料的处理,提出了一种比传统静态校正方法更有效地压制静态偏移的方法---静态偏移的标定校正法.其核心内容是利用岩性测试的电性参数和测点所在位置表层或浅层地层去标定视电阻率曲线的首支,并利用人机交互式可视化静态偏移校正软件去改正视电阻率曲线.经过40多条测线共700多个测点的实际应用,证明该方法是目前较理想的静态偏移校正方法.     

利用时空校正方法做山区地震勘探静校正

在山区地震勘探中,由于地表高差起伏剧烈,不仅对地震波旅行时造成很大影响,而且导致水平叠加时共反射点与共中心点产生较大偏差,影响了叠加精度。为解决这一问题,提出了时空校正的方法。它是根据几何地震学的基本原理,将炮点和检波点的位置沿射线路径校正到基准面上地震波入射和出射的位置,以去除地表起伏引起的反射点与共中心点的偏差,并对基准面以上的射线路径进行地震波旅行时间校正。处理效果表明,该方法为解决山区地震勘探的静校正问题提供了一种新的思路。