二维矢量地震波场的叠前逆时深度偏移

从矢量波动理论出发，导出了二维弹性波逆时传播的高阶差分格式，实现了弹性波在数值空间中的逆时延拓，采用逆时格式差分求解程函方程，得到网格空间中各点的直达波旅行时，以此作为弹性波逆时偏移的成像条件。实现了二维多波多波多分量资料的叠前逆时深度偏移，数值试验得到了满意结果。     

转换波波动方程叠前深度偏移

克希霍夫叠前时间偏移被广泛运用于转换波地震成像领域,该方法具有计算效率高、速度模型易于获取的优点。但是,纵横波速度差使纵波和转换波的成像在时间域不匹配,且克希霍夫偏移也无法较好地处理多次到达和保幅等问题。这里提出一种基于波动方程的转换波叠前深度偏移方法,以改善克希霍夫时间偏移的不足。     

叠前深度偏移技术

叠前深度偏移技术摆脱了常规叠后时间域处理要求时距曲线是双曲线的简单假设,可以适用于各种复杂构造。本文阐述了叠前深度偏移的基本原理、处理流程以及在煤田二维、三维地震资料处理中初步的应用效果。文章最后指出：为了提高煤田复杂地区地震勘探的效果和解释精度,开展叠前深度偏移势在必行。     

纵横波独立成像的VSP弹性资料逆时深度偏移

本文采用在逆时递推过程中完成纵横波分离的思想方法，实现了位移场成像和纵波与横波的单独成像。文中给出的一个ＶＳＰ模拟资料试算例子证明了方法的正确性和可行性。     

混合波场延拓法转换S—P波共炮记录叠前深度偏移

本文把付氏变换有限差分叠后偏移方法为工具,借鉴转换Ｐ—ＳＶ波相位移叠前偏移法,发展出既适应速度纵横向任意变化、又能使陡倾地层精确归位的转换Ｓ—Ｐ波共炮记录叠前深度偏移方法。数值模拟结果表明,所计算出的模型合理,从而说明所推导出的公式正确。     

弹性波叠前逆时偏移

利用弹性波一阶速度—应力方程,采用交错网格高阶有限差分法进行震源波场的模拟和接收波场的逆时外推,并结合了能流密度矢量的互相关成像条件,实现了弹性波叠前逆时偏移,且能很好的消除叠前逆时偏移中的假象干扰.笔者通过一个二层模型和一个金属矿模型进行了叠前逆时偏移成像,结果证明所述方法可以有效地消除假象干扰并能对复杂陡倾角界面进行清晰地成像.     

基于屏方法的弹性波叠前深度偏移

弹性波成像是多分量地震勘探需要解决的关键技术之一。借鉴声波方程中傅立叶有限差分算子中的有限差分补偿方法,对弹性波相屏传播算子进行了大角度校正。在求取成像值时,采用了矢量成像条件,即通过极化矢量,将各分量投影极化方向,然后再成像,从而使波场中的信息得到充分利用,同时解决了P-SV波成像过程中的极性不一致问题。这样,便可以叠加多炮的成像结果,从而提高成像质量。利用模型数据,对大角度相位校正后的弹性屏延拓算子和矢量成像条件进行了试验,成像效果理想。     

盐下转换波迭前深度偏移成像：墨西哥湾Mahogany地区

用迭前深度偏移方法处理了墨西哥湾Ｍａｈｏｇａｎｙ地区的四分量海义革震（４Ｃ－ＯＢＳ）测量数据中的水平分量,水平分量数据主要包含Ｐ－Ｓ转换波能量,这些转换波在从Ｐ波变为Ｓ波的传播路径中至少有一次波转换。利用本文介绍的技术,浅层低速沉积、盐体的顶和底以脑盐下沉积都得到了成像。     

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。     

Pearson 相关系数法快慢横波波场分离

横波分裂是各向异性介质的重要特征,当横波或转换波穿过各向异性介质到达地面时,地面三分量检波器的x 分量和y 分量接收到的地震记录中都会同时存在快横波和慢横波。将快横波和慢横波进行分离,进而计算介质的各向异性参数是多分量数据处理中重要的一步。将数学中的Pearson 相关系数引入到多分量地震勘探中,提出了Pearson 相关系数法进行旋转角度识别,进而分离快、慢横波波场。相比于传统的互相关法,Pearson 相关系数法从精度、抗噪性能和计算效率上都有提高。     

起伏地表条件下的弹性波叠前逆时偏移

目前,地震勘探条件复杂、地下地质构造多样的“双复杂”地区的地震勘探面临着诸多挑战,特别是地表起伏条件给地下复杂构造精确成像带来了困难。通过研究起伏地表条件下的弹性波叠前逆时偏移方法,采用简洁有效的处理方法解决起伏地表的自由边界条件;利用有效边界的边界存储策略解决弹性波叠前逆时偏移中存储量大的问题。数值实验结果证明该方法能够准确地重建震源波场,SEG加拿大起伏地表逆掩断层模型进一步验证了提出方法的有效性。     

基于稳定逆时传播算子的黏声介质最小二乘逆时偏移

基于GSLS模型黏声介质二阶拟微分方程,采用伪谱法进行数值模拟。针对黏声介质逆时传播过程中产生的高频不稳定问题,提出加入规则化算子对其进行消除的方法,构建了稳定的逆时传播算子。在最小二乘反演的基础上,将黏声介质逆时偏移与最小二乘思路相结合,发展了带有振幅补偿的黏声介质最小二乘逆时偏移( LSRTM)。 Marmousi模型结果表明:相对于常规最小二乘逆时偏移,黏声介质最小二乘逆时偏移校正了地层的黏滞性,得到了更加精确可靠的保幅成像剖面。     

逆时偏移双向照明波场分离成像条件

通过对波场分离互相关成像条件与炮-检点双向照明互相关成像条件进行研究,将两种方法在噪声消除和补偿成像振幅畸变方面的优势进行结合,提高成像分辨率,改进现有成像条件。其主要步骤是将震源和检波点波场分离成它们的单程波传播分量,采用双向照明补偿互相关成像条件对需要的波场进行成像。通过对模型试算,验证了笔者提出的成像条件能有效的压制噪音,补偿成像振幅。     

天然气水合物储层弹性波最小二乘逆时偏移研究

天然气水合物的弹性性质相比于周围岩层有明显的差异.传统声波成像方法采用声波近似,无法对其弹性性质进行准确地描述,弹性波偏移方法的成像结果分辨率低、中深部成像能量弱、振幅不均衡,存在低频噪声和采集脚印.为此,文中发展了一种弹性波最小二乘逆时偏移方法,在该方法中,推导了准确的弹性波最小二乘理论框架下的偏移算子和反偏移算子.为了提高计算效率并节省内存,引入了基于编码技术的混叠数据弹性波最小二乘方法,将多炮数据叠加为一个超道集,并采用编码技术压制串扰噪声.通过对两个含天然气水合物模型的试算验证了本文方法对天然气水合物储层成像的有效性及优越性.     

煤田三维地震叠前深度偏移技术及其应用

三维地震叠前深度偏移可实现反射点的正确空间归位和真正的共反射点叠加,减小菲涅尔带的影响范围,大大提高地震资料的分辨率。论述了三维地震叠前深度偏移的成像原理和关键技术,并应用于实际地震资料的处理中。结果显示,小断点显示较叠前时间偏移剖面更为清晰,提高了煤田三维地震探测细微构造的能力,取得了较好的地质效果。     

叠前时间偏移在煤田地震资料处理中的应用

叠前时间偏移可以实现地质构造的精细成像,同时为岩性储层预测提供高保真的高分辨率成像剖面.为了使叠前时间偏移技术能够有效应用于煤田地震资料处理,从煤田地震资料的特点出发,研究了一系列针对性的叠前预处理技术,引入了利用初至波和反射波联合层析反演建立精细偏移速度场的方法,探索建立叠前时间偏移用于实际资料的技术流程和处理措施.实际资料成像结果表明,相比叠后偏移方法,叠前时间偏移在成像精度和中深层保幅性等方面都有较大的改善,有利于煤田地震资料的精细构造解释和岩性反演.     

曙光4000A上三维叠前深度偏移并行计算的应用设计

波动方程叠前深度偏移在地震勘探成像处理方面起着不可替代的作用。随着高性能大规模并行计算机技术的发展,波动方程叠前深度偏移计算在地震勘探中的应用有了很大进步。在波动方程叠前深度偏移处理中,庞大的数据规模与海量计算对计算性能提出了很高的要求。曙光4000A超级计算机系统是我国目前峰值速度最快的商用超级计算机系统,无论是硬件平台建设还是应用软件的配置方面,都具有良好的应用性能。基于该系统设计的三维波动方程叠前深度偏移(炮域)PSDM软件,采用动态负载平衡并行计算模式,具有较高的计算效率,高度的可扩展性和可靠性。     

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。     

适于大规模数据的逆时偏移实现方案

针对海量地震数据逆时偏移所面临的问题和挑战,解决逆时偏移海量计算和海量存储需求在CPU/GPU异构集群平台上实现时的技术瓶颈,重点介绍了基于GPU?RDMA直接通信技术和GPU?Stream流技术的并行算法,形成适合于GPU集群的大规模分布式并行计算,即高密度采集地震数据的三维叠前逆时偏移计算技术;应用高密度实际地震数据测试,计算效率可提升15~40倍。     

盐丘构造成像速度建模及逆时偏移关键参数优选

针对盐下构造,建立合适的速度模型分析流程是实现逆时偏移高精度成像的前提,选择合理的逆时偏移参数是改善成像效果的关键问题。笔者将单一沿层速度建模方法作了相应改进和调整,采用三步法进行速度建模,提高了盐丘内的速度分析精度,盐丘翼部形态得到了较好的表达。利用三步法的建模结果作 RTM 偏移成像试验,消除了盐下出现的假构造,使盐下小幅度构造背斜细节得到准确成像,实现了对盐丘边界及盐丘侧翼的准确归位。模型试验证明,三步法建模方法适用于复杂盐丘构造的速度建模。同时,在建模精度提高的基础上,针对逆时偏移流程中的子波主频、偏移孔径以及偏移网格关键参数作了分析研究,通过西非地区的实际资料试验,对比成像结果的质量,优化参数,消除了由于参数选取不合理而造成的陡倾角成像不准、信噪比降低、数值频散、浪费计算资源等问题的影响,实现了复杂盐丘构造的高精度成像。