非零偏VSP弹性波叠前逆时深度偏移技术探讨

非零偏VSP地震资料是一种多分量资料,处理非零偏VSP资料,弹性波叠前逆时深度偏移技术无疑是最适合的处理技术.本文从二维各向同性介质的弹性波波动方程出发,研究了对非零偏VSP资料进行叠前逆时深度偏移的偏移算法,讨论了逆时传播过程中的边值问题和数值频散问题及其相应的解决方案;采用求解程函方程计算得到地下各点的地震波初至时间作为成像时间,实现了非零偏VSP资料的叠前逆时深度偏移.最后进行了模型试算和非零偏VSP地震资料的试处理,结果表明该方法不受地层倾角限制,较适用于高陡构造地区或介质横向速度变化较大地区的非零偏VSP地震资料处理.     

几类叠前深度偏移方法的研究现状

叠前深度偏移是解决复杂地质构造成像的有力手段,关于叠前深度偏移方法的研究一直是勘探地球物理研究的热点和难点。本文在收集、整理国内外有关研究资料的基础上,有选择地对若干类型方法研究背景及现状、基本原理及方法特点等进行分析,目的在于作为研究工作的起点,把握叠前深度偏移方法的发展趋势,以期生成适合我国复杂油气储集特点的地震成像方法及技术手段。     

共聚焦点叠前深度偏移速度估计方法研究

基于共聚焦点技术可以将叠前深度偏移分为激发聚焦与接收聚焦两个过程,通过逆时聚焦算子的作用实现.由速度模型驱动逆时聚焦算子的更新,合成DTS面板,根据等时原理,通过DTS面板中时移曲线的曲率变化来交互的更新速度场.但是当地下介质稍为复杂的情况下,从面板中拾取分析点对应的时移曲线变得非常困难.针对这个问题,本文通过对分析点在限定深度和速度范围内合成的DTS面板零时刻振幅进行叠加,由其值的变化来确定分析点的合理位置及上层介质速度.     

地震照明叠前深度偏移方法综述

对地震照明叠前深度偏移的基本概念、实现方法进行了分类和阐述.地震照明叠前深度偏移是通过对震源和炮记录进行合理的选择和合成,从而进行地震照明成像的一种有效方法.其可以分为平面波偏移和小束波偏移.理论模型的处理效果证明地震照明叠前深度偏移成像技术有很高的计算效率,并且还可以提高地下特定目标的成像质量.     

地震叠前深度偏移方法流程及应用

针对复杂介质的成像问题,提出了一套地震资料叠前深度偏移方法流程,主要包括三部分：（１）地震资料精细预处理;（２）速度－深度模型建立;（３）叠前深度偏移成像．以Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ偏移理论为基础,强调地质与地球物理的综合以及地震处理与解释的一体化．在ＺＸ地区成功地实现了二维地震资料叠前深度偏移,所获得的ＮＥ２０６叠前深度偏移剖面揭示了复杂的ＺＸ古潜山及其内部构造,并清楚地展示了逆掩断层的存在．     

地震叠前深度偏移方法流程及应用

针对复杂介质的成像问题，提出了一套地震资料叠前深度偏移方法流程，主要包括三部分：（１）地震资料精细预处理；（２）速度－深度模型建立；（３）叠前深度偏移成像．以Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ偏移理论为基础，强调地质与地球物理的综合以及地震处理与解释的一体化．在ＺＸ地区成功地实现了二维地震资料叠前深度偏移，所获得的ＮＥ２０６叠前深度偏移剖面揭示了复杂的ＺＸ古潜山及其内部构造，并清楚地展示了逆掩断层的存在．     

非稳态相移法叠前深度偏移

介绍一种能够适应介质速度横向变化的非稳态相移算子及其叠前深度偏移方法．为了克服常规相移偏移算法中要求速度横向不变的缺点,出现了基于非稳态滤波器理论的非稳态相移算子,即PSPI算子、NSPS算子和SNPS算子,其中SNPS算子是将前二者结合起来的一种对称的非稳态相移算子,它比前二者具有更高的精度和稳定性．为了提高运算速度,基于非稳态相移算子的叠前深度偏移算法采取了分片均匀近似的策略,Marmousi模型的叠前深度偏移结果证明了该算法的可行性和有效性。     

波动方程叠前深度偏移及并行计算在南黄海地区的应用

近年来发展起来的微分解型叠前深度偏移成像技术，在复杂油气勘探的实践中不断完善，已经成为复杂地质目标偏移成像必不可缺的工具．同时，随着计算机技术的飞速发展，使得并行算法能够极大地提高数值计算的效率．本文以南黄海地区为例，描述了运用二维波动方程叠前深度偏移辛几何算法及并行运算的过程并给出结果．     

面炮叠前深度偏移与控制照明技术

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成像,通过对面炮震源下行波场的质量控制以及射线参数的个数和范围的选取,以达到最佳的成像效果。采用不同深度点上的控制照明技术,较大地提高了目标地层的成像精度。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。     

三维叠前深度偏移的准三维算法研究

介绍了目前叠前偏移方法的研究状况，引入准三维算法的概念并对其进行了讨论，同时对共方位角偏移算子作了详细的介绍，最后，给出了运用共方位角偏移算子在实际中的应用结果，认为共方位角方法具有运算速度快，适应范围大的优点，有较好的研究开发前景。     

叠前逆时深度偏移中的激发时间成像条件

与其他偏移方法相比,逆时偏移基于精确的波动方程而不是对其近似,用时间外推来代替深度外推.因此,它具有良好的精度,不受地下构造倾角和介质横向速度变化的限制.激发时间成像条件的求取是叠前逆时偏移的难点之一,本文采用求解程函方程的方法得到地下各点的初至波走时,以此作为叠前逆时偏移的成像条件.基于任意矩形网格和局部平面波前近似的有限差分初至波走时计算方法精度较高并适用于强纵横向变速的复杂介质.试算结果表明,在复杂介质模型中利用叠前逆时深度偏移收到了很好的成像效果.     

Prestack reverse-time depth migration of arbitrarily wide-angle wave equations

Based on arbitrarily wide-angle wave equations,a reverse-time propagation scheme is developed by substituting the partial derivatives of depth and time with central differences. The partial derivative of horizontal direction is replaced with high order difference. The imaging condition is computed by solving the eikonal equations. On the basis of above techniques,a prestack reverse-time depth migration algorithm is developed. The processing exam-ples of synthetic data show that the method can remove unwanted internal reflections and decrease the migration noise. The method also has the advantage of fidelity and is applicable of dip angle reflector imaging.     

VTI介质中准P波方程叠前逆时深度偏移

根据具有垂直对称轴的横向各向同性（VTI）介质中的一阶准P波方程,导出了该方程在交错网格中逆时延拓的高阶有限差分格式,给出了其稳定性条件,采用完全匹配层吸收边界条件解决边界反射问题,分别应用下行波最大能量法和归一化互相关成像条件, 实现了VTI介质中准P波方程的叠前逆时深度偏移．各向异性Marmousi模型的试算结果表明,VTI介质准P波方程叠前逆时深度偏移算法不受地下构造倾角和介质横向速度变化的限制,对复杂模型具有良好的成像能力;应用归一化互相关成像条件能得到更好的成像效果．对比该模型的各向异性和各向同性逆时偏移剖面表明,在各向异性地区采集的纵波数据用各向异性偏移算法理论上能得到更好的成像结果．      

基于逆散射成像条件的最小二乘逆时偏移

最小二乘逆时偏移（LSRTM）相对于常规逆时偏移（RTM）具有分辨率更高、振幅更准确、噪音更少等优势,可以对复杂的地质构造进行有效的成像.这种迭代更新反演成像方法十分依赖目标函数的梯度质量和计算效率.当地质模型中存在强反射界面或者记录中存在折射波时,基于常规互相关成像条件（CCC）的最小二乘逆时偏移梯度会包含很强的低频噪音,从而使反演的收敛速度和成像质量降低.为此,本文在最小二乘逆时偏移的梯度中引进了逆散射成像条件来压制这种低频噪音,并以此提出基于逆散射成像条件（ISC）的最小二乘逆时偏移方法.数值模拟结果表明,两者计算耗时基本一致,但逆散射成像条件能高效压制梯度中的低频噪音,从而使反演过程中收敛加速,成像质量得到显著提高.

     

盐丘模型 推覆体模型 波动方程 叠前深度偏移

三维波动方程叠前深度偏移是复杂介质中进行构造成像、弹性参数反演的重要环节.由于其技术实现不仅涉及波场延拓理论的创新,而且需要大规模计算,因而研究难度较大. 本文以实验效果的取得为目的,完整地实现了SEG/EAEG盐丘和推覆体模型的三维波动方程辛几何算法的叠前深度偏移成像计算. 文中详细考察了所研制的波动方程三维叠前深度偏移软件系统及其对复杂地质构造的成像能力. 具体包括：1）对于盐丘模型,文中讨论了成像参数的选择、地震子波对成像精度的影响、完成二维及三维叠前深度偏移的比较;2）对推覆体模型,文中进行了脉冲响应测试;3）由两个模型的成像结果可见本文的波动方程三维叠前深度偏移软件系统已具有适应强速度横向变化、复杂构造的成像能力.     

多分量联合逆时偏移最佳匹配层吸收边界

有限空间内的波动方程逆时偏移需要利用有效的边界处理技术用以消除人工截断对偏移结果产生的影响。本文以横向各向同性介质弹性波速度-应力方程为基础,依据传统分裂式最佳匹配层（Perfect Matched Layer,PML）吸收边界技术的思想,推导了应用于逆时偏移的完全匹配层波动方程,并给出了其高阶交错网格有限差分格式。针对由边界处向计算区域内传播的＂反射波＂,以及地震记录排列两端地震同相轴突变对计算区域的影响这两方面问题,本文给出了逆时偏移中吸收层的布设方式。模型和实际资料的弹性波叠前多分量联合逆时深度偏移结果表明本文的边界处理方法取得了较好的吸收效果,获得了好的联合偏移成像结果。     

一种新的针对反射波的逆时偏移真振幅成像条件

真振幅成像是一种代表性的定量估计模型参数扰动高波数部分的地震波成像方法.经典的真振幅成像方法在高频近似和理想照明假设条件下求取显式对角Hessian逆矩阵作为偏移振幅加权算子,用以校正波传播过程中的几何扩散效应,得到模型参数扰动的带限估计.真振幅保真成像方法在利用逆时偏移（RTM）框架实现时会产生低波数噪声,影响对高波数参数估计的精度.本文给出了一种新的基于RTM框架的真振幅保真成像条件,该成像条件针对反射波数据,在高频近似下散射模式对应正问题及Bayes反问题框架下导出.与传统基于高频渐进反演的波动方程成像方法类似,利用本文提出RTM成像条件能够保证计算结果与高频近似下反演结果的一致性.同时,利用本文提出RTM真振幅成像条件能够在成像过程中自动保真的消除传统真振幅RTM算法中存在低波数噪声,模型数值实验结果验证了本文方法的正确性和有效性.

     

小波束叠前深度偏移和照明:基于Marmousi模型的测试

小波束源有很强的局部性和方向性,它可以很容易的实现局部照明和偏移,除此之外,它的偏移效果也要好于常规的偏移方法。本文介绍了基于框架理论的小波束叠前深度偏移的基本原理。我们解释了基于Gaussian函数的G-D框架。小波束分解提供了局部空间和方向上的信息。我们在小波域中,分别应用矩形窗和Gaussian窗合成了小波束源和小波束记录,并基于傅立叶有限差分算子,对marmousi模型进行了叠前深度偏移试算。通过对单个,以及多个小波束源偏移结果对比分析,验证了Gaussian小波束叠前深度偏移方法的有效性。     

一种新的针对反射波的逆时偏移真振幅成像条件

真振幅成像是一种代表性的定量估计模型参数扰动高波数部分的地震波成像方法.经典的真振幅成像方法在高频近似和理想照明假设条件下求取显式对角Hessian逆矩阵作为偏移振幅加权算子,用以校正波传播过程中的几何扩散效应,得到模型参数扰动的带限估计.真振幅保真成像方法在利用逆时偏移（RTM）框架实现时会产生低波数噪声,影响对高波数参数估计的精度.本文给出了一种新的基于RTM框架的真振幅保真成像条件,该成像条件针对反射波数据,在高频近似下散射模式对应正问题及Bayes反问题框架下导出.与传统基于高频渐进反演的波动方程成像方法类似,利用本文提出RTM成像条件能够保证计算结果与高频近似下反演结果的一致性.同时,利用本文提出RTM真振幅成像条件能够在成像过程中自动保真的消除传统真振幅RTM算法中存在低波数噪声,模型数值实验结果验证了本文方法的正确性和有效性.