频率域位场转换中消除振荡与压制干扰的方法及应用

我们建立了一个频率域的位场转换解释系统,由于可以利用褶积定理(空间域的褶积对应于频率域的乘积)的特点,在导出一系列位场转换的频率域滤波算子的基础上,不但可以实现各种单一的位场转换,而且可以很方便地进行综合的位场转换——将若干个频率域的滤波算子连乘(滤波器的串联),从而使这个解释系统具有多功能位场转换的特点,以适应解释的要求。此外,借助于快速富里叶变换的计算机算法,使这个系统在计算机上能省时而准确地实现计算。鉴于上述两方面的优越性,近几年来这个系统在重磁资料解释实践中,特别是在解释宽缓异常时,逐步地得到了推广使用。     

地震波场模拟中的褶积微分算子法

褶积微分算子是将偏导数算子的带限傅氏谱进行反傅氏变换得到的,具有对称或反对称和衰减速度快的特点。根据频谱分析理论,选用序列在结束时能光滑趋于零的截断窗口将褶积算子截断,结合考虑微分算子守恒定律,将褶积算子中心值进行修正,得到适合于波场模拟的最优权系数。给出用褶积微分算子模拟声波波场的实现途径与实例。理论分析与模型试算证明了褶积微分算子法的正确性与有效性。     

地震资料叠前时间偏移处理在徐庄煤矿西部采区的应用

在构造复杂、速度横向变化不大地区,叠前时间偏移地震资料处理已成为改善成像效果的一种有效手段。影响偏移成像效果有二：一是建立偏移速度场,二是精选偏移参数。在徐庄煤矿西部采区叠前时间偏移处理中,对影响偏移成像质量的三维克希霍夫积分叠前时间偏移参数进行了试验,选取其最佳偏移孔径、拉伸算子、反假频算子等参数。对比叠前时间偏移与叠后时间偏移效果可见,叠前时间偏移比叠后时间偏移具有较高的信噪比和分辨率,其解释的断点、断面清晰,归位准确。     

最优化广义离散Shannon奇异核交错网格褶积微分算子地震波场模拟

笔者基于离散Shannon奇异核褶积微分算子(GDSCD)计算地震波速度应力方程的空间导数,推导了一阶GDSCD的具体形式,并提出了优化方法,即在频率域逼近平面波的真实导数,得到了不同半径和采样下限的最优窗函数系数,通过滤波响应分析算子精度,与多种数值方法对比以及模型测试表明,笔者构造的最优化GDSCD模拟地震波具有较高的计算效率和精度.     

地震波传播的褶积微分算子法数值模拟

为了解决地震波场数值模拟中的速度与精度的匹配及局部信息与全局信息的耦合等问题, 该文借助新推出的基于Forsyte广义正交多项式的褶积微分算子, 将计算数学中的Forsyte多项式褶积微分算子应用到地震波传播的数值模拟中.复杂非均匀介质模型数值模拟结果说明了该方法的可行性和优越性.该方法同时具有广义正交多项式褶积微分算子的高精度和有限差分短算子算法的高速度.通过对算子长度的调节及算子系数的优化, 可同时兼顾波场解的全局信息与局部信息.      

偏移速度分析与偏移成像

偏移速度分析和偏移成像是地震资料处理的两个重要组成部分.目前时间偏移技术比较成熟,而深度偏移技术也在逐步完善,时间域偏移成像主要推崇叠前时间偏移法.采用沿层叠加速度分析技术可获得层面上准确的叠加速度,并通过倾角校正、叠前时间偏移和CRP反偏移速度分析逐步优化速度,得到一个符合地质规律、准确的均方根速度场;通过深度偏移方法的研究,总结了建立精确偏移速度场的方法,并提出了一种地震资料处理的思路,即基于射线追踪的Kirchhoff偏移和基于波场延拓的波动方程偏移的结合,使偏移速度分析和偏移成像在应用效果和效率上得到了很大的提高.     

VTI介质隐式有限差分平面波偏移

这里研究了VTI（Vertical Transverse Isotropy）介质隐式有限差分（IFD）波场外推算子和VTI介质平面波偏移。在文中设计了VTI介质IFD波场外推算子,将Taylor分析法求得的差分系数,作为初始解,用非线性优化方法迭代求得算子系数。将设计的外推算子频散曲线和偏移脉冲响应与理论解进行了对比分析,验证出外推算子有较高的精度。从各向同性介质平面波偏移理论出发,结合VTI介质IFD波场外推算子,将平面波偏移推广到VTI介质中。对Hess VTI标准模型拟合数据进行偏移,偏移结果验证了平面波偏移在VTI介质中的有效性,以及在加强特定陡倾界面成像方面的优势。并且,与常规VTI介质叠前深度偏移相比,VTI介质平面波偏移在保证成像质量的前提下,大大减少了计算量,为各向异性偏移成像研究提供了新的技术思路。     

褶积微分算子法数值模拟的边界问题研究

褶积微分算子法是一种全新的数值模拟方法,已被广泛应用于复杂介质的地震波场数值模拟,但是其边界反射问题一直没有解决。这里将最佳匹配层(PML)吸收边界条件引入到褶积微分算子法中,此方法是在研究区域的边界上加入吸收层,使边界上传入吸收层的波,随传播距离按指数规律衰减,不产生任何反射,以达到消除边界反射的目的。构造不同的模型,通过对比分析证明,PML吸收边界条件能比较好地解决褶积微分算子法的边界问题,从而验证了完全匹配层吸收效果的优越性。     

等效偏移距叠前时间偏移及其在塔河地区应用

在塔河地区,大型洞穴及溶蚀孔洞是奥陶系碳酸盐岩的主要储集空间类型,其构造特征复杂,岩性横向变化大,缝洞体的地震响应特征主要表现绕射波,其成像精度对缝洞储层的预测精度有着重要影响,基于散射理论的等效偏移距叠前时间偏移方法在提高绕射波的成像精度方面具有明显的优势。介绍了等效偏移距叠前时间偏移方法以及其并行实现方法,通过理论模型验证了该方法的有效性,最后将该方法应用于塔河地区的实际资料处理中。实际资料成像结果表明,与常规叠前时间偏移成像结果相比,等效偏移距叠前偏移剖面中,缝洞绕射波归位合理,缝洞边界、断层、断点成像清晰,横向分辨率高。     

偏移方法用于探地雷达图像处理的有效性研究

从克希霍夫积分偏移和绕射扫描偏移的基本原理出发，通过对探地雷达（GRP）实测资料进展对比处理，说明偏移处理能够使地下及空中绕射归位收敛，用改变偏移速度的方法识别空中绕射有的特殊效果，从而为解释提供依据并提出了解释精度。     

波动方程显式短算子三维正演模拟

通过对三维波动方程的显式差分法的研究,并对模小于1.0的稳定性约束作线性化处理时引入加权因子,提出了一个基于二次规划方法的一维显式短算子设计方法.与以往的显式算子设计方法的不同之处,在于对传播区内算子的模也引入了最大值限制,这样可更严格地保证深层波场延拓的稳定性.同时,给出了基于一维显式算子及McClellan变换的三维波场深度延拓方法,大大减少了计算量,提高了计算速度,并能更好地处理介质横向非均匀性.     

Comparison of wave equation migration in logpolar and elliptic coordinates

We extend Riemannian wavefield extrapolation to pre- and post-stack migration using 2D logpolar coordinate system in order to enhance imaging of subsurface structures with imaging of dipping reflectors and turning waves. The logpolar coordinate is a coordinate system adequate for propagating both the source and receiver wavefields. The logpolar extrapolation wavenumber introduces an isotropic slowness model stretch to the single square root operator that enables the use of Cartesian finite-difference extrapolators for propagating wavefields in logpolar meshes. Wavefield extrapolation in this coordinate does not require any ray tracing at all and it can be readily extended to high-order finite-difference schemes since it is an analytic extrapolation operator. Two migration examples illustrate the advantages of the logpolar coordinate for imaging complex geological structures. We compared results of post- and pre-stack depth migration in logpolar and elliptic coordinate systems and we found that steeply dipping events can be better imaged in logpolar coordinate than in elliptic coordinate.     

测井约束下的神经网络地震储层参数反演

针对目前大多数地震反演方法基于褶积模型及相应假设条件的现状,本文提出了在假定储层参数与地震资料之间存在某种非线性映射的情况下,以测井作为约束条件,利用Ｅｌｍａｎ局部递归神经网络法,建立地震数据到地层参数的映射模型,将地震数据直接由已知井点向外递推地层速度、孔隙度和泥质含量的方法。文中给出了方法原理、处理流程及应用实例。     

蓝色滤波及其应用

反褶积是通过压缩地震子波以提高地震数据纵向（时间）分辨率的过程。地震数据可以用褶积模型来表示,即地层反射脉冲与地震子波的褶积。而地震脉冲（反射系数）包含了石油勘探和地震研究中必不可少的有关大地地球物理性质的信息,因此,从地震数据中得到反射系数就变得非常有意义。蓝色滤波通过对反射系数有色成分的模拟,得到与反射系数有色成分有关的蓝色滤波算子。然后对经反褶积处理后的地震数据进行褶积运算,就能获得比常规反褶积方法好得多的结果。通过对合成地震记录和实际地震数据的试验,证明了本方法在高分辨率处理方面具有较好的效果。     

补偿吸收衰减的地质雷达数据叠前偏移方法

讨论能补偿吸收衰减的麦克斯韦方程叠前偏移方法。从麦克斯韦方程组出发,得到补偿吸收衰减的频率-波数域波场外推算子。为能处理介质有横向变化的叠前偏移问题,波场外推在空间-频率域中进行。用能补偿吸收衰减的地质雷达资料的叠前偏移方法处理了合成和野外采集的实际地质雷达资料。对比了考虑和不考虑吸收衰减的野外实际地质雷达资料偏移叠加剖面的差异,补偿吸收衰减的偏移叠加剖面中反射同相轴具有更好的连续性。     

SOURCE RADIATION AND RESPONSES OF WAVE PROPAGATION

Recordings of seismic waves propagating from earthquake source to a station at the earth's surface are a system response function.The convolution operator in time domain can be simplified as a multiplication operator in frequency domain.We discuss in frequency domain the separation of source,path and site effects for global scaling of earthquake source radiation.Also discussed are source scaling model,faulting mechanism,and the H/V inversion problems with crustal and near surface structures.Gross features of apparent source spectra appear to be not much region-dependent although there may be difference between tectonic styles within a region of tectonic mixture for which we need further study as data accumulate.Vertical spectra may be a better approach to approximate source radiation,as it has less crustal amplification effects than horizontal spectra.The H/V ratio is evidently a comprehensive indicator of amplification effects from near surface to deep structure.This gives it potential as an inversion tool to deduce site crustal structure.     

基于傅氏变换有限差分的三维波动方程正演模拟并行算法

傅氏变换有限差分(即FFD)混合波场延拓法波动方程正演模拟精度高,但三维FFD因其计算复杂、数据存储巨大而难以推广。这里提出三维FFD一步法正演模拟并行算法,把一个串行的大规模频率循环分割成并行的多个小规模频率循环,并发执行多个波场延拓来提高运算速度,并通过由给定的资源设定并行数,以及适时重排三维数据,大大增强了算法的适应性和时效性。通过对比并行和非并行正演实验,验证了算法的有效性。     

共偏移距可分表示法叠前深度偏移

基于双平方根方程的共偏移距可分表示法叠前深度偏移用于复杂介质成像, 该方法在中点-偏移距坐标中同时向下延拓炮点和检波点波场, 实现方式采用正反傅立叶变换.构造的双平方根方程波场延拓算子能够使波数域变量与空间(速度) 域变量分离, 波数域内进行相移计算, 在空间域对因介质横向变速引起的时移作修正.地震数据偏移不需要逐炮计算, 具有较高的效率.对Marmousi模型数据的偏移成像结果显示, 该方法较好地成像强横向变速介质中的复杂构造.      

The Offset-Domain Prestack Depth Migration with Optimal Separable Approximation

The offset-domain prestack depth migration with optimal separable approximation, based on the double square root equation, is used to image complex media with large and rapid velocity variations. The method downward continues the source and the receiver wavefields simultaneously. The mixed domain algorithm with forward Fourier and inverse Fourier transform is used to construct the double square root equation wavefield extrapolation operator. This operator separates variables in the wave number domain and variables in the space domain. The phase operation is implemented in the wave number domain, whereas the time delay for lateral velocity variation is corrected in the space domain. The migration algorithm is efficient since the seismic data are not computed shot by shot. The data set test of the Marmousi model indicates that the offset-domain migration provides a satisfied seismic migration section on which complex geologic structures are imaged in media with large and rapid lateral velocity variations.