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。     

串联偏移的应用及效果

随着界面倾角及埋深的增加，速度在纵向及横向变化比较复杂，很难一次给出精确的偏移速度。因此，偏移效果往往不够理想。串联偏移不需要一次给出精确的偏移速度，可以通过Ｎ次偏移，逐渐逼近，最终使反射波正确归位。由于采用了较低的偏移速度，在做波场外推时，可以使用较大的偏移深度步长。因此，不需要增加计算工作量，就能得到满意的偏移结果。     

三维定位原理与三维反射波场模拟

在三维正演模拟定位原理基础上 ,以单程声波方程作为波场外推手段 ,实现三维叠前反射波场模拟 ,完全克服了全波方程模拟的 3个问题。在波场外推中 ,使用波动方程的混合解法 ,即以波动方程解析解 (相位移法 )为主 ,在介质速度横向变化的地方 ,用数值解 (45°有限差分 )作补充 ,使得整个算法精确、快速 ,既能处理复杂构造 ,又能适应速度的任意变化。     

地震波场叠前零偏移距化算法研究

在能源地震勘探中,为了更好地实现叠前倾斜地层的时差校正,提高速度分析和叠加的精度,提出了一种快速实现叠前部分偏移的算法,即零偏移距化（MZO）算法。该算法应用波场外推的技术及波动方程偏移的有限差分算法,可在共偏移道集上实现,对于3D资料须应用同方位角共偏移距道集。经实际资料测试,其计算速度比同类的DMO方法快一倍,且处理效果相当。      

变参考慢度Born近似傅氏偏移

针对常规Born近似傅氏偏移方法对于剧烈横向变速介质不能精确成像的状况而提出了变参考慢度Born近似傅氏偏移，理论上解决了任意速度变化地质模型的偏移成像问题。此外，为进一步提高复杂地层的成像精度和波场延拓算子的稳定性，对散射波场的计算公式作了改进。将改进的方法运用于盐丘模型的正演和偏移试验，并与常规Born近似偏移方法相比较，可明显看出变参考慢度Born近似傅氏偏移方法在效果上要优于后者，其处理速度横向变化的能力大大增强。     

煤层P-SV转换波偏移距问题的定量研究

在转换波地震勘探中要兼顾P波及P-SV波剖面，关键在于准确合理地选择P-SV转换波的偏移距。根据淮南某煤田的钻孔和测井资料，设计了一个具有四层介质的地质模型，针对该地质模型参数，采用反射系数和弹性波交错网格高阶有限差分两种方法对转换波偏移距进行了定量研究。通过理论计算及与实际资料对比。确定煤层转换横波能量主要集中在0．2H～1．3H之间(H为目的层深度)，据此即可确定煤田多波地震勘探P-SV波偏移距范围。     

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。     

基于程函方程的克希霍夫全平面域偏移成像方法

本文分别以直射线和弯曲射线初至波层析反演技术重建的速度为偏移速度,采用波前扩展外推方式求解程函方程,求取了成像区域内各节点初至波时间场,应用克希霍夫积分偏移技术对复杂模型叠前数据进行全平面偏移成像,成像结果表明:弯曲射线层析反演方法获得的速度场较直射线层析结果对速度异常体的刻画更准确,以弯曲射线层析反演速度场作为偏移速度可以获得较好的偏移成像结果。     

高阶旋转交错网格有限差分方法模拟TTI介质中横波分裂

笔者给出了一种能够模拟弹性波在任意各向异性介质中传播的二维三分量高阶有限差分算法.相对于常规交错网格有限差分方法,旋转交错网格有限差分方法在介质具有强差异性时能更精确地模拟地震波的传播,避免常规交错网格中因对弹性系数进行插值而带来的误差.采用高阶旋转交错网格有限差分方法模拟并分析了零偏移距横波分裂现象随裂缝介质方位角和倾角变化的响应特征.结果表明:结合完全匹配层(PML)吸收边界条件的高阶旋转交错网格有限差分方法能获得高精度的地震波场模拟数据,并且在边界具有良好的吸收效果;横波分裂现象主要受裂缝走向与波的极化方向之间的夹角影响,受裂缝倾角影响较小,且快慢横波的能量也跟裂缝走向与波极化方向间的夹角有关.具有倾斜对称轴的横向各向同性(TTI)介质倾角的变化可能会导致记录中波到达时的变化,影响快慢横波的时差.利用横波分裂的能量分布和方位各向异性特征,可以帮助检测裂缝的方位角和倾角.横波在多层TTI介质中传播时会发生多次分裂的现象.     

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。     

近地表散射体波场特征分析及成像

研究近地表散射波基本特征,确定散射体的位置,有助于地震成像,进而进行勘测规划,避免地质灾害。为研究近地表异质体波场特征,利用高阶有限差分数值模拟技术和扰动理论方法,模拟了浅地表散射体的波场记录,分析了近地表散射波基本特征;通过引入逆时偏移成像技术利用散射波场作为外推波场,定位了近地表散射体。数值计算结果表明:面波散射能量强于体波散射,正向散射波能量强于逆向散射;散射波逆时偏移对近地表散射体可精确成像,近地表散射体可看作为一个二次震源,增加了近地表照明。利用散射波场可提高近地表速度反演精度和地震成像精度。     

各向同性介质长偏移距动校正方法精度对比

常规地震勘探的动校正处理方法是利用Dix双曲线公式拉平同相轴,但是Dix双曲线公式只适用于较小的最大偏移距与目标层深度比。然而在实际勘探中,为了识别高速层地质目标(玄武岩等),检波器排列通常会超过10km以上,这时只适用于小偏移距的常规动校正方法会带来很大的误差,而高阶项动校正公式能提高长偏移动校正的精度。这里针对各向同性介质,对长偏移距地震资料动校正方法进行分析对比,由分析结果可知,多项式展开的高阶项系数是影响各向同性介质中长偏移距动校正精度的关键因素,高阶非双曲动校正方程的精度相对于传统方法均有所改善。     

波动方程角度域共成像道集

针对基于波场深度递推的波动方程叠前深度偏移成像方法难以准确地给出如Kirchhoff积分叠前深度偏移成像方法的偏移距域共成像道集的不足,在分析研究现有的各种波动方程偏移成像共成像道集方法的基础上,利用波场外推的单平方根算子和波场的窗口Fourier框架展开与重构方法,提出一种局部角度域共成像道集方法——成像点处反射角共成像道集方法.把这种角度域共成像道集方法应用于国际标准的Marmousi模型数据和一条实际二维地震数据都取得了理想的结果.提出的波动方程反射角度域共成像道集方法可为进一步的叠前偏移数据振幅随角度变化分析和偏移速度分析工作提供基础.     

弹性高斯束偏移PS成像降维高效计算方法

给出了2D弹性高斯束偏移公式推导,该偏移实现了准确的波型分离,压制多波之间串扰噪音。将声波高斯束偏移的降维高效算法推广到弹性高斯束偏移PS成像,通过重新设计中心点慢度分量和偏移距慢度分量,改进了该降维高效算法,实现了PS成像的降维高效计算。     

莺歌海盆地地层各向异性多波地震判别技术研究

充分利用中国在海上采集到的多波地震资料:PZ分量(P波)时间偏移剖面、X分量(P-SV波)时间偏移剖面和Y分量(P-SH波)时间偏移剖面,对莺歌海盆地3个构造(A构造、B构造、C构造)和D砂体的地下岩石介质的各向异性特征进行了研究,Y分量(P-SH波)、X分量(P-SV波)的旅行时间闭合差、准各向异性系数和泊松比结果表明A构造、B构造、C构造等存在不同程度的各向异性,且A构造的各向异性最强.实践证明,在海洋石油勘探中,多波地震资料用于地下岩石介质各向异性的判别是可行的.     

同时实现地质雷达数据地形校正和偏移成像的方法

起伏地形使地质雷达图像变得复杂、地层界面的反射同相轴畸变、绕射同相轴严重偏离双曲线形状.提出了用麦克斯韦方程逆时偏移的方法同时实现地形校正和偏移成像以消除地形的影响.该方法将等偏移距逆时记录作为在接收点位置处的电流源,用时间域有限差分法求介质中的波场,输入波场退为零时刻时的空间电场分布即为地形校正和偏移成像结果.由于地形校正也是基于波动方程实现的,因此它比基于射线理论的常规静校正方法精确.通过比较该方法与常规静校正加逆时偏移之效果可知,该方法能更准确地对起伏地形下方的金属管线等绕射体成像.     

二维弹性波动方程F—K正演与偏移

根据Ｈｏｏｋｅ定律，消除应力矢量后得到弹性波动方程位移矢量和波势矢量的非耦合形式递推解，在这个解答中各种类型的波相互分离，但在界面上满足能量守恒定律。正演可变步长延拓；偏移是将震源脉冲和地面记录波场同时下延，然后在每个深度作时间零延迟互相关来完成。由于延拓和成像在频率波数域（Ｆ—Ｋ）中进行，因而算法快速、偏移和正演可方便地扩展到三维空间，能处理各向同性任意非均匀介质中的弹性波。     

应用三维共炮点P波反射数据反演煤系地层参数

常规地震处理方法很难从反射时距中将速度与界面深度、走向和倾角等地层参数分离开来，这使得许多陡倾界面发育的构造复杂区反射成像质量不高。发挥三维地震勘探反射面接收的优势，利用三维倾斜界面P波反射仍具有双曲面时距的特点，导出界面深度、走向、倾角及P波速度的反演解，该反演解是唯一的。经实际资料验证，用网格接收面中任两条测线的时距可以得到全部速度和界面参数。这对于三维叠加偏移处理和提高成像质量有直接的影响。     

基于P＋S波震源的弹性波叠前逆时偏移方法

基于弹性波动方程,推导了二维非均匀介质条件下纵横波解耦且无转换波的一阶速度一应力弹性波方程,使得弹性波在延拓过程中实现矢量偏移保证偏移质量,且不产生其他类型的转换干扰波。从激发时间成像条件以及反射系数理论出发,并与纵横波解耦且无转换波的一阶速度一应力弹性波方程结合,给出了适用于P＋s波震源模拟数据的成像条件以及偏移方法。文中给出了两个典型模型的理论记录的偏移结果,试验表明,笔者提出的方法能够对P＋s波震源的产生的波场准确归位,提高资料处理精度。     

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.