基于菲涅尔高斯束正演的观测系统优化方法及应用

基于正演模拟的观测系统优化是提高地震采集资料品质和降低采集成本的重要手段.在常规高斯射线束正演模拟理论的基础上,提出了基于菲涅尔带约束的高斯射线束(菲涅尔高斯束)正演模拟理论,相对于常规高斯射线束正演,菲涅尔高斯束在传播路径上由第一菲涅尔带约束,具有较小的有效半宽度,使得中心射线附近波场的走时和振幅计算更加准确.在中心射线终点处,提取目的层面元接收能量,建立能量均方差和平均能量分析函数,定量化分析评价不同观测系统下各目的层能量分布情况,预测后期偏移成像效果.基于目的层接收能量优化炮点加密方案,进而实现面向复杂地质目标的观测系统优化设计.该方法在胜利探区G94北区块应用,有效弥补了陡坡带上照明阴影区能量,改善了采集资料偏移成像效果.     

双复杂地区地震采集方法研究(英文)

双复杂地区由于地质条件复杂,导致地表施工困难,地下目的层成像不好,极大的影响了地震资料的品质。本文从降低地表采集难度和提高地下目的层连续性入手,提出针对地表地形特征,降低激发难度,优先选择激发炮点位置,在保证地下反射点为一条直线的前提下,推导出接收点分布位置的优化公式,既降低了地表复杂构造带来的激发难度,又克服了以往弯线采集中地下反射点弯曲的问题,形成以地表激发条件为中心的弯线采集优化设计方法;同时,针对地下目的层同向轴能量连续性和均匀性,形成固定模版前提下的局部加密炮设计方法,该方法摒弃了以往整体加密炮点的思想,降低了施工的成本,提高了目的层能量的连续性:并通过一个模型的计算和处理,总结分析出弯线采集优化设计和局部加密炮设计具体流程,建立了一套双复杂地区地震采集设计新方法和新思路,模拟数据分析表明,研究成果能够为双复杂地区地震采集工作提供解决办法。     

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。     

基于目标区的局部角度域方向照明分析及其在偏移成像中的应用

叠前深度偏移已成为近年来地震偏移成像领域广泛应用的技术之一,其中复杂盐丘下方目标区域结构的成像始终是偏移成像中较难解决的问题.局部角度域波场分解可以提供在空间和方向上的双重局部化信息,因而这一技术被广泛地应用在方向照明分析、成像振幅校正等方面.本文在采用局部指数标架小波束进行角度域方向照明分析的基础上,研究采集系统对复杂盐丘下部层状结构成像质量的影响;同时通过分析目标区对应于相对地表采集系统分布的照明能量,确定叠前炮集数据中对盐下目标区成像起重要贡献的部分,并将这些数据用来对目标区成像,从而达到提高盐下结构成像质量的目的.本文将二维SEG-EAGE盐丘模型中盐下反射体作为目标区,分别计算其照明分析和由照明能量分布确定的炮集数据对目标区的偏移成像结果,同时通过与成像振幅校正前后的成像结果对比,说明了该方法对提高目标区结构成像质量的有效性.     

面炮成像、控制照明与AVA道集

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,通过对面炮震源下行波场的质量控制和优选射线个数和范围,以达到最佳的成像效果.采用控制照明技术,较大地提高了目标地层的成像精度.与此同时,得到振幅随入射角变化(AVA)道集,有利于叠前振幅解释和储层岩性预测.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.     

主动源与被动源地震数据插值及联合数据成像

本文提出了两种情况下主动源数据和被动源数据的插值方法,并研究了两种数据在偏移成像中的互补效果.基于互相关法被动源数据重构原理,本文提出了结合多域迭代去噪技术的重构方法.提出了两种时间域主动源和被动源数据的插值方法,分别是共炮点域能量匹配插值和共检波点域最小平方匹配插值.然后对获得的主动源和被动源联合地震数据进行叠前深度偏移成像.在被动源活跃度不是很高的地区进行被动源地震勘探时,少量的主动源地震数据可以有效控制和补充被动源数据的成像效果.在稀疏炮点的主动源勘探中,有效利用被动源的信息能够在成像中增加更多的细节信息,提高成像质量.     

地表旋转控制照明叠前深度偏移

基于炮集数据的常规叠前深度偏移波场外推的计算量非常大,控制照明叠前深度偏移是基于快速的组合炮技术,通过在目的层上控制震源波场,高效实现对地质目标的高质量成像. 组合炮所需的合成算子,由在目的层定义的震源波场反向外推到地表建立. 本文提出一种更快速的地表旋转控制照明方法,直接在地表对震源波场进行面向目标的照明控制,实现目标区域高质量成像. 该方法只需对某一核合成算子进行简单的几何旋转建立合成算子函数,避免了复杂的波场外推. 这种新的控制照明方法与快速的一般组合炮偏移效率相同,但对复杂目标区域的成像能力显著增强. 应用本文方法对Marmousi模型进行计算,得到深层复杂构造非常理想的成像结果.     

波动方程叠前深度偏移直接产生角道集

基于单程波深度延拓算法,得到震源波场在成像点的入射角度,结合对地层倾角的估计,获得入射地震波与界面法线的夹角.通过运用"保幅"的反褶积成像条件和考虑累加的炮数,解决了炮点覆盖不均匀导致的成像幅值误差问题,进而建议了炮域波动方程叠前深度偏移直接产生角道集的方法和流程.与基于空间移动或时移成像条件的波动方程叠前深度偏移提取角道集的方法相比,本文建议的方法只需少量额外的存储空间,又可补偿观测系统非均匀覆盖对成像幅值的影响;其增加的计算量与炮域偏移算法相比几乎可以忽略.文中算例表明,本文方法提取的角道集可为叠前反演提供较精确的AVO振幅特性.此外,就改善地震成像效果本身而言,提取角道集使得可在波动方程叠前深度偏移中应用剩余动校和拉伸切除技术,从而可更好地保持高频成分并提高成像的信噪比.     

三维VSP数据高效偏移成像的超道集方法

当前的三维VSP地震数据偏移成像实现都是在共炮点道集或共检波点道集中逐个道集循环进行的,计算效率相对较低.根据三维VSP观测系统中炮点和检波点布置的特殊性和地震波场满足线性叠加的特性,本文提出了一种三维VSP数据的高效偏移成像方法,即首先通过对三维VSP共接收点道集进行地震数据的广义合成得到一种超道集,然后在共接收点道集的波场深度外推过程中逐步应用多震源波场对超道集进行偏移成像,即利用一次波场深度外推循环完成对所有共检波点道集数据的偏移成像.通过三维VSP模型数据与实际地震数据的偏移成像试验验证了这种高效的超道集偏移成像方法可取得与常规共检波点道集相当的偏移成像效果,还具有极高的计算效率,其计算量与单个共检波点道集的偏移成像计算量相当.     

两种类型共炮点域相关型叠前深度偏移方法分析

研究不同偏移方法的成像机理是实现复杂构造高精度成像的前提,研究了两类共炮点域的相关型叠前深度偏移成像方法：基于单程波动方程的叠前深度成像方法和基于双程波动方程的叠前深度成像方法,同时对比了它们在计算效率、数据存储量、成像精度、成像机理、速度敏感性等方面的差异及其共性。以复杂构造模型为例,采用了傅里叶有限差分法（FFD）和逆时成像法（RTM）,这两种方法实现了121个共炮点道集的叠前深度偏移成像处理。计算结果表明,当速度准确时,两种深度域波动方程成像方法均可以恢复出各个地质反射界面,其中逆时偏移对陡倾角成像效果显著,当速度存在百分比误差和随机扰动情况时,逆时成像结果要差于单程波方法,因此,逆时偏移方法对速度的敏感性较大,且低频噪声较为严重。     

各向异性叠前深度偏移在K油田的应用

在地震资料处理中,为提高地下地质体成像精度,各向异性叠前偏移已逐渐成为常规处理流程.然而,如何可靠地估算和建立各向异性深度偏移的各向异性参数模型是其成功的关键.针对K油田浅层气和边界大断层对地震成像的不利影响,采用了沿层速度分析和网格层析相接合的速度建模方法、利用已知井的信息求取初始各向异性参数、并通过多次迭代更新各向异性参数和速度模型等方法和处理流程,对K油田三维地震资料进行了各向异性叠前深度偏移处理.与只依靠单一速度参数的各向同性叠前深度偏移相比,各向异性叠前深度偏移利用了地震波垂直传播的相速度和根据井控从地震数据中估算出来的两个各向异性参数.从偏移结果中可以看到,各向异性叠前偏移的成像精度和质量得到明显改善,目的层地震偏移深度与井上分层深度吻合更好,地层信息与测井结果一致性好,边界断层的归位更加准确.     

基于共聚焦点道集的叠前深度偏移

共聚焦点(CFP)偏移技术是一种基于等时原理,将Kirchhoff积分法的一步偏移分两步聚焦（即激发聚焦和检波聚焦）来完成的叠前地震成像方法.该方法借助于逆时聚集算子和共聚焦点道集来实现叠前偏移成像.基于共聚焦点道集的叠前深度偏移是把基于共炮集的深度偏移的算法引入到CFP技术上来,基于波场延拓的理论来实现偏移成像,该方法首先生成共聚焦点道集,然后基于面炮合成的理论合成聚焦震源,最终通过相关成像来实现叠前偏移成像.该方法选取较少的聚焦点就可以实现对于地下构造的偏移成像,和炮域波动方程偏移相比,其计算效率得到了提高.通过模型试算和实际资料的试处理,验证了该方法在实现叠前深度偏移成像上的正确性和有效性.     

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.     

面向目标的合成曲面波叠前深度偏移及其应用

面向目标的控制照明叠前深度偏移属于面炮偏移方法的一种特殊情况.通过对目标区域波场照射方向的控制,实现波场在目的层的最佳入射,提高目标区域成像质量.将目的层定义的目标合成算子外推到地表形成地表合成算子,应用地表合成算子进行波面源和记录的合成,最后通过地表合成算子的一系列旋转,实现旋转控制照明叠前深度偏移.本文系统阐述了面向目标的合成曲面波控制照明叠前深度偏移方法的基本原理和实现方法,通过数值模型试算验证了该方法的有效性,最后将其应用到某探区实际资料的处理中,并进行了实际资料的应用效果分析,总结了其在实际资料应用中的特点.     

一种基于平面波静态编码的最小二乘逆时偏移方法

平面波偏移是一种面炮偏移方法,相对于常规逐炮偏移,其具有较高的计算效率.然而常规平面波偏移方法成像精度低,且成像时会产生串扰噪音.为此,本文在实现常规平面波偏移算法基础上,引入反演思想实现了基于静态平面波编码的最小二乘偏移理论方法及处理流程,在优化算法基础上对平层模型和复杂砂砾断块模型进行了成像测试并与其他成像策略进行对比.研究结果表明:基于时移编码的平面波最小二乘偏移能有效抑制低频成像噪音和串扰噪音,补偿中深部成像能量,是一种较为有效的保幅成像策略.     

适于窄线三维地震资料的面炮方法

用小孔径波动方程叠前深度偏移完成大面积数据的成像，不仅总的计算量较大，而且成像畸变较严重。为了进行大孔径波动方程叠前深度偏移，必须将实际的小孔径资料合成大孔径资料，并解决大孔径资料的成像方法。AMO等合成孔径方法，数据合成方式简单，但成像方法是近似的且较复杂。面炮方法从理论上讲数据合成方法较简单，成像方法是精确的且较简单，但其应用适用于远道振幅比近道弱很多的情况。在窄线三维地震资料情况，其联络测线方向不易满足面炮应用条件。针对这种情况，本文将最小二乘原理应用于波场成像，提出适用窄线三维地震资料的面炮方法。为了解三维波动方程叠前深度偏移的面炮方法解决复杂油气藏的可行性、所需计算资源和成像效果，我们利用大庆SW地区三维地震资料进行了实验研究。通过研究，我们获得了面炮方法的实际效果，获得了所需计算资源的测试数据。对实际效果的分析对比表明，面炮方法是一种三维波动方程叠前深度偏移的快速方法，有较好应用前景。     

基于射线追踪的成像域走时层析反演及其应用

层析成像是现今地震勘探开发处理中的常用手段,针对传统走时层析反演中角度覆盖问题,利用正则化约束加以解决,利用角道集的拾取拟合来判断实验模型的准确性,同时,不再利用原始炮记录拾取剩余时差,利用深度残差与走时残差的线性关系提高走时残差的拾取精度。以三层洼陷模型和实际资料进行试算,结果表明:本方法可以较好地反演更新偏移速度场,得到更精确的偏移成像结果,对于小尺度地质构造可以精细刻画。      

基于菲涅尔带多个成像点叠加的叠前时间偏移方法研究

江苏油田盐城等区块地震成像数据中,中 古生界地层因为受到上覆强反射层的屏蔽作用,内幕不清,阻碍了该区的勘探进程．研究表明,增加地震反射的覆盖次数,可有效提高中古地层地震成像的信噪比,而除采用采集技术外,在处理中提高覆盖次数是一种更经济的策略．本文提出了一种基于菲涅尔带叠加的叠前时间偏移计算方法,其在成像点附近再建立局部细网格,进行偏移计算,并将以成像点为中心,菲涅尔带为半径内的成像数据进行重排和叠加后作为成像点处的共反射点道集输出．该计算提高了成像点的覆盖次数,经模型和实际数据测试表明,可有效提高地震成像的信噪比,提高了中古地层的成像质量．     

基于局部余弦基小波束的观测系统沉降法叠前深度偏移

将局部余弦基小波束波场分解、传播与观测系统沉降法叠前深度偏移相结合,推导了源-检波器观测系统沉降法传播算子.本算法中,先对频率域的共点源和共点检波器道集做局部余弦小波束分解,然后分别沿共小波束源和共小波束检波器在深度方向延拓得到下一层波场.每个深度的波场,都等效于把源和检波器放在该层后所能接收到的地震记录,每点的像值由炮点和检波点重合时的零时刻波场值给出.通过二维SEG/EAGE盐丘模型和Marmousi模型的偏移成像结果验证该方法理论推导的正确性.另外,结果显示该方法继承了小波束域波场延拓在速度扰动较大情况下波传播及成像精度高的优点.     

三维叠前深度偏移速度分析及蒙特卡洛自动层速度拾取

是否能够正确地建立深度域三维速度模型是三维叠前深度偏移成败的关键 .本文根据Deregowski循环 ,利用叠前深度域地震成像对速度模型变化的敏感性 ,采用偏移迭代逐次逼近最佳成像速度 ,研究开发了一套快捷有效的三维叠前深度偏移深度域速度模型建立技术 .借鉴时间域CDP(共深度点 )道集上常规叠加速度分析的策略 ,在深度域CRP(共反射点 )道集上 ,提出剩余慢度平方谱的概念并建立相应的实现技术 .导出深度域中均方根速度与层速度之间的关系 ;按照串级偏移原理确定偏移循环过程中初始速度、剩余速度及修改后速度之间的关系 ;采用蒙特卡洛非线性优化算法实现从剩余慢度平方谱中自动拾取层速度 ,讨论了其地质速度约束条件和蒙特卡洛非线性优化的收敛准则 ,使得所拾取的层速度模型具有合理的地质意义并获得最佳偏移成像效果 .SEG EAGE理论模型数值试算验证了方法的有效性 ,在海拉尔盆地霍多莫尔工区 ,5 8km2 三维资料的速度模型建立并获得满意的三维叠前深度偏移成像 .