反转构造模型的地震波模拟及成像

为了检验由地震剖面解释得出的反转构造的可靠性,探讨反转构造地区在地震数据采集,处理中应采用的有效方法,设计了一个典型的反转构造模型－突起构造。以该模型为基础,针对复杂构造地震波模拟中常见起源频散严重、人为边界反射吸收不理想两个问题,应用高阶差分法以及一种新的边界吸收条件,对反转模型进行了地震波场数值模拟和深度偏移成像处理。采用中心放炮两边接收的观测方式,共模拟了185炮地震记录。研究表明,波动方程高阶差分法是模拟复杂构造模型中地震波传播的有效方法,除了近于直立的断层因难以接收到其反射波而较难成像外,其余的反转断层及其组合在理论上是可以通过合适方法（如Fourier有限差分深度偏移）较好地成像的。     

基于裂步DSR的最小二乘偏移方法

为适应复杂构造和岩性油气藏勘探开发对地震处理精度的需求,一种源于反演思想的最小二乘偏移算法应运而生。基于最小二乘偏移基本理论,推导了互为共轭的正传播和反传播算子,实现了基于裂步DSR的最小二乘偏移算法。在算法优化的基础上,将算法分别应用于水平层状和Marmousi模型进行偏移试算,结果证实了LSM不仅适用于复杂地质构造成像,且经过多次迭代后的成像质量在局部区域要优于常规偏移方法,具体表现为：1）成像分辨率有一定提高;2）中深层能量得到有效补偿。     

均匀介质中的F-K反偏移:基本概念、基本公式及其在非均匀介质中的应用

从经典的常速度F-K偏移成像理论公式出发,通过由垂直波数到角频率映射的途径首先建立了常速度F-K反偏移的基本理论公式和基本实现算法,然后再将其用于解决非均匀介质中的反偏移问题。与同样条件下的Kirchhoff型反偏移理论相比,在建立常速度F-K反偏移理论时没有引入任何近似。因此,所提出的是一个在均匀介质中严格精确的反偏移理论。对于一般条件下的非均匀介质,利用了在现代反射地震偏移理论研究中常用的局部化处理方法和相移加插值(PSPI)偏移的基本思想。具体地讲,在处理非均匀介质中的反偏移问题时假设偏移场的形成完全由局部薄板(层)中的速度结构决定。此外,还假设偏移场是速度的连续函数。因此,可以在局部薄板(层)中利用关于垂直坐标的Fourier变换和均匀介质中的频散关系,以及一组均匀参考速度来近似地构造出在不均匀速度模型中任意一个给定深度上的反偏移场。在算法上,在均匀介质中的F-K反偏移是一个一步过程,而在非均匀介质中基于PSPI的F-K反偏移是一个多步递归过程。为了实现反偏移必须要从速度模型的最大深度开始逐层地进行插值和反向相移计算,直至到达地表为止。     

基于互相关误差泛函的最小二乘逆时偏移方法

最小二乘偏移可以得到成像质量更高的剖面,有利于更好地进行岩性储层成像和储层参数反演。但是,最小二乘偏移在实用化过程中却很难实现其高精度岩性成像的目标。在分析传统的最小二乘偏移存在的问题后,发展了一种基于相位匹配的最小二乘偏移方法,该方法舍弃了传统的二次型泛函,采用互相关泛函,更多地强调相位信息在最小二乘偏移中的作用,在理论上可以更好地适用于实际资料。通过对互相关误差泛函构建、逆时反偏移合成预测数据、梯度预条件处理、共轭梯度法迭代求解等方面进行研究,探索实现了基于互相关误差泛函的最小二乘逆时偏移方法。简单凹陷模型和复杂salt模型测试表明,本文方法具有较好的适用性和有效性。     

叠前弹性波逆时深度偏移及波场分离技术探讨

这里探讨了Sun和McMechan提出的叠前弹性波标量逆时深度偏移方法,即在地表附近,对地表接收到的弹性波波场分量进行波场逆时延拓,然后分别对在波场延拓过程中通过波场分离得到的纯纵、横波反射波场进行偏移。在模型中,每个网格点的纵、横波成像时间,为震源到该网格点的纵波初至时间。利用纵波速度模型和声波传播方程的有限差分解,对反射纵波进行逆时延拓和成像,利用横波速度模型和声波传播方程的有限差分解,对转换横波进行逆时延拓和成像,并在偏移前进行极性校正。然后,在Sun和McMechan偏移成像方法的基础上,提出了直接偏移成像方法,即对地表接收到的弹性波波场分量在整个模型范围内进行波场逆时延拓。在波场延拓过程中,对符合成像条件的网格点进行波场分离、偏移成像和转换波极性校正。最后,通过数值模拟对二种偏移成像方法的结果进行了比较。     

速度模型对地震波场偏移成像的影响

由于地震偏移速度的不确定性,偏移成像的质量很难得到保证。长期以来,人们对速度误差的分析大多是定性的,而且针对的是较简单的地质构造模型。为了揭示速度模型对地震波场偏移成像的影响特征,提高偏移成像的精度,对一些复杂地质模型进行了波动方程正演和偏移,并从理论模型的数值模拟结果中,推导出了速度模型对地震波场偏移成像的一些影响特征,提出了相应的改进建议和一些有益的结论和认识。     

多尺度地震资料联合成像

为改善储层目标区域的成像质量,结合地面地震、VSP和井间地震的各自优势,采用归一化后的自适应叠加方法,实现3种资料偏移结果的联合成像,以达到各种资料优势互补、提高成像精度的目的。为了给联合成像提供精度较高的单种资料成像剖面,采用傅里叶有限差分叠前深度偏移算法实现地面地震资料成像;在VSP和井间地震资料的叠前成像中采用了基于起伏地表直接下延法成像思想,基于傅里叶有限差分延拓算子得到VSP和井间地震偏移结果。模型试算和实际资料的处理验证了多尺度地震资料联合成像法的正确性和有效性。     

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.     

时间域电磁场偏移成像方法研究

采用 Gaver-Stehfest( G-S)方法模拟水平电偶极源在不同介质模型中地表面的负阶跃波电磁场响应 ,然后引入逆时序偏移的观点 ,把这些电磁场响应作为实际观测值 ,利用 Stratton-Chu积分公式将其向下偏移 ,对偏移后的电磁场值进行归一化处理并对场值求偏导数 ,重建地下拟地震深度剖面图 ,实现时间域电磁场的偏移成像。选用了均匀介质、含良导和高阻薄层水平均匀层状介质模型以及高阻柱体、断层等模型分别进行计算 ,成像的结果表明能够得到较高质量的地下地电构造图 ,从重建的深度剖面图中可以识别出地下反射界面的位置 ,该图比时间剖面直观。     

基于等效偏移距的偏移成像方法

等效偏移距偏移(EOM)成像方法将克希霍夫时间偏移的双平方根方程转化为一个单平方根方程,使输入采样在没有发生时移的情况下映射到以等效偏移距为变量的共散射点道集上,使散射能量按照双曲线规律分布。然后通过克希霍夫动校正和适用在共散射点道集上的叠加来完成偏移成像。基于等效偏移距叠前地震偏移(EOM)的基本理论,对CSP道集的抽取过程进行模拟实现,并对模型进行速度分析,实现偏移成像。     

基于单程波真振幅分步傅里叶叠前深度偏移方法

这里将单程波真振幅方程与分步傅里叶算子（SSF）相结合,同时还结合了保幅算法和分步傅里叶算法的优点,因此该方法具有计算量小,占内存少,能处理横向变化的速度等优点。并且克服了傅里叶有限差分方法偏移后的振幅都有很大的偏差的不足。与目前广泛应用的常规的分步有限差分叠前深度偏移相比,具有成像精度高,保持地震波动力学特征等优点。在Marmousi模型上成功地进行了真振幅分步傅里叠前深度偏移处理,取得了理想的成像效果。     

波场延拓法VSP正演模拟

波场延拓法模拟VSP,可以根据具体情况的需要同时对上、下行波场进行模拟,也可以只模拟上行波场或下行波场。对多次波能够有效地控制,通常在只关注一次波的情况下,可以不对多次波进行模拟。该方法相对其他波动方程正演模拟方法,有更高的计算效率。采用分步Fourier法延拓波场,既保证了延拓过程的稳定性,又不失较为复杂模型的模拟精度。模型试验表明,该方法能够有效地对VSP波场进行模拟,模拟的结果正确、可靠。     

基于行波分离的VTI介质逆时偏移

现阶段,各向同性介质假设已经不能满足复杂地质构造条件下的成像需求,忽略介质各向异性影响会使速度估计不准确,成像精度降低。为此,笔者从VTI介质一阶速度—应力方程出发,利用Poynting矢量特性对地震波进行方向行波分离,得出了基于上下行波分离的互相关成像条件,并将其应用在复杂VTI介质中。通过层状模型和SEG/EAGE岩丘模型测试验证了该算法的有效性以及在成像上的优越性;另外,当偏移速度不准确时,本文方法仍能够有效压制偏移噪声,成像质量更佳。     

南堡凹陷北部东营末期构造应力场与油气运移关系的探讨

依据翔实的勘探开发资料 ,利用构造应力场数值模拟方法 ,计算了南堡凹陷新生代东营末期构造应力场的分布特征 ;进而计算出流体势的分布特征 ;探讨了应力作用对油气运移的影响 ,分析了地应力与孔隙压力和流体势的关系 ;指出了油气运移的优选方向。     

LNAPL在二维含水介质中运移规律的研究

为研究LNAPL(轻质非水相液体)污染物在均匀含水介质中的运移规律,本文建立微元模型推导出LNAPL在均匀含水介质中的对流--弥散方程。针对不同的介质模型,对二维对流--弥散方程运用差分法进行数值模拟,求其数值解。分析LNAPL污染物的运移特征,得出在均匀介质和非均匀层状介质中运移规律:LNAPL污染物在含水介质中的运移规律遵循对流--弥散方程,介质的弥散系数是影响LNAPL污染物运移的主要因素。     

单程波法地震波衰减特征数值模拟分析

在非均匀粘弹性介质中,地震波衰减研究能够有效揭示地层吸收特性对地震波的影响。这里从单程波方程出发,结合粘弹性介质中的复波数理论,考虑介质的横向变化,采用分步傅立叶波场延拓技术,推导出适用于横向变速介质的带Q地震记录计算公式,最后将此方法应用于四个不同含Q地层模型。试验表明：单程波法计算速度快,波场信息简单清晰,易于深入分析和反演算法的建立。并且,Q值对地震波波形、能量、频率等都产生了较为明显的影响,对实际资料能量补偿、地震资料分辨率的提高,以及利用衰减特征进行储层识别有一定指导价值。     

有耗媒质中线天线激励下三维异常体的散射

本文研究均匀有耗媒质中,在半波长偶极天线的场激励下,多种形状和参数的异常体的散射特性。用矩量法分别求解良导电球体散射的磁场积分方程和有限导电的长方形异常体散射的电场积分方程。讨论了与数值法有关的近似、误差和检验等问题。通过数值计算得出媒质电参数改变、散射体大小、形状以及空间位置改变时散射场变化的规律。水中金属球和介质块散射的测量结果与数值计算结果吻合较好,验证了数值模型的正确性。     

碳酸盐岩油气储层高精度成像方法研究

碳酸盐岩油气储层在世界油气储层中占据着重要的地位,其油气总量约占全球油气总量的70%,具有埋藏深、构造复杂、非均质性强等特点。如何获得碳酸盐岩油气储层在地下的准确位置及构造特征,是油气勘探急需解决的难题。叠前逆时偏移成像技术采用精确的地震波动理论,能够对任意复杂构造进行高精度成像。本文针对碳酸盐岩油气储层成像难的问题,研究各向异性叠前逆时偏移成像技术,并将其应用于碳酸盐岩油气储层勘探中。通过采用精确的频散关系,推导各向异性纯qP波方程,利用高精度有限差分进行纯qP波模拟,通过叠前逆时偏移方法对纯qP波进行叠前深度偏移成像。基于典型的碳酸盐岩油气储层实际地质条件,建立逼近真实地质情况的碳酸盐岩地球物理模型,对上述模型进行偏移成像试验,结果表明各向异性逆时偏移成像技术是一种有效的碳酸盐岩油气储层勘探方法。最后将该方法应用于典型碳酸盐岩靶区的实际地震资料,并获得了精确的成像结果,进一步验证了各向异性逆时偏移成像技术在碳酸盐岩油气储层勘探中的重要作用。     

环境中氡运移理论与计算方法研究

本文根据氡运移的扩散与对流理论建立了任意形状介质中氡运移方程、大地岩石、土壤中氡的运移方程和大地—大气氡交换理论模型。通过模型实验研究了介质中氡运移规律并验证所建立的氡运移的理论公式。运用大地—大气氡交换模型计算了江西临川市某住宅区空气中氡浓度,取得了初步的应用效果。