密度和压缩系数的散射层析成像法

本文在速度成像的基础上研究了同时对密度和压缩系数成像的散射波层析成像法.对不同散射角度的计算可以得到一系列反演图像,拟合这些图像,从而可以有效地达到对密度和压缩系数（或速度）成像的目的.与单纯的速度成像相比,增加了反演的难度.首先是对资料的方位性要求增加;其次是对资料的利用率下降.即便如此,从对较少量的炮点和检波点资料的数值计算来看,仍取得了满意的成像结果.我们对组成字母“A”的散射体结构进行了成像计算,结果能够同时再现密度和压缩系数,成像清晰,表明了方法的可行性,并能应用于复杂结构的成像问题.     

弹性波逆散射微扰论

本文将普遍声逆散射微扰论应用于弹性波层析成像问题,在Born变换下推出了以旋转角为补偿参数的各阶微扰重建公式,实现了对非均匀各向同性散射体内3个参数（质量密度ρ和两个Lamé系数λ,μ）的同时重建. 对于层析成像问题,在弹性波的传播过程中P波与SV波有耦合,但它们不会和SH波发生耦合,于是可以得到3个形式相对简单的标量方程. 在Born变换下,在散射波中引入微扰参数,将散射体的3个参数分别按该微扰参数展开,然后利用二维自由空间的Green函数分别得到散射的P波、SV波和SH波的积分表示. 最后,经一维傅氏变换后,得到Born变换下散射体3个参数的各阶微扰重建公式.     

逆散射级数法去除自由表面多次波

压制多次波是地震资料处理过程中的重要环节之一,多次波去除的效果直接影响到最后成像的质量．本文研究的逆散射级数法以波动方程和Born级数为基础,构造一个与自由表面多次波相关的子序列来预测并消除多次波,该方法不需要知道地下的速度结构信息,适用于各种复杂的地下情况．在逆散射级数法的实现过程中,地震子波和近道波场是必不可少的信息,本文采用能量最低法则和带限抛物Radon变换法来弥补原始地震资料中所缺失的这些信息．合成资料和实际地震资料的处理结果表明,逆散射级数法能够在去除自由表面多次波的同时保留有效波的信息,对于地下复杂结构的情况同样有效．     

广义散射层析成像反演

本文详细地给出了基于非均匀介质的体散射广义散射层析成像反演的基本理论.广义散射层析成像反演可以描述为波场的反向传播和对成像场进行局部波数域滤波的过程.在数值算例中,利用背景速度沿深度方向均匀变化的v(z)介质中的简单的方块作为速度异常体的模型,通过对该模型产生的低频的Born数据和声波的正演数据的测试,在对采集系统进行有限频率带宽和空间孔径的校正来进行局部成像矩阵谱的恢复中,可以看出模型中各点的谱在恢复后的质量无论从覆盖的面积范围还是幅值的均一性上都有着明显的提高;在对速度模型的重建中,广义散射层析成像反演能够很好地恢复速度模型的低频分量,即便是方块速度异常体相对于背景速度的平均速度扰动是23%也能很好地重建模型中的速度,且对于不同的背景速度模型基本上都能很好地恢复Marmousi速度模型的低频分量.所以该方法将基于Born模型的层析成像反演适应范围进行了一定程度的扩展.     

广义散射层析成像反演

本文详细地给出了基于非均匀介质的体散射广义散射层析成像反演的基本理论.广义散射层析成像反演可以描述为波场的反向传播和对成像场进行局部波数域滤波的过程.在数值算例中,利用背景速度沿深度方向均匀变化的v（z）介质中的简单的方块作为速度异常体的模型,通过对该模型产生的低频的Born数据和声波的正演数据的测试,在对采集系统进行有限频率带宽和空间孔径的校正来进行局部成像矩阵谱的恢复中,可以看出模型中各点的谱在恢复后的质量无论从覆盖的面积范围还是幅值的均一性上都有着明显的提高;在对速度模型的重建中,广义散射层析成像反演能够很好地恢复速度模型的低频分量,即便是方块速度异常体相对于背景速度的平均速度扰动是23%也能很好地重建模型中的速度,且对于不同的背景速度模型基本上都能很好地恢复Marmousi速度模型的低频分量.所以该方法将基于Born模型的层析成像反演适应范围进行了一定程度的扩展.     

地震逆散射偏移与反演综述

随着油气勘探领域逐渐向深层、复杂型、隐蔽性油气藏转移,油气资源的勘探难度越来越大,传统反射地震勘探技术难以满足日益增长的油气勘探需求,亟需发展适合复杂地质构造的地震波偏移反演新技术.针对地球深部非均匀结构体引起的地震散射波,发展地震逆散射偏移反演理论和技术将有可能解决复杂构造成像反演的技术难题.本文回顾地震波逆散射偏移反演理论的发展历史和基本原理,以逆广义Radon变换求解线性化逆散射问题为基础,介绍逆散射理论在介质结构成像、物性参数反演、多次波衰减等方面的技术延伸,同时将其应用到合成数据和实际数据资料,探讨地震勘探逆散射方法的技术优势和应用潜力.     

最大熵时域逆散射层析成像的研究

用最大熵求解二维时域逆散射问题的层析成像算法反演井间、ＶＳＰ和ＳＲＰ中的二维介质波速分布。首先给出时域散射场与介质扰动的关系式，然后，应用最大熵剑桥算法从所有满足时域散射数据的模型中挑选图像熵最大的模型作为反演结果，并给出了该算法的实现步骤。数值试验的结果表明，本文算法用于反演含噪声，不完全的时域波场数据时，十分有效。     

最大熵时域逆散射层析成像的研究

用最大熵求解二维时域逆散射问题的层析成像算法反演井间、ＶＳＰ和ＳＲＰ中的二维介质波速分布。首先给出时域散射场与介质扰动的关系式,然后,应用最大熵剑桥算法从所有满足时域散射数据的模型中挑选图像熵最大的模型作为反演结果,并给出了该算法的实现步骤。数值试验的结果表明,本文算法用于反演含噪声,不完全的时域波场数据时,十分有效。     

弹性介质中密度ρ与拉梅常数λ、μ的衍射层析成像方法研究

利用接收到的纵波信息,通过解纵波方程得到介质的密度和拉梅常数分布函数．首先,在频率波数域建立了描述入射纵波信号、接收纵波信号和介质三参数扰动量之间关系的积分方程．然后,建立了关于接收信号的各频率成份的方程组．经过正反傅氏变换求解此方程组即可得到介质三参数的分布函数．最后,就跨孔观测系统进行了数值模拟成像试验。结果表明方法有效．     

弹性介质中密度ρ与拉梅常数λ、μ的衍射层析成像方法研究

利用接收到的纵波信息，通过解纵波方程得到介质的密度和拉梅常数分布函数．首先，在频率波数域建立了描述入射纵波信号、接收纵波信号和介质三参数扰动量之间关系的积分方程．然后，建立了关于接收信号的各频率成份的方程组．经过正反傅氏变换求解此方程组即可得到介质三参数的分布函数．最后，就跨孔观测系统进行了数值模拟成像试验。结果表明方法有效．     

地震层析地球内部密度分布横向不均匀研究

本文使用Woodhouse和Dziewonski等分别用S波和P波层析分析提供的,以670km深度为分界的上地幔和下地幔地震波传播所反映出的横向不均匀的球谐函数系数,假定地幔内部密度与正常水平的偏离分别与P波和S波的速度V_p和V_s成比例（下地幔δρ=γδV_p,上地幔δρ=σδV_S²）,并用一组新的球谐函数系数表示全地幔密度分布模型.计算结果表明:1.比例系数γ=0.199,σ=3.13×10^-5时,该全地幔密度模型可以70％恢复Dziewonski提供的下地幔密度模型,50％恢复Woodhouse提供的上地幔密度模型.合成密度分布基本上反映了分别由P波和S波速度异常所提供的地幔密度分布特征;2.所有穿过太平洋中部的剖面均明显地显示出一个低密度异常从地表一直延伸到核-幔边界;3.所有大陆下部均存在一个高密度异常区,而且深入到1200-1300km深度处;4.由密度异常的正、负交替基本上将部分地区地幔分成为3层,其深度依次为:第1层25-1300km左右,第2...     

弹性介质中密度ρ与拉梅常数λ、μ的衍射层析成像方法研究

利用接收到的纵波信息，通过解纵波方程得到介质的密度和拉梅常数分布函数．首先，在频率波数域建立了描述入射纵波信号、接收纵波信号和介质三参数扰动量之间关系的积分方程．然后，建立了关于接收信号的各频率成份的方程组．经过正反傅氏变换求解此方程组即可得到介质三参数的分布函数．最后，就跨孔观测系统进行了数值模拟成像试验。结果表明方法有效．     

地震层析地球内部密度分布横向不均匀研究

本文使用Woodhouse和Dziewonski等分别用S波和P波层析分析提供的,以670km深度为分界的上地幔和下地幔地震波传播所反映出的横向不均匀的球谐函数系数,假定地幔内部密度与正常水平的偏离分别与P波和S波的速度Vp和Vs成比例（下地幔δρ=γδVp,上地幔δρ=σδVS2）,并用一组新的球谐函数系数表示全地幔密度分布模型.计算结果表明:1.比例系数γ=0.199,σ=3.13×10-5时,该全地幔密度模型可以70％恢复Dziewonski提供的下地幔密度模型,50％恢复Woodhouse提供的上地幔密度模型.合成密度分布基本上反映了分别由P波和S波速度异常所提供的地幔密度分布特征;2.所有穿过太平洋中部的剖面均明显地显示出一个低密度异常从地表一直延伸到核-幔边界;3.所有大陆下部均存在一个高密度异常区,而且深入到1200—1300km深度处;4.由密度异常的正、负交替基本上将部分地区地幔分成为3层,其深度依次为:第1层25—1300km左右,第2...     

关于全球地震层析成像反演方法的探讨

以全球地震面波相速度变化问题为例，使用约３００００道高质量的面波记录数据集，在数据空间和模型空间的误差服从零平均Ｇａｕｓｓ随机分布的假设下，研究反演中的阻尼和参量化问题．发现最佳分块尺度随频率增高而减小；分块参量化方法比球谐展开方法引入的人为因素少，但难以分辨甚低阶横向非均匀性，除非施加极端的空间平滑；球谐函数展开则具备恢复长波结构的优点．为此提出一种混合参量反演方法：首先用球谐函数作为全球基函数，恢复相速度的低阶球谐分量，然后用此作为进一步反演的初始模型，用分块模型迭代反演，得到最终结果．     

关于全球地震层析成像反演方法的探讨

以全球地震面波相速度变化问题为例，使用约３００００道高质量的面波记录数据集，在数据空间和模型空间的误差服从零平均Ｇａｕｓｓ随机分布的假设下，研究反演中的阻尼和参量化问题．发现最佳分块尺度随频率增高而减小；分块参量化方法比球谐展开方法引入的人为因素少，但难以分辨甚低阶横向非均匀性，除非施加极端的空间平滑；球谐函数展开则具备恢复长波结构的优点．为此提出一种混合参量反演方法：首先用球谐函数作为全球基函数，恢复相速度的低阶球谐分量，然后用此作为进一步反演的初始模型，用分块模型迭代反演，得到最终结果．     

工程物探中地震层析成像的研究

从实际情况出发，讨论工程中应用地震层析成像方法几个环节中的一些具体问题，包括资料采集中观测系统的装置，原始资料的分析和预处理，以及资料处理时如何选择合适的参数等。文中提出的扫描法、快速搜索法等弯曲射线校正方法克服了以往方法计算量大、存在盲区等缺点。反演实测资料效果良好。     

关于全球地震层析成像反演方法的探讨

以全球地震面波相速度变化问题为例,使用约３００００道高质量的面波记录数据集,在数据空间和模型空间的误差服从零平均Ｇａｕｓｓ随机分布的假设下,研究反演中的阻尼和参量化问题．发现最佳分块尺度随频率增高而减小;分块参量化方法比球谐展开方法引入的人为因素少,但难以分辨甚低阶横向非均匀性,除非施加极端的空间平滑;球谐函数展开则具备恢复长波结构的优点．为此提出一种混合参量反演方法：首先用球谐函数作为全球基函数,恢复相速度的低阶球谐分量,然后用此作为进一步反演的初始模型,用分块模型迭代反演,得到最终结果．     

全球地震层析地幔密度横向不均匀及大陆动力学

地震层析为我们提供了研究全球及区域地幔横向不均匀的有力工具。本文使用Ｓ１２－ＷＭ１３［１］层析模型,假设地震波速度异常与密度异常之间呈线性关系［２］,以ＰＲＥＭ模型［３］为基础,计算了全球和部分区域的球谐展开１２×１２阶地幔密度异常分布;分析了一系列的结果,特别分析了大陆下部地幔密度异常的基本格局;讨论了其对大陆动力学研究的意义。应用于中国大陆发现,整个中国大陆下部７０ｋｍ－１５０ｋｍ深部范围内是地震剪切波的低速带或密度低的地区,而在１５０－４００ｋｍ范围中又处于密度高的异常地带。本文从地幔动力学的观念出发讨论了中国大陆岩石层构造运动的地幔动力学问题。     

井间地震波衰减成像的几种方法

在井间走时成像的基础上，进行衰减成像，可以克服单一物性反演的局限性，从而更全面地认识井间研究区的地质结构与物性分布，本文列了四种具有代表性的井间地震波衰减成像方法，并就各种方法的稳定性及其在井间成像中的适用情况进行了讨论。