波场延拓速度分析

对常用的静校正方法进行分析,认为把复杂地层速度用其下覆地层介质替换,去掉复杂地层对处理带来的影响,可以提高速度分析的精度,对于CMP道集地震数据,在共中心点一半偏移距中,可以利用波动方程的叠前双平方根算子,实现延拓,进行层层剥离．本文提出层速度替换速度分析方法,用来解决复杂地层速度对地震速度分析的影响,理论模型计算表明,该方法是可行的。     

波场延拓深度滤波方法

消除面波是地震数据处理中的一个重要内容．本文提出了基于15°波动方程的深度滤波方法．由于面波与有效反射波具有不同的传播深度,可利用波场向下延拓方法将二者进行波场分离．把向下延拓后的波场中集中在地表附近的面波能量切除后,再将波场重新延拓回原始的观测面,达到去除干扰的目的．实际资料处理显示：方法计算稳定,消除面波能力强,能更好地保持波场的有效成份和幅值,符合波场的实际传播状态,表明该方法正确可行．     

波场延拓短算子构造方法

在频率-空间域显式叠前深度偏移中，波场深度延拓是通过显 式差分短算子与波场的空间褶积完成的. 基于对显式差分短算子的设计方法的研究，提出了 一种基于相移算子约束的离散光滑插值的构造一维显式短算子的方法. 通过离散光滑插值法 ，在频率-波数域中，以传播区内的相移算子为约束，在传播区外的算子两端处以零点为约 束，进行离散光滑插值，使得所得算子具有二阶光滑可导性，则其对应的频率-空间域中的 算子就可以取得很短. 该方法设计简单，精度高，能够满足波场深度延拓的需要.     

波场延拓深度滤波方法

消除面波是地震数据处理中的一个重要内容．本文提出了基于15°波动方程的深度滤波方法．由于面波与有效反射波具有不同的传播深度,可利用波场向下延拓方法将二者进行波场分离．把向下延拓后的波场中集中在地表附近的面波能量切除后,再将波场重新延拓回原始的观测面,达到去除干扰的目的．实际资料处理显示：方法计算稳定,消除面波能力强,能更好地保持波场的有效成份和幅值,符合波场的实际传播状态,表明该方法正确可行．     

最优可分表示法三维波场延拓

适于复杂介质的高精度波场延拓算子是叠前深度偏移研究的重要内容。本文采用最优可分表示方法,运用正反傅立叶变换构造了三维单程波场延拓算子,算子实现了波数域变量与空间(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。脉冲响应显示在区域内各速度的脉冲计算值与理论值基本一致,说明最优可分表示法叠前深度偏移可适用于强变速条件下复杂介质的成像需求。SEG／EAGE模型和实测数据的成像结果验证了本文方法对复杂构造的成像能力。     

基于波场延拓的变换坐标转换波静校正

常规的转换波静校正的基本思想都是从地震波的运动学特征出发,基于地表一致性假设.在地表条件复杂和地表高程相差较大的地区,它不仅无法解决严重的静校正问题,反而会带来新的畸变.本文基于频率波数域波动方程偏移原理,采用波场延拓方法实现转换波静校正,其关键点在于时间空间域和频率波数域的相对应.文中通过坐标变换将起伏地表转化为新坐标系下的水平地表,把炮点和检波点映射到同一水平面上,然后在新坐标系下推导频率域波动方程延拓公式,接着对下行波P和上行转换波SV分别利用近地表速度向上延拓到基准面,恢复起伏地表到基准面之间的真实波场,最后转换到原始坐标系取出基准面数据完成转换波静校正.通过对模拟和实际数据处理,证明该方法是正确和有效的.     

瞬变电磁虚拟波场的三维曲面延拓成像

根据瞬变电磁场扩散方程与波动方程间存在的数学对应形式,将已知瞬变电磁场数据转换为虚拟波场数据,在此基础上,提出了用克希霍夫积分法将所转换的波场从地面向地下反向延拓的方法.在延拓的数值计算中,为提高计算效率,采用三维边界元技术,把边界积分分解为诸三角单元积分的积分之和, 建立了曲面延拓方程式;通过地面测点的波场值,求出地下某一点的波场值,实现了地表为曲面的向下延拓成像计算.通过对理论模型计算和实际资料处理,证明了该方法可以增强瞬变电磁法识别地下电性分界面的能力,使瞬变电磁法对地下目标体的三维精细探测成为可能.     

波动方程深度偏移波场延拓算子的快速重建

基于波动方程的叠前深度偏移对计算机的速度和存储空间都有较高要求.随着并行集群的出现,此类叠前深度偏移问题已经开始应用于工业生产,但与传统偏移方法相比仍然耗时较长.本文应用三次样条函数对波场延拓算子进行光滑处理,然后用抽样函数进行算子重建,既可以保证计算精度,又能减少叠前深度偏移过程所需的计算存储,从而提高效率,缩短整个处理流程的时间.     

全声波方程波场深度延拓倏逝波压制研究

与经典的单程波深度偏移方法相比, 全声波方程波场深度偏移方法在成像质量和计算效率方面会面临新的难题, 还有诸多理论问题值得深入研究, 其中倏逝波的压制问题是全声波方程波场深度延拓及深度偏移方法面对的一项特殊挑战.为了解决该问题, 本文提出了两种新的倏逝波压制策略.策略Ⅰ是以经典频率-波数域方法为基础, 提出广义低通滤波器方法; 策略Ⅱ是以能量守恒原理为基础, 来解决波场延拓中倏逝波的振幅爆炸问题.对梯度速度模型的脉冲响应计算表明, 本文提出的两种倏逝波压制策略在横向速度变化剧烈情况下的数值结果都是稳定的, 并且能够实现与有限差分方法相同的波场延拓计算精度.在对盐丘模型成像时, 在相同计算参数下, 本文所提新策略解决了在使用传统低通滤波器压制倏逝波时无法对高角度构造进行准确成像的缺点.相较于压制倏逝波的谱投影方法, 本文所提新策略不仅在成像质量上达到了与之相同的水平, 而且具有更高的计算效率.通过一系列数值模拟实验表明: 与传统倏逝波压制策略相比, 本文所提新策略在实现全声波方程波场深度延拓及成像时, 更好地平衡了计算效率和计算精度, 具有更好的实用价值.

     

维波场延拓复杂表层模型校正方法及应用

如何正确地消除复杂地表对地震波场的影响，提高地下构造成像的质量一直是中国西部复杂地区地震勘探中存在的难题.本文在三维复杂表层速度模型层析反演\[1\]的基础上，研究了关于复杂地表的静校正问题，提出用三维波动方程在炮集上对地震波场进行正、反向延拓，消除复杂地表对波场的影响，实现三维复杂表层模型校正.理论和实际应用证明，该方法已超越常规静校正的含义，属时变校正方法.用本方法处理复杂地表问题，不但能消除表层对不同深度反射波产生的不同时差影响，提高叠加剖面质量，而且能使校正后的地震波场保持波动特征不发生畸变，可为建立正确的深层速度模型和波动方程叠前深度偏移奠定良好的基础.     

一种稳定的波场延拓反Q滤波算法

反Q滤波算法中稳定性是关键。针对地下介质为层状Q模型结构,本文提出一种稳定的反Q滤波算法,基于波场延拓原理,对于每个常Q层反Q滤波算法分两步完成:(1)利用一种稳定的波场延拓算法,将地表波场记录直接延拓到当前层上;(2)在当前层内进行常Q反滤波。在步骤(1)中,利用稳定的波场延拓算法并结合稳定因子,将地表波场记录直接延拓到当前层上,避免了上覆层反Q滤波误差的累积。在步骤(2)中,对于当前层内的反Q滤波,通过对该层地震信号的Gabor谱分析,拾取时变的限幅频率,并确定相应于该频率值的限幅增益值来实现反Q滤波算法的稳定性。最后通过理论模型与实际数据验证了算法的优越性。     

基于一步法波场延拓的正演模拟和逆时偏移成像

通常工业界实现逆时偏移算法时采用有限差分数值方法模拟地震波场,波场模拟常常受稳定性条件限制,且易产生数值频散,成像精度降低.本文引入了一步法波场延拓方法,首先构建声波传播算子,借助Chebyshev多项式和Jacobi-Anger展开式近似传播算子中的e指数项,进而实现波场递推,该方法时间步长的选取不受稳定性条件限制而且不存在空间频散现象.本文将一步法波场延拓方法用于逆时偏移成像的波场模拟,并提出双缓冲区存储策略,在不增加计算量的前提下,大幅降低了逆时偏移方法的波场存储量.波场模拟和逆时偏移成像测试表明,本文提出的一步法波场延拓方法模拟地震波场精度高,消除了频散影响,可在较大时间步长的情况下实现高精度波场模拟;提出的基于一步法波场延拓的逆时偏移方法成像质量好;基于双缓冲区存储策略的逆时偏移成像方法存储成本低.

     

横向线性变速介质中的共炮检距波场延拓

对横向变速介质中振幅保真的共炮检距波场延拓方法进行了研究．在横向线性变速条件下,通过引入新的偏微分方程,给出了该介质中振幅保真的波场延拓方程．这一波场延拓方程是均匀介质中振幅保真延拓方程在横向线性变速介质中的推广．首先由线性变速介质中地震波射线的走时函数,证明了该延拓方程的运动学等价方程对横向线性变速介质中的所有炮检距和各种反射层倾角都适用．然后,通过对模型数据的计算并与传统的ＤＭＯ方法比较,证明了这一波场延拓方程能很好地保持波前的振幅特性,特别是能保持焦散点的波前的特性．     

横向线性变速介质中的共炮检距波场延拓

对横向变速介质中振幅保真的共炮检距波场延拓方法进行了研究．在横向线性变速条件下,通过引入新的偏微分方程,给出了该介质中振幅保真的波场延拓方程．这一波场延拓方程是均匀介质中振幅保真延拓方程在横向线性变速介质中的推广．首先由线性变速介质中地震波射线的走时函数,证明了该延拓方程的运动学等价方程对横向线性变速介质中的所有炮检距和各种反射层倾角都适用．然后,通过对模型数据的计算并与传统的ＤＭＯ方法比较,证明了这一波场延拓方程能很好地保持波前的振幅特性,特别是能保持焦散点的波前的特性．     

基于自适应变步长波场延拓的可控层分阶层间多次波模拟

地下低速夹层的存在导致地震数据中包含较强能量的层间多次波,有效识别和预测深部储层上覆地层产生的层间多次波是提高深部储层解释精度的重要环节,而准确模拟层间多次波是辅助识别地震数据中层间多次波的一种非常有效的方法.本文提出了一种基于自适应变步长波场延拓的可控地层分阶层间多次波模拟方法,该方法基于自适应变步长波场延拓,以递归循环的方式实现分阶层间多次波的模拟.通过对模型添加双重层位约束,可以模拟指定地层产生的各阶层间多次波.利用二维反周期延拓方法压制波场延拓的边界反射优于传统方法,例如吸收边界法.提出自适应变步长波场延拓技术,大大提升了波场模拟的效率.理论和数值例子表明,本文方法模拟的一次波和各阶层间多次波与常用的有限差分方法模拟结果具有很好的一致性,且克服了有限差分方法无法分阶模拟波场的不足,显著提升了层间多次波识别的效率.

     

倾斜层转换波速度比分析和叠加——潘一煤层Ps波处理的实际应用

目前转换波处理主要局限在水平层假设的前提下,使用斜层共转换点叠加有助于缩短处理流程,提高剖面质量.基于射线定律和几何关系,推导出了单一斜层的转换点位置迭代公式和解析表达式,对不同的深度比,速度比和角度正弦对转换点位置的影响作出分析并与平层渐近转换点公式对比.应用斜层方法对单一煤层进行速度比扫描,提取该属性并对煤层叠加成像,比平层假设方法更能反映目的层的变化.进一步使用插值模型使连续层叠加不再使用拼接方式,而是采用逐个采样点归位叠加的方式形成完整意义上的剖面.对实际资料的三个煤层和新生界进行了方法实验,比单一斜层叠加和水平层假设的效果有所提高.     

基于位场分离与延拓的视密度反演

由于目前计算机内存和速度的限制,在对大面积重力资料进行三维密度反演时,已有的反演方法很难奏效.文中提出了一种基于位场分离与延拓的视密度快速反演方法：首先应用场分离的切割法对平面上的重力场进行不同深度层源的切割分离;然后运用大深度向下延拓方法将各层的场延拓至相应的深度;最后反演出各深度层的密度.反演得到的密度是各深度层密度的近似分布,称为视密度反演.本反演方法克服了传统已有方法计算时间特别长、解稳定性差的缺点,在主频1.99 GHz的微机上,反演128×128×10个密度值的计算时间小于20 s,理论模型和实际资料的应用表明反演具有较好的效果.     

共接收点倾斜叠加波动方程偏移

共接收点倾斜叠加波动方程偏移,本质上是一种叠前偏移方法.每给定一个斜率P,对经过叠前（动校正前）常规处理的地震记录中的各共接收点道集,沿直线t=τ+px进行倾斜叠加,就形成一个共接收点倾斜叠加剖面.对之进行波动方程偏移,该偏移剖面将代表地下真实构造.对一系列的p,我们可以得到一系列这样的偏移剖面.对它们作共接收点叠加,偏移叠加剖面的信噪比将超过水平叠加剖面.本文导出了在均匀、水平层状及非均匀介质条件下的共接收点倾斜叠加波动方程偏移算法.