利用局部谐和基小波束的高精度叠前深度域偏移成像方法研究

小波束域利用局部余弦基(local cosine bases)的偏移成像方法具有很高的计算效率和成像质量.然而局部余弦基小波束通常沿垂直方向具有两个对称波瓣.由于缺乏单一定义的方向性,在某些强变速介质中利用局部余弦基的波传播方法会产生一定的误差,同时也使得一些在局部角度域的操作变得非常不便.于是我们提出了利用局部谐和基进行波场外推的方法.局部谐和基(local harmonic base)是由局部余弦基和局部正弦基线性组合而成,具有单一定义的方向性,同时具备快速算法.局部谐和基与Gabor-Daubechies标架类似,都具有单一定义的方向性,但比Gabor-Daubechies标架效率更高.局部谐和基保持了与局部余弦基的偏移成像方法相同的计算效率,但在成像精度上有了显著的提高.通过二维SEG/EAGE模型和BP模型的叠前深度域偏移成像说明了该方法的有效性.     

非零偏VSP弹性波叠前逆时深度偏移技术探讨

非零偏VSP地震资料是一种多分量资料,处理非零偏VSP资料,弹性波叠前逆时深度偏移技术无疑是最适合的处理技术.本文从二维各向同性介质的弹性波波动方程出发,研究了对非零偏VSP资料进行叠前逆时深度偏移的偏移算法,讨论了逆时传播过程中的边值问题和数值频散问题及其相应的解决方案;采用求解程函方程计算得到地下各点的地震波初至时间作为成像时间,实现了非零偏VSP资料的叠前逆时深度偏移.最后进行了模型试算和非零偏VSP地震资料的试处理,结果表明该方法不受地层倾角限制,较适用于高陡构造地区或介质横向速度变化较大地区的非零偏VSP地震资料处理.     

时-空局域化地震波传播方法:Dreamlet叠前深度偏移

提出了一种在时间和空间上完全局域化的波场分解和传播算法─dreamlet偏移方法.Dreamlet是一种脉冲-小波束形式的波场分解原子,它利用多维局部分解变换,把时空域波场映射到局部时间-频率-空间-波数相空间,并用局部相空间的传播算子(dreamlet算子)沿深度延拓.本文利用多维局部余弦变换实现dreamlet算法,分解后的波场系数和传播算子不仅有很好的稀疏性,且均为实数,也即波的传播和成像过程完全在实数域实现.文中推导了局部余弦基dreamlet波场分解和传播算子理论公式并将其应用于叠前深度偏移.在dreamlet相空间波的传播过程为稀疏矩阵相乘,而且延拓后的地表数据波场的有效时间长度随深度的增加不断减小,从而可以减少需要传播的波场系数.二维SEG/EAGE盐丘和SIGSBEE模型算例验证了理论推导的正确性,成像结果显示该方法在横向速度变化剧烈情况下有很好的精度.     

复杂地表条件下叠前菲涅尔束偏移方法

高斯束偏移虽然克服了Kirchhoff偏移不能处理多波至和单程波动方程偏移不能对陡倾构造准确成像的问题,但在复杂地表条件下其偏移精度取决于所选择的初始束宽度,即当初始宽度较小时,近地表成像精度较高,但此时中深层成像质量较差;反之当初始宽度较大时,中深层成像质量提高,但近地表成像精度降低.针对高斯束偏移中深层和浅层成像精度的矛盾,本文发展了一种适用于陆地复杂地表条件的叠前菲涅尔束偏移方法.基于惠更斯-菲涅尔原理,本文首先给出了菲涅尔束的概念及其表征的格林函数,并采用有效邻域波场近似理论和反褶积成像条件,导出了复杂地表条件下叠前保幅深度偏移公式.最后,针对常规旁轴射线追踪中的数值噪音,给出了一种压制策略.同高斯束偏移相比,本文方法不仅解决了中深层和浅层成像精度的矛盾,而且提高了复杂地表条件下平面波的分解精度,使得偏移结果更加准确可靠.典型的模型算例验证了本文方法的有效性和稳健性.     

地震叠前深度偏移方法流程及应用

针对复杂介质的成像问题，提出了一套地震资料叠前深度偏移方法流程，主要包括三部分：（１）地震资料精细预处理；（２）速度－深度模型建立；（３）叠前深度偏移成像．以Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ偏移理论为基础，强调地质与地球物理的综合以及地震处理与解释的一体化．在ＺＸ地区成功地实现了二维地震资料叠前深度偏移，所获得的ＮＥ２０６叠前深度偏移剖面揭示了复杂的ＺＸ古潜山及其内部构造，并清楚地展示了逆掩断层的存在．     

适用于三维隐式叠前深度偏移中矩阵求逆的混合算法

在深度偏移方法中，把二维隐式方法推广到三维，就会面对一个分块对角矩阵求逆问题. 通常，这种矩阵的求逆将耗费大量计算时间，严重制约了三维隐式方法偏移在实际资料处理中的广泛应用. 在螺旋边界条件下，该矩阵H具有Toeplitz结构的正定厄密矩阵，其快速求逆可由谱法LU分解或直解法快速实现. 本文结合谱法LU分解和直接解法方法的优点，提出了一种混合算法. 文中采用谱分解方法建立起矩阵列元素的谱分解表，并采用直解法的递推公式，可以快速给出矩阵的分解. 通过与谱法分解和直解法在分解精度和分解速度两方面的比较表明，本文方法与谱法相比，在非均匀介质中亥姆霍兹算子矩阵分解时的精度提高10倍；在计算速度方面，混合方法比简化后的直解法快. 因此，该方法的提出，在计算精度许可的条件下，最大限度地减少三维隐式差分偏移中矩阵求逆占用的时间，从而使得该方法能真正用于实际地震资料的处理.     

盐丘模型 推覆体模型 波动方程 叠前深度偏移

三维波动方程叠前深度偏移是复杂介质中进行构造成像、弹性参数反演的重要环节.由于其技术实现不仅涉及波场延拓理论的创新，而且需要大规模计算，因而研究难度较大. 本文以实验效果的取得为目的，完整地实现了SEG/EAEG盐丘和推覆体模型的三维波动方程辛几何算法的叠前深度偏移成像计算. 文中详细考察了所研制的波动方程三维叠前深度偏移软件系统及其对复杂地质构造的成像能力. 具体包括：1）对于盐丘模型，文中讨论了成像参数的选择、地震子波对成像精度的影响、完成二维及三维叠前深度偏移的比较；2）对推覆体模型，文中进行了脉冲响应测试；3）由两个模型的成像结果可见本文的波动方程三维叠前深度偏移软件系统已具有适应强速度横向变化、复杂构造的成像能力.     

一种倾角时差校正和叠前成象方法

本文从测量射线参数出发进行反向射线追踪,导出倾角时差校正（DMO）的公式。经过DMO后,可以从一组等炮检距剖面得出共分角线点道集。用于对这些道集进行叠加的速度值与界面倾角无关。对经过DMO的资料的等时切片进行叠前成象（PSI）,就可以把分布在圆上的绕射能量沿圆弧加起来,并放在圆弧上对应于最大炮检距的位置。经过这两种处理,再应用标准的速度分析和叠加方法,就可得出偏移后的剖面。这两种处理均与速度无关。最后用物理模型试验说明了DMO和PSI的效果是好的。     

自适应横向变速参考速度选择方法

基于扰动理论的混合域波动方程波场外推算子,具有一定介质横向速度变化适应能力,是反射地震学中研究较多的成像方法。此类波场外推算子沿深度层进行波场外推,都存在参考速度选择问题。单参考速度波场外推算子,适应地下介质弱横向变速,而多参考速度波场外推算子可以提高横向变速的适应能力和成像精度,但要以大量计算为代价。本文提出的自适应多参考速度选择策略,根据外推层地质构造的复杂度和给定的速度门槛值自动选择参考速度个数,利用该策略构造混合域SSF、FFD、WXFD和GSP等多参考速度波场外推成像算法。盐丘模型理论数据测试结果表明,自适应多参考速度波场外推算法具有强横向变速适应能力和较高成像精度。     

Handling dip discrimination phenomenon in common‐reflection‐surface stack via combination of output‐imaging‐scheme and migration/demigration

In the application of a conventional common‐reflection‐surface (CRS) stack, it is well‐known that only one optimum stacking operator is determined for each zero‐offset sample to be simulated. As a result, the conflicting dip situations are not taken into account and only the most prominent event contributes to any a particular stack sample. In this paper, we name this phenomenon caused by conflicting dip problems as ‘dip discrimination phenomenon’. This phenomenon is not welcome because it not only leads to the loss of weak reflections and tips of diffractions in the final zero‐offset‐CRS stacked section but also to a deteriorated quality in subsequent migration. The common‐reflection‐surface stack with the output imaging scheme (CRS‐OIS) is a novel technique to implement a CRS stack based on a unified Kirchhoff imaging approach. As far as dealing with conflicting dip problems is concerned, the CRS‐OIS is a better option than a conventional CRS stack. However, we think the CRS‐OIS can do more in this aspect. In this paper, we propose a workflow to handle the dip discrimination phenomenon based on a cascaded implementation of prestack time migration, CRS‐OIS and prestack time demigration. Firstly, a common offset prestack time migration is implemented. Then, a CRS‐OIS is applied to the time‐migrated common offset gather. Afterwards, a prestack time demigration is performed to reconstruct each unmigrated common offset gather with its reflections being greatly enhanced and diffractions being well preserved. Compared with existing techniques dealing with conflicting dip problems, the technique presented in this paper preserves most of the diffractions and accounts for reflections from all possible dips properly. More importantly, both the post‐stacked data set and prestacked data set can be of much better quality after the implementation of the presented scheme. It serves as a promising alternative to other techniques except that it cannot provide the typical CRS wavefield attributes. The numerical tests on a synthetic Marmousi data set and a real 2D marine data set demonstrated its effectiveness and robustness.