各向异性介质共炮域高斯束叠前深度偏移

高斯束偏移作为一种射线类偏移方法的改进算法,兼顾了成像精度和运算效率,越来越受到人们的关注。在传统高斯束叠前成像算法的基础上,引入地下介质各向异性参数,通过修改运动学和动力学射线追踪方程,发展了基于各向异性介质的共炮域高斯束叠前深度偏移方法。简单各向异性洼陷模型和国际标准各向异性Hess模型的试算结果表明:各向异性参数对地震记录的大偏移距信息影响较大;对于地层各向异性不能忽略的探区,采用基于各向异性介质的高斯束成像方法能够更加准确地刻画复杂的地下构造。     

VTI介质自适应聚焦束偏移

自适应聚焦束是高斯束的改进,采用多次聚焦的思想,考虑局部速度场对波束宽度的影响,将地震波束有效能量控制在一个波长的范围内,与常规高斯束的不同点在于动态选择初始波束参数。将自适应聚焦束偏移方法应用到VTI介质,基于经典弹性参数表征下的各向异性射线追踪方程体系,结合自适应聚焦束处理强横向变速成像问题的优势,实现了VTI介质自适应聚焦束偏移。通过与传统高斯束形态的对比,突出了自适应聚焦束形态控制的优势。利用各向异性Sub-Sag模型验证了各向异性介质自适应聚焦束偏移方法的正确性和稳定性,各向异性SEG/Hess模型测试结果证明了该方法对复杂地质模型的适应能力;实际地震资料的处理结果表明,该方法成像效果优于传统各向异性高斯束偏移方法。     

VTI介质高斯束叠前深度偏移

本文基于各向异性运动学射线追踪和动力学射线追踪,在各向同性高斯束叠前深度偏移算法的基础上,给出了各向异性高斯束叠前偏移方法原理,提出了一种适用于VTI介质的P波高斯束叠前深度偏移方法。针对水平层状VTI介质模型,分析了各向异性参数ε和δ对高斯束叠前深度偏移的影响。对多层页岩模型和SEG/Hess模型偏移试算结果表明,本文方法是一种准确有效的VTI介质叠前深度偏移方法。     

角度域各向异性高斯束逆时偏移

通过引入经典弹性参数表征的各向异性介质运动学和动力学射线追踪体系,结合高斯束传播过程中角度信息的计算提出了基于格林函数的角度域各向异性高斯束逆时偏移方法.通过对国际通用模型数据及实际资料进行测试表明:本文方法具有对各向异性介质进行精确成像的能力,在低信噪比及复杂构造地区成像效果明显优于Kirchhoff叠前深度偏移.     

声波各向异性时间域高斯束叠前深度偏移

作为一种改进的射线类偏移方法,高斯束偏移不仅具备射线类偏移灵活、高效的特性,而且还拥有接近波动类偏移的成像精度。与传统频率域高斯束偏移相比,时间域高斯束偏移通过调整成像公式,把频率域积分转换为成像时刻的函数,提升了计算效率。随着地震采集方位角的变宽和观测排列的加长,各向异性对地震偏移成像的影响变得不容忽略。文中将基于相速度的各向异性射线追踪算法应用于时间域高斯束偏移,并对动力学射线追踪相关系数进行优化,形成一种更高效的各向异性声波时间域高斯束偏移方法。模型试算表明,相比于其他各向异性算法,在保证成像精度前提下,所提方法具有更高计算效率和更强适用性,尤其适用于各向异性复杂构造成像。     

高斯束深度偏移的实现与应用研究

高斯射线束(高斯束)的本质是利用傍轴近似方程在射线中心坐标系中描述波传播。高斯束偏移包括单个高斯束的求解及所有高斯束叠加成像两步骤。单个高斯束分两步求得,即通过运动学射线追踪求取中心射线的路径及走时;通过动力学射线追踪获取中心射线附近的高频能量分布。利用相互独立的高斯束描述波传播,既保持了射线方法的高效性和灵活性,又考虑了波场的动力学特征。高斯束偏移利用相互独立的高斯束叠加成像,解决了射线类方法中的多路径问题,兼具了初至波到达时Kirchhoff积分偏移的灵活性和波动方程偏移的精确性。高斯束偏移方法没有成像倾角限制,并且只需在射线追踪时引进高程管理即可将其应用至起伏地表情况,避免了复杂区的静校正问题,提高了起伏地表地震数据的成像精度。理论数据和实际数据的试验结果证明了该技术的有效性与优越性。     

各向异性介质弹性波高斯束偏移方法

弹性波高斯束偏移是一种兼顾成像精度与计算效率的多分量地震成像方法,但当前的研究多集中在各向同性介质声波、弹性波成像和各向异性介质声波成像,针对各向异性介质弹性波偏移的文献相对较少。为此,在前人的研究基础上,发展了各向异性介质弹性波射线追踪方程,以二维各向异性弹性波Kirchhoff-Helmholtz积分为基础,利用弹性动力学表征的格林张量推导了各向异性介质中弹性波波场正、反向延拓公式,提出了一种针对各向异性介质多分量地震数据的成像方法。通过在成像公式中引入权函数,很好地压制各向异性介质成像中不同波型引起的串扰。通过引入符号函数,解决了转换波成像过程中的极性反转问题。TTI介质洼陷模型和TTI介质多层构造模型试算结果表明：与各向同性介质弹性波高斯束偏移方法相比,各向异性介质弹性波高斯束偏移成像结果的信噪比较高、同相轴连续性较好、构造位置更准确;使用多分量地震记录,利用纵、横波波场信息成像,有效提高了成像分辨率;与传统的基于标量波场的成像方法相比,所提方法的适应性更好。     

TI介质角度域高斯束逆时偏移方法

高斯束逆时偏移兼具高斯束偏移灵活、高效和逆时偏移高精度的优势,具有面向目标成像的能力。本文将基于相速度的各向异性射线追踪算法引入高斯束逆时偏移中,并结合高斯束计算时的传播角度信息,实现了一种更为高效的TI介质角度域高斯束逆时偏移方法。模型试算表明：同传统基于弹性参数的各向异性算法相比,在保证成像精度的前提下,本文方法具有更高的计算效率,同时提取的角度域共成像点道集（Angle Domain Common Imaging Gather,ADCIG）不仅能够为后续偏移速度分析提供支撑,而且可以用于分角度叠加成像,压制成像噪声、提高成像质量。     

高斯射线束正演与偏移

 本文在介绍高斯射线束原理和正演的基础上，从叠后偏移开始分析了高斯射线束偏移的基本原理，并给出了优化的思路和具体的算法流程。高斯射线束是波动方程集中于射线附近的高频近似解，高斯射线束法将射线理论和波动方程方法紧密结合在一起，利用高斯束替代普通射线方法中的射线进行波场正演和延拓，既保持了射线方法的高效性和灵活性，又保留了波场的动力学特征，不仅克服了普通射线方法的一些缺点，而且由于无需两点试射，因而效率非常高。将高斯射线束法引入偏移，利用高斯射线束的性质，可以解决基尔霍夫方法的多值走时问题。模型试算表明，本文介绍的高斯射线束偏移方法能够充分利用高斯射线束的优势，既具有较高的效率又能够获得较好的成像效果。     

TI介质带限射线束传播及偏移方法

地震数据是典型的带限信号，这限制了传统高频射线理论在其偏移处理中的应用。本文构建了一种适用于横向各向同性（TI）介质的带限射线束传播算子，并应用于射线束偏移。在局部平面波近似下构建了带限射线追踪算法，并将该算法扩展到TI介质。在带限中心射线基础上引入旁轴近似展开，构建适用于TI介质的带限射线束传播算子，将该带限射线束传播算子应用于各向异性介质射线束偏移。该传播算子在保持射线类方法高效灵活优点的基础上，兼具波动类波传播算子能够描述带限波场传播的特性。数值实验表明，各向异性带限射线束改善了盐丘等复杂构造与各向异性区域的照明，提高了偏移成像剖面和角度域共成像点道集的质量。     

VTI介质快速偏移速度分析

针对由反射数据难以同时估计垂向速度和各向异性参数,本文首先将地下介质近似为可分解VTI介质,其次通过介质参数更新和叠前深度偏移两步迭代进行偏移速度分析。为了解决应用中遇到的射线追踪精度与计算效率问题,本文依据可分解VTI介质,给出了-种射线追踪算法,可大幅度减少弹性模量空间求导运算;此外通过变旅行时步长样点方式,提高了点到面射线追踪计算炮检距的精度。数值模型应用表明,该方法能快速收敛于理论模型,且计算效率约是常规VTI介质偏移速度分析的4倍,是叠前深度偏移速度建模快捷且接近实际地质模型的-种方法。     

横向各向同性介质中纵波和转换横波的快速射线追踪方法

首先根据横向各向同性介质中群速度与相速度的关系,以及横向各向同性介质中射线参数的表达式,推导出适用于做射线追踪的射线参数解析表达式。在介质的对称平面内,利用逐段迭代的射线追踪方法导出了任意形态光滑界面反射点和透射点的一阶修正量公式,可适用于纵波、转换横波的射线路径及旅行时的计算。公式推导未做弱各向异性的假设,对任意强度的各向异性介质都适用。通过用水平界面各向异性介质时距曲线公式（Ｔｓｖａｎｋｉｎ     

追踪积分偏移法

传统的绕射积分偏移是以波动方程的克希霍夫积分解为基础,将散射信号以加权形式加到绕射曲线的顶点来完成的。由于它不能使界面完全归位,在水平方向上存在偏离现象,因此,必需使用成像射线追踪再进行一次深度偏移,才能将能量归位于散射点。实践表明,该方法在积分区间或偏移范围大的情况下会严重地降低剖面的信噪比。为此,我们基于该方法,提出一种沿法向进行射线追踪的追踪积分偏移法,这种方法通过两次射线追踪即可实现界面的完全归位。然后换算到垂直方向上进行时—深转换,所得深度剖面可克服成像射线追踪深度偏移有时出现空白区的缺陷。理论模型试算的结果表明,追踪积分偏移方法是切实可行的,并具有速度快、运算简单、信噪比高等优点,可为波动理论深度偏移提供准确的速度模型。     

起伏层状TI介质中多次波射线追踪

现有的TI介质中的射线追踪算法很少涉及多次波的追踪计算,加之大多数算法又是建立在规则网格（或单元）模型划分的基础上,不利于追踪不规则界面下的多次波射线路径和相应走时。本文在模型参数化时引入不规则网格（或单元）划分,在主节点上对TI介质的6个参数（五个弹性参数,外加介质对称轴倾角）进行采样,计算得到三种类型 （qP,qSV,qSH） 波的群速度,通过单元主节点的群速度值线性插值得到次级节点上的群速度值。然后采用网格（或单元）波前扩展的方法进行分区波前扫描（射线追踪）,实现了起伏层状TI介质中多次（透射、反射、及转换）波的追踪计算。均匀各向异性介质中的计算结果表明,数值解与解析解吻合,验证了算法的有效性;模型数值模拟结果表明,该算法可以有效地模拟起伏地表和速度间断面,具有较高的计算精度和较快的CPU运行时间,能够适用于任意倾角的TI介质中的多次波射线追踪。     

常梯度射线追踪法及在VSP-CDP成像中的应用

本文用常速度梯度射线追踪法进行反射波的射线追踪,并结合两步法和插值逼近法求解两点射线追踪问题,最后将该方法应用于VSP-CDP成像中。对模型资料和实际资料进行试算结果表明:两步法结合插值逼近法能较好地解决复杂速度场的两点射线追踪收敛问题,但两步法只对二维速度模型有效,对于三维模型的两点射线追踪问题,仍使用文中式(11)给出的三角形面积加权的插值逼近法。