地表多次波应用研究

在地震资料处理中，多次波通常作为噪声被压制和消除。但和一次波类似，多次波是地下反射层的多次反射，因此也蕴含了地层结构信息。如果把一次反射波当作震源（准震源），把多次反射波当作接收点波场，就可以像处理一次波一样对多次波进行偏移成像。首先通过互相关技术将多次波转化成准一次波；然后以一次反射波地表接收点作为准震源，对准一次波进行偏移成像。准一次波的运动学特征与一次波的相似，因此可以用准一次波来弥补一次波记录中缺失的近炮检距数据，以及在有陡倾角构造的情况下，有可能弥补缺失的远炮检距数据。数值模拟表明，多次波偏移能得到和一次波相似的成像结果。     

地表多次波应用研究

在地震资料处理中，多次波通常作为噪声被压制和消除。但和一次波类似，多次波是地下反射层的多次反射，因此也蕴含了地层结构信息。如果把一次反射波当作震源（准震源），把多次反射波当作接收点波场，就可以像处理一次波一样对多次波进行偏移成像。首先通过互相关技术将多次波转化成准一次波；然后以一次反射波地表接收点作为准震源，对准一次波进行偏移成像。准一次波的运动学特征与一次波的相似，因此可以用准一次波来弥补一次波记录中缺失的近炮检距数据，以及在有陡倾角构造的情况下，有可能弥补缺失的远炮检距数据。数值模拟表明，多次波偏移能得到和一次波相似的成像结果。     

不同维度下层间多次波正演模拟及其应用

实际陆上地震数据中存在严重的层间多次波,利用数值正演模拟方法可以帮助理解层间多次波的生成机理。常用的全波场数值模拟方法无法将一次反射波和层间多次波单独分离,缺乏灵活性。为此提出了一种新的层间多次波数值模拟方法,该方法基于反射率模型,将地震波传播过程与多次波分阶过程单独分开,通过循环递归方式灵活地实现不同阶次的层间多次波模拟,采用傅里叶有限差分法进行波场延拓以提高地震波的横向传播精度,同时在不同维度的模型中实现层间多次波高精度数值模拟。数值实例表明,层间多次波分阶模拟可以有效地分离不同阶次的层间多次波,记录到的总地震波场数据是各阶层间多次波的组合(一阶反射波认为是0阶多次波)。新的层间多次波数值模拟方法还可以帮助识别和预测深部储层上覆地层产生的层间多次波,指导速度分析,提高储层解释的精度。     

基于散射成像的多次波衰减

为解决地震数据处理中的多次波问题，研究了散射成像衰减多次波方法，分析了该方法的基本原理、实现步骤以及实际应用效果。散射成像方法主要是根据散射波的波场特征及散射理论，利用共散射点的等效偏移距道集对地下地质体进行偏移成像。基于共散射点道集（CSP）成像时，每炮利用了多道信息，而在CSP道集中，仅入射角等于反射角的少数道含有多次波，因此，散射成像具有衰减多次波的特性。实际应用表明，该方法在衰减多次波方面效果明显。     

多次波在采集数据缺失区地震成像中的应用研究

在主要利用地震一次波信息进行成像的背景下,当地震资料采集过程中遇到某些无法放炮而只能放置检波器的障碍地段,会出现地下构造成像信息不足。若此区域地震多次波比较发育,可以尝试将多次波视为有效信息进行利用。在障碍地段的检波点处设置虚拟炮点和虚拟接收点,通过互相关和叠加的方法技术将多次波降阶构建虚拟一次波;通过虚拟一次波偏移成像,实现观测系统障碍区域的多次波成像,并用于补充地震一次波成像信息的缺失,从而获得更加丰富和完整的地下构造成像信息。模型数据和实际资料测试结果证明了该方法技术的可行性和有效性。     

基于改进的频率域拉冬变换衰减多次波方法

在叠前深度偏移提取的角度域共成像道集中可以对多次波进行衰减,对于给定一个准确偏移速度模型,多次波和一次波具有不同的角度域时差,根据这一特征,实现一次波和多次波的分离。本文在提取的角度域共成像道集中,应用改进的频率域拉冬变换,分离一次波和多次波,由于每个角度域共成像道集皆包含复杂的三维地震波场传播效应,所以该方法具有处理三维地震资料和复杂地下构造的能力。相比于波动理论衰减多次波和传统拉冬变换衰减多次波方法,该方法在提高效率的同时,保证了衰减多次波的准确性。     

一次波和层间多次波联合成像方法

地下强反射界面产生的层间多次波传播路径复杂，压制难度大而且成本高，一直以来都是困扰油气勘探的棘手难题。考虑到层间多次波也是来自地下界面的真实反射，同时逆时偏移可以实现多次波的正确归位，因此，从节省计算成本和提高成像精度的角度出发，开展了一次波和层间多次波联合成像方法研究。首先，通过分析联合成像过程，引入了基于上、下行波场分离的成像条件以提高成像精度；然后，重点针对联合成像过程中引入的串扰假象，分析了其产生机制，提出了基于缺失边界匹配补偿的解决策略，通过将震源正向延拓上边界与实际地震资料进行匹配求取匹配因子，并将其作用于缺失边界的正演数据，从而实现保真逆时延拓，有效避免串扰假象的产生；最后，应用数值试算验证了方法的可行性、有效性和适用性。     

起伏地表的自由基准面波场成像方法研究

基于波动方程基准面延拓的偏移方法理论,从地震波场正演模拟的角度出发,提出了一种新的适用于起伏地形的地震叠后正演方法。该方法综合利用了"地形淹没"和"零速层偏移"的思想,通过基准面变换和设置零波场传播层,将原始模型的地表作为新模型的一部分,有效地消除了起伏地形的影响,并采用常规的波场延拓算子进行波场延拓与波场成像计算,实现了起伏地表模型的地震叠后数值模拟。基于该方法理论,还发展了一套完整的自由基准面波场延拓流程,可以将地表观测的地震波场延拓至任意的基准面之上,对研究野外地震波的传播规律、后续的偏移处理以及地震资料的解释具有非常重要的意义。仿真实验的结果均验证了地震正演模拟方法和自由基准面波场延拓流程的正确性和有效性。     

地震成像中的Born近似与Rytov近似比较

地震波散射理论中的Born近似和Rytov近似是目前地震数据波动方程叠前深度偏移成像技术和波场模拟技术中最为常用的两种近似。利用波场传播散射理论中的局部Born近似和局部Rytov近似,分别导出了单程波方程的稳定的Born近似波场传播算子和稳定的Rytov近似波场传播算子,然后从理论和实践上比较了它们在地震数据波动方程叠前深度偏移成像中的应用效果。基于相位扰动的稳定的Rytov近似波场传播算子对速度变化引起的波场相位变化的适应性要比基于波场扰动的稳定的Born近似波场传播算子好，稳定的Born近似波场传播算子可视为稳定的Rytov近似波场传播算子的一阶近似,因此,对于主要基于地震数据相位信息的地震数据构造偏移成像, Rytov近似在理论上要优于Born近似。此外,还用国际标准模型--Marmousi模型地震数据的偏移成像,从实践上证明了Rytov近似要优于Born近似。     

薄互层油藏模型井间地震弹性波方程正演模拟研究

 本文采用非均匀介质中弹性波方程交错网格高阶有限差分法进行数值模拟,并通过对正演过程中每一时刻的弹性波场求散度和旋度实现了弹性波场分离。其散度场以纵波场为主,旋度场以转换波和横波为主;采用模型多尺度网格化、参数化技术,建立了薄互层油藏2D井间地震弹性介质模型。数值模拟试验表明,弹性波方程数值模拟能够更加真实地模拟井间地震的波场。正演模型与偏移成像结果剖面吻合很好。     

基于双平方根算子的速度建模方法及应用

准噶尔盆地南缘地表起伏剧烈,表层与深层地质结构不能满足常规地震资料处理方法的假设条件,成像效果不理想,地震解释深度与钻井实测深度误差较大。为提高该地区地震资料处理质量,利用双平方根算子速度建模的优势,探索了一种基于起伏基准面的地震资料处理方法,减小了共中心点道集水平基准面校正对波场产生的畸变,为叠前偏移提供了接近真实观测面的速度场,实现了时间域与深度域基准面的有效统一。新方法地震资料处理效果好,偏移成像归位准确,聚焦性好,测井与地震的深度误差明显降低,可供类似复杂山地地震资料处理借鉴。     

多次波对逆时偏移构造成像的影响

从理论上来说,逆时偏移能够对多次波进行成像,然而在实际生产中多次波还是被当作噪声从地震记录中衰减掉。为此,通过分析多次波在逆时偏移中的外推过程,提出将逆时偏移成像条件分为三部分：1真实构造处的反射成像;2非构造处低频噪声;3构造假象。应用三个简单模型的试算验证了逆时偏移可以对层间多次波成像,也可以对地表相关多次波成像,但在实际地震资料处理中,为防止多次波产生偏移假象,需要先衰减多次波再进行逆时偏移。     

基于优化系数的混合域Fourier有限差分叠前深度偏移

为了提高复杂高陡构造区成像精度,提出了基于系数优化的混合域Fourier有限差分叠前深度偏移方法,该方法利用padé近似的有理函数对波场外推算子进行展开,然后利用切比雪夫多项式优化展开式系数,推导得到新的波场外推算子,降低了与波动方程精确波场外推算子的相对误差,提高了对波场外推算子的逼近程度,且在保证计算效率的同时提高了高陡构造区地震偏移成像的精度。对比改进后的混合域Fourier有限差分偏移方法与常规的傅里叶有限差分偏移方法(FFD)对Marmousi模型偏移剖面的成像效果,系数优化后的混合域Fourier有限差分偏移方法具有更高的成像精度。     

平面波偏移、分角度成像与AVA道集生成

基于波场延拓的叠前深度偏移是实现复杂构造地质体成像的可靠方法，但存在着计算量大、对观测系统适应性差等缺点。平面波偏移是利用波动方程实现精确叠前成像的另一类方法，其基本原理是：通过地表延迟放炮的方式生成平面波震源，利用下行波方程进行波场正向延拓得到下行波场；对地表采集的炮集记录，以组合延迟放炮的方式叠加，得到地表平面波记录，利用上行波方程进行波场反向延拓得到上行波场；二者互相关求和，实现平面波地下波场成像。分析表明：平面波成像技术的精度与单平方根算子的共炮点道集偏移和双平方根算子的共中心点道集偏移相当，但计算速度要快得多，且易于并行计算。二维Marmousi模型数值计算表明，射线参数的范围和间隔是影响平面波成像质量的主要因素；不同角度入射的平面波对最终成像结果的贡献是不同的，据此可以有针对性地选择射线参数进行平面波成像。     

基于模型正演的叠前深度偏移

川西龙门山前缘构造非常复杂，逆掩推覆构造带构造形变强烈，构造幅度大，地层倾角陡，断块发育，波场复杂，速度横向变化大，常规叠后时间偏移处理成像效果较差。文章将地震资料模型正演技术应用到叠前深度偏移，探讨了一种有助于川西龙门山前缘逆掩推覆构造地震资料精确成像技术。先利用已有地震资料解释成果，根据地质任务建立二维地质模型，在此基础上进行射线追踪、模拟出单炮地震记录和自激自收剖面，从而对观测系统的最大炮检距、道间距等参数进行论证的一些实用方法，这些方法对地震资料采集具有很好的指导作用；然后根据这些结果，再比较准确地进行叠前深度偏移的初始速度模型建立，从而达到了复杂地表下复杂构造精确成像的目的。     

伪深度域声波数值模拟方法及应用

地震勘探所面对的地下介质中常包括低速体、起伏地表、高陡构造、孔缝单元等,对这些区域进行地震波场模拟时,为保证模拟精度和计算稳定性,网格间距需要取得很小,从而导致基于笛卡尔坐标系的常规有限差分正演模拟方法的局部过采样问题。为此,本文在前人研究成果的基础上,将伪深度思想引入到正演模拟中,利用曲线坐标系下的梯度、散度公式推导出伪深度域一阶速度-应力方程,实现了伪深度域地震正演模拟。同时,鉴于横向过采样问题没有得到有效解决的实际情况,采用自适应变差分算子计算横向空间导数,提出了伪深度域自适应变差分算子算法,综合考虑了纵、横向的空间采样问题,进一步提高了计算效率。最后,将算子扩展到逆时偏移中,实现了伪深度域自适应逆时偏移算法。模型试算结果表明:相比常规正演模拟算法,伪深度域自适应变差分算子算法在保证精度的前提下,计算效率提高了约25%,存储占用降低了近30%。     

大尺度强变速地震波场数值模拟与偏移成像的有限积分变换方案

文中介绍了利用有限积分变换表示函数的一般原理；以二维标量波动(声波)方程为例，总结了前苏联学者Mikhailenko提出的一种混合域偏移成像方法，利用二维标量波场关于时间或空间的有限差分格式、关于时间的傅里叶变换及关于空间的有限差分近似，可得到波场的数值解；在此基础上，推出了基于有限积分变换的地震波数值模拟和裂步傅里叶偏移改进方案的基本方程。通过对基本方程中的时间项和空间项进行有限差分离散化，或者至少对两者之一取有限或无限积分变换，则可以利用与经典方案相类似的计算步骤解出由基本方程所形成的无限方程组，完成波场的数据模拟，并且计算量比经典方程大为减小；文中以二维裂步傅里叶偏移为例，总结了基于有限积分变换的地震波偏移的基本思想：在变换域内进行均匀背景速度模型的相位移动及在空间域内进行非均匀介质的相位移动；文中还讨论了数值计算和震源有限化、计算效率及与其他地震波场数值模拟、偏移成像方法的对比问题，认为有限积分变换方法可无限制地扩展计算区间，可以实现任意介质速度结构的地震波场数值模拟和偏移成像。数值计算结果表明，有限积分变换方案能给出令人满意的结果，这种数值模拟和偏移成像方法，有望为今后的大尺度地震波传播和成像理论研究及生产实践提供强有力的工具。     

双反射偏移(DWM) 技术介绍及应用

通过波动方程全波场正演模拟技术, 揭示了垂直界面产生的二次反射, 即双反射的波场特征, 在此基础上研究了双反射偏移成像技术。模型正演表明, 双反射偏移成像技术可使地下垂直或接近垂直的界面得以准确成像。通过该项技术的应用, 使得利用常规地震处理技术不能准确成像的近垂直的各种波阻抗界面( 断面、盐丘侧翼、油气水分界线等) 得以准确成像, 这对常规地震成像作了有益的补充。对有关断裂系统地质信息的准确识别及发现由断裂控制的继承性高产油气带和由微断层分割控制的剩余油等均具有十分重要的意义。     

地震散射偏移方法

现有的地震数据逆时偏移方法不区分散射数据与反射数据,成像公式是基于反射波传播概念建立的。从波动方程的扰动形式出发,根据地下非均匀体大小与波长之间的关系定义产生散射波的散射体和产生反射波的反射体,建立一次散射波数据的线性正演方程;然后利用线性反演理论推导出对散射体空间位置进行成像的地震散射数据偏移计算公式;应用Sigbee2A模型数据验证文中所提出的散射数据偏移方法。由理论和数值试验可知,对于散射数据的偏移成像,相较于基于反射概念建立的常规逆时偏移,所提出的散射数据偏移方法可以得到相位正确和分辨率更高的偏移结果。     

Radon变换压制层间多次波技术在高石梯-磨溪地区的应用

陆上地震资料中,层间多次波与一次波的速度差异较小,一次波的速度拾取困难,利用Radon变换压制多次波往往难以取得好的应用效果。在四川盆地高石梯-磨溪地区的地震资料中,震旦系-寒武系存在多次波的干扰,致使有效反射的振幅畸变,弱的有效反射被掩盖,造成测井合成地震记录与实际地震资料匹配差。该多次波具有干扰能量强、与有效波速度差异小的特点。基于处理和解释一体化的研究思路,在速度谱上利用时间域的构造层位来约束一次波速度的拾取过程,以减小多次波干扰对速度拾取的影响,提高平面上和纵向上速度拾取的精度;利用不同权系数的叠加速度进行扫描处理和Radon变换压制多次波,确定最佳匹配权系数,实现更高精度的多次波压制。在高石梯-磨溪地区,三维地震资料经压制多次波处理后,地震剖面上多次波的能量得到有效衰减,波组特征更为清楚,测井合成地震记录和井旁地震道相关性大幅提高。应用效果表明,这一技术在压制多次波的同时,能够有效地保护一次波能量,减少压制多次波的不确定性,提高地震资料的信噪比和成像效果,是压制陆上层间多次波的有效技术。