两种声波方程的叠前逆时深度偏移及比较

 本文分别从双程声波方程和任意广角声波方程出发，推导了地震波逆时传播的高阶有限差分格式，给出了逆时偏移的稳定性条件、边界条件与成像条件的计算方法，实现了这两种声波方程在二维各向同性介质中的逆时偏移。上述两种方程对理论数据的偏移结果表明：双程声波方程的逆时偏移无倾角限制，但层间反射会严重影响偏移剖面质量，而任意广角声波方程则可消除层间反射的影响，得到较好的成像效果。     

转换波地震资料中面波的压制

转换波资料的信噪比较低，有效信号往往被面波干扰淹没，因此需要对面波进行压制，但是将面波作为线性干扰的压制方法很难得到好的效果。面波的频散和衰减以及近地表速度存在差异等特性，使得面波干扰在能量分布、道间时差和子波形态等方面都不同于数学意义上对线性同相轴的定义，更多地表现为“视”线性的特征。通过对面波能量和道间时差调整。使面波干扰更接近真正意义上的线性同相轴，可以增强利用，f-k滤波压制面波的能力，在一定程度上消除面波干扰对转换波处理的影响。利用该方法对某煤田和某油田的实际转换波资料进行了处理，面波得到了有效压制。转换波从面波的干扰背景下被很好地恢复出来。     

多分量波场的矢量法叠前深度偏移技术

本文研究了二维各向同性介质中两分量记录的矢量法叠前深度偏移方法———叠前逆时深度偏移方法。首先从弹性波波动方程出发,在交错网格空间中推导了各向同性介质中弹性波逆时延拓的高阶有限差分格式;然后从程函方程出发,采用逆时差分格式求解地下各点的地震波走时。为确保算法满足地震波传播的因果性条件及其对复杂模型的适应性,用扩展波阵面算法追踪波前并搜索全局极小,以上述方法的计算结果作为弹性波逆时偏移的成像条件,实现二维多分量资料的叠前逆时深度偏移。模型试算和实际单炮记录试验表明,叠前逆时深度偏移方法考虑了地震波的矢量特征,是一种有效的矢量波场处理技术。     

逆时深度偏移中的子波拉伸校正

文中提出一种在逆时偏移的波场延拓后、应用成像条件前对地震数据进行子波拉伸校正的方法,在延拓过程中分别提取各网格点震源波场和接收点波场在成像时刻的地震子波,对其进行压缩处理,再应用归一化波场分离互相关成像条件,得到拉伸校正后的成像结果。该方法不改变成像结果的振幅与相位。其中,子波压缩计算需要的各网格点的反射角和局部地层倾角由地震波场的坡印廷矢量(Poynting vector)计算得到。数值算例表明,该方法能够校正由于反射角增大引起的子波拉伸效应,提高逆时偏移的成像品质,为AVA/AVO分析提供高精度的输入道集。     

基于一阶速度-胀缩-旋转方程的多分量联合逆时偏移

弹性波逆时偏移是多分量地震勘探领域的重要研究内容,逆时偏移过程中纵、横波传播方向的准确求取是实现纵、横波偏移噪声压制和横波极性校正的前提,坡印廷矢量是指示纵横波传播方向的重要依据。常规一阶速度-应力方程只能求取纵、横波混合波场的坡印廷矢量,其指示的波场传播方向也只是混合波场的传播方向而非单纯纵波或横波的传播方向,故无法准确解决偏移噪声压制和横波极性校正等问题。理论上,一阶速度-胀缩-旋转方程能够求取纯纵波或纯横波的坡印廷矢量,获得单一类型波的传播方向信息,从而克服常规方法的局限。基于一阶速度-胀缩-旋转方程的弹性波逆时偏移技术,首先给出了该方程逆时延拓的交错网格时间2阶、空间2N阶差分格式和稳定性条件,其次在波场延拓过程中通过求取纵、横波的坡印廷矢量获得了单一类型波的传播方向,并利用基于行波分离的互相关成像条件实现了该方程的多分量联合逆时偏移。模型试算表明:基于一阶速度-胀缩-旋转方程的弹性波逆时偏移能够准确解决横波的极性校正问题,并取得优于常规算法的偏移噪声压制效果。     

VTI介质弹性波波场分解的空间域算法

本文在波数域波场分解方法的基础上,研究了VTI介质中弹性波波场准纵波、准横波分解的空间域算法。通过求解克里斯托弗尔方程,得到准纵波与准横波的偏振方向及波数域波场分解算子,对其进行反傅里叶变换得到空间域波场分解算子;由空间域波场分解算子与原始波场的褶积即可得到对应不同波型的具有多分量特征的波场分解结果。由于在不同空间位置处采用不同的分解算子,故本文算法能适应各向异性参数随空间位置变化的情况。分别采用均匀VTI介质模型、层状VTI介质模型和Sigbee2A VTI模型进行了模拟试算,模拟结果验证了算法的有效性。     

VTI介质中的波场分离

波场延拓得到的多分量波场中既包含纵波信息也包含横波信息.能否在全波场中实现横纵波的分离对于逆时偏移具有重要意义.利用散旋度的传统波场分离方法在各向同性介质中可以将纵横波场完全分开,但这种方法在各向异性介质的波场分离中不再有效.通过求解Christoffel方程,在波数域得到随波数变化的偏振方向,进行傅立叶反变换得到空间...     

转换波地震资料处理的关键问题与解决方法

针对转换波地震资料检波点静校正量过大的问题，分析了现有的转换波处理技术、波形变化、静态时移对面波压制影响．结果认为，面波压制、转换波静校正、速度分析等是影响转换波处理质量的关键．提出了基于模型的面波压制技术和利用共检波点叠加静校正和最大叠加能量剩余静校正的解决方案，为提高转换波速度分析的精度，利用变速抽取共转换点道集的方法，实现了真正的共转换点速度分析．对三维转换波地震资料的处理结果表明了该方法的正确性和有效性．     

基于主成分分析和梯度重构的全波形反演

传统全波形反演追求模拟记录与实际地震记录的完全匹配,在实际地震记录含有噪声时反演结果较差。为此,在分析了随机噪声对全波形反演影响机制的基础上,利用主成分分析和梯度重构的方法对梯度进行优化。首先对由各炮梯度组成的矩阵进行主成分分析,再选取贡献较大的主成分对梯度进行重构。在残差信噪比较高时,梯度重构能够获得准确的梯度,不影响反演的收敛速度;在信噪比较低时,重构的梯度能阻止模型朝着错误的方向更新,为下一频段反演提供合理的初始模型。模型实验表明,采用主成分分析和梯度重构方法的全波形反演具有较强的抗噪能力,在信噪比较低时也能得到正确的反演结果。     

三维各向同性介质矢量波场保幅分离方法

三维各向同性介质中,基于常规散度和旋度算子分离得到的纵横波在物理意义和发生极性的反转位置上无法与原混合波场完全对应。现有的矢量波场分离方法是在波场求取散度和旋度基础上再做一次梯度和旋度运算,分离后的矢量纵横波与原波场极性反转位置一致,但不保幅。从一阶速度-应力方程出发,在波数域推导了矢量纵横波分离公式的表达形式,并结合有限差分过程给出了其在空间域的求解方法。该方法的本质是利用纵横波的传播速度对现有的矢量波场分离方法进行振幅校正,并将校正结果分别作为纵波与横波对于时间的二阶偏导。简单层状模型和SEG/EAEG盐丘模型的试算结果表明,该方法能够适应复杂波场的矢量纵横波分离,并保证分离后纵横波的波形与原混合波场保持一致,具有较好的保幅性。