广角反射波的特征及正演模拟

对于高速屏蔽层下伏的低速层,采用广角地震勘探是一种有效的地震勘探方法。但在广角条件下,反射波与入射波存在相位差,反射系数变为复数,波动力学特征非常复杂,给实际地震资料的识别、处理、解释带来困难。在介质弹性参数λ,μ和σ确定、波速与密度相对变化的条件下,本文从Zoeppritz方程出发,运用数值模拟的方法模拟了超临界角地震波的传播规律。表明当P波入射角等于或大于临界角时,波的性质发生变化,反射系数成为复数,地面难以接收,而透射S波能量较强,可利用转换波探测高速屏蔽层下伏低速层界面的信息;采用带有各向异性参数的四阶动校正公式(Alkhalifah方法、Hake公式、Castle公式)对大炮检距的地震数据进行校正,验证了带有各向异性参数的高阶动校正在大炮检距处的校正效果明显优于常规动校正效果。     

广义空间分辨率讨论及应用

 本文基于马在田等提出的广义空间分辨率的概念,对其中的特例情况进行了讨论,通过分析炮检距与空间分辨率的量化关系,建立了最大炮检距与目的层深度之间的量化关系,并得到以下认识：①当炮检距在某一范围内增大时,空间分辨率呈非线性降低;当炮检距超过该范围时,随着炮检距的增大,空间分辨率呈线性降低。②随着炮检距的增大,分辨率斜率总体趋势急剧增大,表明分辨率随炮检距的增大而急剧降低;当炮检距在某一范围内增大时,分辨率斜率呈近似线性增大趋势,表明在该范围内分辨率曲线呈非线性变化。③由马在田等提出的广义空间分辨率公式可以从本质上阐明动校正波形拉伸问题,据此形成的动校正公式可以有效地消除动校正拉伸变形。     

转换波地震勘探中的最大炮检距设计

从反射系数和动校正拉伸２个方面对转换波勘探最大炮检距设计进行了研究。研究表明，转换波最大炮检距可能大于或小于纵波最大炮检距，这主要取决于纵波和转换波反射系数特征。根据有无临界角以及反射系数中有无极性反转，将纵波和转换波反射模式分成８种，并给出了相应的最大炮检距确定原则与方法。当采用双曲时距方程进行动校正时，转换波的动校正拉伸要小于纵波的动校正拉伸；在相同动校正拉伸下，转换波的最大炮检距大于纵波的最大炮检距。采用高精度的转换波时距方程进行动校正，能够减小动校正拉伸。     

大炮检距地震资料动校正方法比较

动校正是地震资料处理过程中的关键步骤之一，其精确性直接影响到水平叠加能否对干扰波进行有效压制，同时它也是一种用于速度分析的手段。常规动校正处理是利用DIX双曲线公式拉平同相轴，但应用DIX双曲线公式有两个前提：①各向同性层状介质；②中、近炮检距检波排列。当我们对高速层下地质目标进行勘探时，常采用较长的检波器排列，以获得高速层下有效反射波，这时对大炮检距地震记录应用DIX公式进行校正就会带来大的误差，必须采用多项式高阶拟合的方法。本文通过水平层状介质模型正演，对大炮检距地震资料进行动校正的方法进行比较分析，认为对大炮检距地震资料动校正时并不是用的阶数愈高，动校正的精度就愈好，并且平移双曲线法也不是时时最优。在暂不考虑介质各向异性的影响下，多项式高次项系数是大炮检距动校正的关键影响因素，它决定实际处理大炮检距地震资料时应采用的动校正方法。     

基于误差均值法的广角反射NMO校正实现方法

具有截断误差的广角反射NMO校正公式存在一定动校误差。对应用剩余误差估算法实现广角反射NMO校正存在影响。根据泰勒展开式的四阶截断方程与六阶截断方程分别位于实际反射波旅行时曲线的上下方。及由一曲线向另一曲线逼近时相似性较高的两曲线逼近程度较高的事实,采用使最佳六阶方程逼近与四阶截断方程有相同误差且位于实际反射波旅行时下方的曲线,求取其与四阶截断方程的均值。以消除应用泰勒展开式截断方程存在的截断误差。该方法精确地逼近反射波旅行时．避免了剩余截断误差的估算。     

一种新的分炮检距动校正方法

 速度分析和动校正技术在地震资料处理中至关重要，常规动校正方法基于双曲线方程，没有考虑动校正速度随炮检距变化的影响，因而动校正结果往往不佳，从而影响叠加和成像效果。非双曲线方程具有更高的近似精度，但在进行速度分析时，由于参数较多，因而不便于进行交互处理。本文提出一种新的动校正方法，在不同的炮检距组道集上分别进行常规速度分析，用高次曲线拟合分段双曲线，最后用高次曲线方程进行动校正。理论记录实验表明：该方法比常规动校正方法效果好，与高次曲线形式动校正方法效果相近，且只需要拾取少量的速度谱，而四次曲线拟合动校正方法则需要拾取大量的速度谱；六次曲线及分式曲线拟合方法动校正制作速度谱方法既复杂，又不便于交互处理。而本文提出的方法则较好地解决了这些难题。     

双曲时距方程对地震资料处理的影响

常规地震资料处理方法是建立在双曲时距理论基础之上的。本文主要研究了基于双曲方程的速度分析和动校正方法对叠加速度和t0时间的影响，并提出了改进的办法。首先从理论上证明水平层状介质中基于双曲方法的动校正速度随着炮检距的增大而增大；然后以水平层状介质为例进行了分析。结果表明，双曲速度分析会导致所计算的叠加速度偏大，动校正后的t0时间也偏大；反射波的炮检距越大，计算的叠加速度和t0时间偏差越大。采用非双曲时距方程可以减小计算误差。     

横向各向同性介质中的反射波时距曲线

常规的反射数据处理都假定介质为各向同性。现已发现，各向异性会影响处理和解释的效果，如速度分析、时深转换、偏移等。因此，对于许多处理和解释，了解反射波时距曲线极为重要。本文研究了横向各向同性介质中的走时曲线计算，给出了精确的时距曲线方程，推导了相应的走时近似公式，它可用于小炮检距的走时计算。在大炮检距情况下，对于准Ｐ波，可用一解析校正计算；对于准ＳＶ波，则可用多项式拟合法来处理。数值计算所得的走时曲     

曲界面反射波的速度分析

本文提出在用时距关系作速度分析时,为了消除界面曲率对时距关系的影响,减少系统的干扰因素,采用计算大量点的速度数据进行统计分析来削弱随机干扰的影响,从而提高计算速度的精度。文中提出一种曲界面反射波时距关系计算的正演方法,它是设计任意曲界面反射波速度计算方法的基础。圆弧法求速度是把相邻两炮点t₀道反射点之间的一段界面用一段圆弧去拟合。文中推导了用相邻两炮点的时距信息,同时计算这段界面曲率及界面以上介质速度的公式。趋势动校正是对流行的正常时差动校正的改进。它具有较高的精度和校正时不要求动校正速度两个优点,从而能够较准确地将共炮点时距场转换为自激自收的法线反射时距场。反趋势动校正根据共炮点时距场与法线反射时距场,可换算出剖面上任意点激发在适当的任意炮检距接收时应得的反射时间,从而建立一套完整的时距场体系。综合地利用这套时距场体系,就可以导出如文中所介绍的反射点法、绕射点法、圆弧法及其它新的计算速度的方法。     

误差均值法实现广角反射NMO校正

从具有截断误差校正的广角反射NMO校正公式出发，分析了引起动校误差的原因，并指出由于误差的存在而进行的剩余误差估算方法在实现过程中存在的问题。在此基础上，根据泰勒四阶截断方程与六阶截断方程分别位于实际反射波旅行时曲线的上、下方，以及由一条曲线向另一条曲线逼近时，相似性较高的两曲线逼近程度也较高这样两个客观事实，采用使最佳六阶方程逼近与四阶截断方程有相同误差且位于实际反射波旅行时下方的曲线，并求取六阶方程与四阶截断方程的均值，以消除应用泰勒截断方程存在的截断误差影响。该方法可以精确地逼近反射波旅行时，且避免了剩余截断误差的估算。文中利用理论模型及实际资料对该方法进行了检验。     

共散射点成像及其在低信噪比三维地震数据处理中的应用

根据地震旅行时的双平方根方程,采用叠前克体育运动人积分偏移原理,将地震道按产生的散射,在给定的偏移距范围内抽成道集,称为共散射点道集。然后对该道集进行速度分析、动校正和叠加,得到偏移地震剖面,邓共散射点成像。文中给出的实例证明了该方法的有效性。     

广角地震反射数据特征及校正方法研究

 本文从Zoeppritz方程出发，讨论了广角地震反射数据的振幅和相位特征及其影响因素，并选用单一界面模型和薄储层模型，说明广角反射与小角度反射在地震道集上的主要区别，进而阐述了广角地震数据进行时差校正和相位校正的必要性，并给出了具体的校正方法。通过对一个四层介质模型的广角反射道集进行时差校正和相位校正，分析了均方根速度等因素对校正效果的影响，并对校正后的道集做了叠加。经理论研究和模型试验分析，得出了广角地震数据校正的特点和值得注意的问题，为广角地震勘探数据处理奠定了理论基础。     

横向各向同性介质中的反射波旅行时分析

常规地震勘探是建立在各向同性的理论基础上,反射时差曲线通常用双曲时差方程近似。双曲时差方程只有在均匀各向同性介质或椭圆型各异性介质的短排列中成立。许多研究发现,地下介质各向异性的存在,可能严重地影响了许多基本处理流程和解释成果的精确性。在横向各向同性介质中,本文研究了短、中、长排列时的P波、SV波的反射旅行时近似计算公式,该式提供了一种快速有效的估算旅行时的方法。通过数值计算得到了旅行时时距曲,蜉反射时距曲线的特征,证明了计算方法的有效性和可行性,这对各向异性介质中的弹性参数反演、移成像和地震资料的精确解释等都有重要意义。     

线性时差校正技术在噪音压制中的应用

对于一个横向、纵向偏移距比较大的三维地震数据而言,折射波等噪音的线性形态会随着横向偏移距的加大而向着双曲线形态变化。当炮点位于某检波点线附近,横向偏移距较小的情况下,该检波线接收到的线性噪音在地震记录上呈线性状态分布;当炮点远离排列,横向偏移距比较大时,该排列单炮上的线性噪音则呈双曲线形态,并且随着横向偏移距的加大双曲现象就越明显。常规FK滤波等压制线性噪音的方法,对于这种由于横向偏移距增大而引起的非线性噪音其压制能力较差。笔者采用线性时差校正的方法,首先将横向偏移距对线性噪音旅行时的影响消除掉,恢复其线性形态,再应用线性噪音压制技术将其压制掉,最后进行反线性时差校正,以达到高精度噪音压制的目的。目前这种方法在宽方位角采集的数据上取得比较好的效果。      

多时窗旅行时分解剩余静校正方法

在复杂地表区的资料处理中,求取准确的速度非常困难,速度误差带来的剩余正常时差不容忽视。为此本文将剩余正常时差转换为速度误差的函数,采用多时窗分别对旅行时进行分解,可以获取不同时窗内的炮点静校正量、检波点静校正量和速度误差值。在获得速度误差后,分别用到相对应的时窗数据中,完成剩余动校正,再将剩余静校正量用于此数据,完成多时窗旅行时分解剩余静校正处理。实际资料处理结果表明,该法是解决复杂区地震资料剩余静校正问题的有效方法。     

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伊犁盆地伊宁凹陷发现有多次波严重影响目的层段反射的现象，虽经预测反褶积、波动方程外推以及ｆ－K等压制多次波，但在叠加剖面上收效甚微。文章经分析认为，该区目的层段反射系数较小,工区构造复杂,断层很多，加上多次波严重干扰，当时野外采集参数无法使有效波与多次波很好分离，也就无法使有效波获得足够高的讯噪比。拉冬域滤波是利用动校后的CMP道集在拉冬域的多次波剩余时差，根据工区多次波的频带范围，要求低频段在最小炮检距处的多次波剩余时差应超过四分之一周期以上,而最大炮检距处的多次波剩余时差必须比最小炮检距处超出一个低频视周期以上;要求高频段在最大和最小炮检距处的多次波剩余时差差值不能超过（N－4）倍的高频视周期，这样就可确保多次波落入叠加方向特性的压制区。文章还结合该区最新采集的地震资料，处理中利用拉冬域滤波方法并结合内切除，对衰减伊宁地区多次波有明显效果，从而为今后该区压制多次波提供了有效的处理方法和经验。     

海洋拖缆数据检波器移动时差校正

在海洋拖缆地震数据采集中,当震源激发后,检波器不是固定的,而是随着拖缆一直在运动,检波器位置的移动会造成地震反射旅行时误差,影响后续地震数据处理的可靠性,同时降低时移地震资料匹配精度。为此,提出了一种校正检波器移动引起的旅行时误差的方法。该方法利用炮检距、船速和叠加速度计算检波器移动造成的旅行时误差,得到的校正时差是时变的,与炮检距和船速成正比,与叠加速度的平方成反比。实际资料处理结果表明,检波器移动时差校正可以改善动校正后CMP道集的拉平程度,提高速度谱的聚焦度,同时为后续地震数据处理提供高质量的数据。     

DMO和叠前时间偏移的共同起点

DMO和叠前时间偏移对于改善速度分析及叠加效果,最终提高剖面成像质量都是很有用的工具,一般在共偏移距道集中进行。其实现方法有多种,如等价偏移距方法（equivalent offset migration,Bancroft et al,1994)、DMO PSI(prestack imaging)方法（Gardner,1986）和非成像的炮集偏移（non-imaging shot-record migration,Berryhill,1996）等。这些方法的一个共同特点是用一个新定义的偏移距替代原来的偏移距。在每一种方法中,成像过程都归结为以新偏移距定义的共反射点双曲线型时－距关系上的动校正。本文中,我们证明了不同方法的DMO和叠前时间偏移有其共同起点－－双平方根算子,说明它们在原理上是等价的;最后我们提出了基于波动方程的DMO和叠前时间偏移方法。     

相对折射静校正方法

在那些风化层横向变化剧烈、相邻两个接收点之间静校正值差别很大的地区,采用常规的高程校正和根据小折射或微测井控制点资料作线性内插,已无法求得合适的基准面静校正值。在这种情况下,剩余静校正量已超过反射波波形的1/2周期,即使采用剩余自动静校正方法也不可能取得满意的效果。为了解决上述问题,人们曾提出采用拾取生产记录初至时间计算基准面静校正量的各式各样初至折射法。这些方法均可称为绝对折射法。此类方法的特点是必须确定真正的初至时间,且在计算中要求追踪同一层的折射波,否则就会造成静校正计算误差和出现不闭合的问题。相对折射静校正方法(RRS)则是从共炮点远道记录求取高速折射层的到达时间,并在小折射或微测井控制点数据控制下进行内插计算,求取各炮点和接收点的基准面静校正值。就同一炮记录而言,两道折射波到达的时间差可分为两个部分：一部分是由于地表风化层的变化造成的时差,而另一部分则是由于折射波沿折射界面滑行及由此高速折射层至风化层底界之间旅行时差所引起的。显然,第二部分折射时差应与炮检距呈线性关系;而第一部分时差应是随机的高频分量,这部分时差可通过线性校正方法将其分离出来。由于环境噪声的影响,折射波到达时间很可能存在某些误差。为此,RRS方法要求在一对控制点间计算5至10张共炮点记录的折射时差,再根据控制点数据对每个记录作线性校正求得每个桩号的基准面静校正值。这样,在每个接收点上就会有5个以上的基准面静校正值,然后取其平均值作为该点的校正值。同时还可求得该点校正值的均方根误差。合成记录理论试算的结果表明,用RRS方法求得的基准面静校正值误差一般只在±3ms之内,最大不超过±5ms。两个地表变化较大地区实际资料的处理结果告诉我们,用RRS计算的基准面静校正值与简单线性内插算得的值相差100ms以上;用RRS数据处理的剖面,其结果远比用内插法数据处理的剖面要好。此法能适应于山区等复杂地表区。RRS方法的独道之处是不要求真正的初始时间,也不必追踪同一折射层。该方法使用简便,能很好地控制计算质量。目前,采用RRS方法编制的IBM微机程序已在野外生产中得到广泛的应用。