基于起伏地表的合成平面波叠前深度偏移

实践表明,波场延拓叠前深度偏移比Kirchhoff积分法成像精度高,但计算量大;而平面波叠前深度偏移比炮域叠前深度偏移运算效率高,且成像精度相当,但只适应水平地表.为此,介绍了一种适应起伏地表的合成平面波叠前深度偏移方法,其基本思路是:以地震排列的最高点所在平面为波场延拓起始面,将起伏地表的地震排列观测数据(检波点或炮点)向下延拓到地表最低点所在的水平基准面,实现波动方程基准面校正;在此平面上应用p变换将全部炮点合成为平面波震源,从而使全部炮记录分解成平面波记录;运用下行波方程、上行波方程分别将平面波震源波场、平面波记录波场沿深度方向外推,在每个深度进行波场相关并累加,获得该深度的成像波场值,得到共分角度的平面波偏移道集;将所有不同共分角度的平面波偏移道集按坐标叠加,得到基于起伏地表的合成平面波叠前深度偏移成像结果.四川龙驹坝地质模型的理论试算及四川实际山地资料HNT12线的处理结果表明:基于起伏地表的合成平面波叠前深度偏移成像结果的质量与传统炮域叠前深度偏移的结果相当,但运算效率显著提高,且适应起伏地表.     

起伏地表条件下的相位编码叠前深度偏移

波动方程法叠前深度偏移成像精度高,但由于效率低而难以在实际生产中推广应用。以往的许多研究工作都是围绕提高单炮的偏移效率展开,相位编码则是从减少偏移炮数的角度入手来提高偏移效率。相位编码技术隐含着水平地表的假设,因此在起伏地表情况下,就不能按照常规的方式进行编码。通过波动方程的基准面重建,消除了起伏面的影响,在新基准面上按常规的方式进行相位编码,然后对编码后的炮记录进行延拓成像。起伏地表条件下的相位编码技术在一定程度上解决了起伏地表的静校正问题,提高了运算效率。试算表明,该技术成像效果良好,具有较好的应用前景。     

基于起伏地表的合成炮叠前深度偏移

 大量实践表明，基于起伏地表的叠前深度偏移方法要比常规波动方程叠前深度偏移方法的精度高。为了进一步提高叠前深度算法的精度和效率，本文介绍一种基于起伏地表的合成炮叠前深度偏移方法，其基本思路是采用相位编码方法产生合成炮，实现多炮叠前深度偏移，提高了计算效率；用波动方程波场延拓取代浅地表的高程静校正，提高了偏移成像精度。文中给出了基于起伏地表合成炮叠前深度偏移的统一算法和实现步骤。对Marmous模型和山峰形模型的试算及对四川山地实际地震资料处理的结果均表明：本文所述方法运算速度快、成像精度高；只是在合成炮叠前深度偏移剖面上还残留少量由波场合成产生的互相关噪声。     

平面波偏移

对波动方程叠前深度偏移中的平面波方法进行了深入的剖析，指出了平面波偏移方法能提高偏移计算效率的原因所在，这也是前人未曾涉及的。给出了平面波偏移方法在共炮点道集和共偏移距道集数据上的应用以及效果评价。     

三维合成炮叠前深度偏移

对国际上标准的SEG/EAEG模型进行了三维合成炮叠前偏移研究。与三维单炮叠前深度偏移不同 ,三维合成炮叠前偏移有一个叠前数据的合成过程 ,由于合成后数据量大大减少 ,所以合成炮偏移的计算量要比单炮偏移小得多。阐述了三维合成炮叠前偏移的实现过程 ,给出了相应公式。对SEG/EAEG盐丘模型的一个数据集进行了MPI并行计算 ,取得了良好的成像效果。所作的较多计算表明了三维合成炮叠前偏移的正确性和有效性 ,这为野外实际数据的三维叠前深度偏移提供了另一条有效途径。     

起伏地表叠前时间偏移处理流程及其应用研究

复杂山地地表高程变化剧烈,影响速度分析和速度建模,造成偏移归位不准确。为消除山地地震资料偏移处理因高程变化大引起成像聚焦变差的问题,有效避开低信噪比下的深度域速度建模,提出了一套基于起伏地表叠前时间偏移的处理流程,主要处理步骤包括成像基准面构建、基于成像基准面的速度模型更新和起伏地表叠前时间偏移。构建成像基准面的目的是使获得的速度模型与实际速度模型最大程度相吻合;基于成像基准面的速度模型更新能使速度模型更有效地收敛;还原实际炮、检点关系的起伏地表叠前时间偏移提高了时间偏移的聚焦能力。西部某山区实际资料的处理结果表明,采用该处理流程得到的剖面品质高、分辨率显著提升、断点清晰、断面刻画明显,为后续解释工作提供了很好的资料。     

起伏地表条件下偏移到多偏移距叠前时间偏移

在速度横向变化比较缓慢时，叠前时间偏移是很好的成像手段。它可以作为复杂构造成像的一个关键的中间环节，对于提高最终的速度分析质量和深度偏移成像效果是至关重要的。由于时间域成像基准面选择困难，一般地，时间域偏移都是在一个水平的数据观测面(或浮动基准面)上进行的，非水平的观测面不宜作为时间域的成像参考面。提出一种新的成像方法，即引进一个随炮点和检波点变化的坐标，每次成像都是直接在该平面内进行，最后叠加到成像空间里。为了对来自非水平地表的低信噪比数据进行叠前时间偏移，引入Gardner提出的偏移到多偏移距的方法,把非水平地表叠前时间偏移方法与偏移到多偏移距的方法结合，可以较好地解决山地地震资料的叠前时间偏移成像问题。模型的初步检验证明,这种方法的确是可行的,且其计算效率较高。     

起伏地表叠前时间偏移技术研究

在地形起伏较大的复杂探区，静校正处理效果往往不是很理想。直接从起伏地表进行叠前偏移则是提高复杂山区成像质量的有效途径之一。设计了起伏地表的数学模型，分析起伏地表下炮检点和绕射点的时距曲线，避开常规静校正处理，通过正演模拟数据直接从起伏地表进行偏移，理论模型数据和实际资料处理的偏移结果表明，起伏地表直接偏移能取得较好的成像效果。     

基于平面波合成的傅里叶有限差分叠前深度偏移

本文将平面波合成的物理模型与傅里叶有限差分皮场延拓算子相结合,提出了一种新的基于波场延拓的叠前深度偏移方法。     

自地表叠前深度偏移

对复杂地表采集的地震资料叠前深度偏移成像，目前普遍使用的方法是采用高程校正技术将资料校正到同一个水平基准面上，然后进行偏移处理。这种处理方法常常造成偏移的不足或偏移过量的问题。通过对产生该问题的原因进行分析，应用炮域波动方程傅氏有限差分算法，研究直接从地表的波动方程叠前深度偏移技术。该技术对不规则地表采集的地震资料按采集高程顺序逐步偏移累加，从而避免了高程校正的使用，得到精确成像。用理论模型和实际资料对比进行处理，都证明了该技术的有效性。     

Marmousi模型单炮叠前深度偏移的广义相位屏法及其并行实现

叠前深度偏移是解决复杂构造成像的重要方法,单炮叠前深度偏移具有最高的精度。本文针对Ｍａｒｍｏｕｓｉ复杂构造模型,用广义相位屏法进行了单炮叠前深度偏移,并与裂步法和傅里叶有限差分法的偏移结果作了比较。计算用ＭＰＩ并行算法实现。数值计算表明,广义相位屏法的精度比裂步法高,与傅里叶有限差分法的精度相当,而其计算量要小于傅里叶有限差分法。由于并行算法缩短了计算时间,使得该方法用于实际资料处理成为可能。     

波动方程叠前深度偏移并行计算及其应用效果

简要介绍了波动方程叠前深度偏移技术的发展趋势，讨论了P道集波动方程速度分析技术，给出了共方位角波动方程叠前深度偏移方法的计算公式。利用以上技术和方法，借助国产神威I型机，完成了CB30地区130km2的三维地震资料的叠前深度偏移，实现了共方位角波动方程偏移算子的并行运算，并行效率达到98%以上。偏移结果表明，此方法能有效地改善地震数据的成像精度,适用于构造复杂地区。     

曲面波与地表控制照明技术

基于野外"点源"观测数据的常规深度偏移等复杂叠前处理方法涉及到巨大的计算量。Berkhout基于"面源"的面炮技术提供了高效精确的波动方程叠前深度成像的有利选择。本文拓展了Berkhout面炮技术,提出了高效精确的基于波动方程的曲面波技术,给出了曲面波合成算子的普适性数学表达式,并发展了面向目标的曲面波地表控制照明技术。其能够对复杂地质构造进行高效高质量成像。理论模型与实际资料的数值计算给出了很好的成像结果。     

声波方程共炮记录叠前深度偏移

共炮记录叠前偏移对输入的速度非常敏感，要求偏移中所使用的延拓公式能较为精确地适应速度的纵横向变化。因此，本文在推导共炮记录偏移公式时，特别把相位移加有限差分混合法引入，使整个延拓过程既适应速度的纵、横向变化，同时也能够得到陡倾地层的精确归位，从而较好地实现共炮记录叠前偏移。正因为共炮记录叠前偏移对偏移速度非常敏感，故本文提出的方法又可用作速度分析。任何形式的叠前偏移都需大量机时，特别是对于迭代的叠前偏移速度分析，计算量更大，为此，本文针对混合法共炮记录偏移的特点，从两个方面讨论提高计算效率的方法。首先针对在频率、波数域中运算的相移法，引入F－K滤波，在波场延拓中，仅就有关的频率、波数进行运算，大大地减少了计算次数．同时又通过滤波提高了偏移的精度；然后针对整个混合法在频率域中的运算，讨论了减少频率循环次数来提高计算效率的方法；最后，作为一个特例，把共炮记录叠前偏移稍作简化，得到精确、高效的叠后混合偏移方法。总之，本文提出的基于共炮记录的算法不仅成为较为精确的、高效实用的波动方程叠前偏移方法，而且还可作为一种强有力的手段，用于偏移速度的分析之中。数值试算结果表明，本文提出的各种方法达到了预期目的。     

共中心点道集的平面波法叠前时间偏移

 本文提出了一种适用于速度弱横向变化介质中基于平面波分解的波动方程叠前时间偏移方法。通过对共中心点道集地震数据的平面波分解，得到适用于双平方根波场外推方程的共〖WTBX〗p〖WTBX〗h平面波参数道集。对共中心点道集进行炮检距平面波分解时，不需要进行通常意义下的〖WTBX〗τ p 变换计算，对分解后的每个共〖WTBX〗p〖WTBX〗h道集数据做偏移时则采用既实现简单方便、保幅性能较好，又不失计算效率的相移算法。偏移后可以抽取〖WTBX〗p〖WTBX〗h〖WTBZ〗射线参数共成像点道集进行速度分析和AVO岩性分析。     

平面波最大能量叠前深度偏移

本文提出了一种新的基于最大能量震源波场的平面波叠前深度偏移方法。该方法保留了平面波偏移方法的优点。即在成像过程中,通过同时延拓频率域稀疏采样的平面波震源和最大能量旅行时,求取震源波场中的最大能量部分,从而显著地提高了平面波叠前深度偏移的效率。利用震源波场中的最大能量部分成像,还保证了较刘的成像精度。Ｍａｒｍｏｕｓｉ模型的蔗算结果表明,在复杂构造情况下,本文方法可获得同计算全波场的平面波叠前深度偏移     

基于波动方程的聚焦点控制照明叠前深度偏移

 基于波动方程的聚焦点控制照明叠前深度偏移技术借助于差分计算，把速度、密度等介质参数的影响体现在差分计算的矩阵方程中，能够自动适应速度场的任意变化，快速傅里叶变换的使用也加速了波场延拓的计算速度。因此此法兼具有限差分偏移方法和傅里叶偏移方法的优点，既可适应速度场的剧烈变化，又可保证对陡倾地层的成像效果，是目前针对复杂构造最有效的成像方法之一。对于单个聚焦点及其周围的成像步骤为：①采用矩形网格情况下绕射走时的有限差分计算方法生成合成算子；②应用合成算子来合成面炮震源和面波记录；③对合成的面炮震源和面波记录做傅里叶有限差分法波动方程叠前深度偏移，得到该聚焦点及其附近区域的成像结果。按照上述成像步骤，将震源波场和炮集记录依据相应的外推公式进行延拓，最终应用成像条件求取成像值。在地质目标处选取多个聚焦点，可以得到面向目标的控制照明偏移成像，在多个层位上选取多个聚焦点进行控制照明叠前深度偏移，可以得到整块区域的成像。通过对Marmousi模型的试算，取得了较好的效果。