基于改进的时移成像条件的保幅叠前深度偏移研究

为了实现保幅叠前深度偏移,在波动方程保幅偏移方程的基础上详细推导了傅里叶有限差分波动方程延拓算子。由于波动方程叠前深度偏移技术的应用受计算效率的制约,因而,提出了利用大延拓步长进行波场延拓,在延拓层位,利用相关成像条件进行成像。对延拓步长层间的层位,结合含有绕射聚焦项的时移映射函数,对延拓层位上未基于频率叠加的上、下波场的互相关值进行傅里叶逆变换,并结合零时刻成像原理求出延拓层间的成像值。脉冲响应测试和Marmousi模型试算表明该方法可以实现保幅叠前深度偏移,并可以大幅度提高偏移成像效率。     

成像条件在波动方程叠前深度偏移中的应用

成像与延拓是波动方程叠前深度偏移的两个重要部分 ,如果成像做得不恰当 ,即使延拓方法准确也有可能产生不好的成像效果。文中利用Marmousi模型计算出不同成像条件下的成像结果 ,并依据成像结果对每种成像条件作了评价。     

山前带逆掩构造保幅FFD叠前深度偏移

山前带逆掩构造区上覆高速地层对地震波传播能量具有比较严重的屏蔽作用,因而导致逆掩下伏构造成像比较困难。如今广泛采用的Kirchhoff积分法叠前深度偏移由于其自身算法的限制难以对其精确成像。基于此,本文引入了保幅FFD(傅里叶有限差分)叠前深度偏移方法,通过在传统延拓算子的基础上增加振幅恢复项求得保幅延拓算子,并给出保幅偏移的成像条件,从而实现了保幅FFD叠前深度偏移。数值试验及实际资料处理结果均表明:该方法能够有效补偿地震波场传播中的能量损失,提高逆掩下伏构造的成像质量。     

保幅型裂步傅里叶叠前深度偏移方法探讨

利用地震资料进行岩性分析,要求叠前深度偏移成像结果不但包含走时信息,还要包含振幅信息。但是应用传统的单程波方程偏移算子只能得到地震波的运动学特征,无法得出其动力学特征。裂步傅里叶叠前深度偏移方法是基于单程波方程的一种快速稳定的叠前深度偏移方法,它遵循速度场分裂的思想,分别通过频率-波数域的相移处理和频率2空间域的时移处理来实现。但是传统单程波方程在保幅性方面的缺陷制约了该方法在岩性成像中的应用。文中引入了裂步傅里叶保幅偏移算法,分别通过频率2波数域的相移保幅校正算子和频率-空间域的保幅时移校正算子实现了保幅偏移。文中针对Marmousi 模型的炮点照明分析结果及其叠前深度偏移成像结果的对比表明了该方法的正确性和有效性。     

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。     

双程声波方程叠前逆时深度偏移的成像条件

 成像条件是决定波动方程叠前逆时深度偏移效果的重要因素之一。本文从构造成像角度研究了不同的成像条件计算方法在双程声波方程叠前逆时深度偏移中的应用效果。模型试验表明,不论采用何种成像条件,基于双程波方程的叠前逆时深度偏移均会产生较强的层间反射,该反射会恶化浅层成像结果。应用波场归一化互相关成像条件时,层间反射的影响相对较弱;基于波场互相关的逆时偏移成像条件对深部构造的成像能力总体上优于求解程函方程得到的成像条件;而归一化互相关成像条件能够在对地震波进行偏移成像的同时补偿深层能量,在相同条件下,它对深部地层的成像能力更强。     

三维VSP资料波动方程叠前深度偏移研究

已有的一些三维VSP资料处理方法，存在保幅性较差、对复杂构造不能正确归位、成像分辨率低、噪声强和计算效率低等问题，为此，提出了三维VSP资料波动方程叠前深度偏移成像方法，其实质是把地表数据的三维单程波动方程叠前深度偏移成像方法推广应用到三维VSP数据。对方法进行了阐述，其基本原理是将三维VSP数据按井中检波器的位置抽成共检波点道集，对共检波点道集进行三维叠前深度偏移。实现过程为将VSP波场分解为背景波场和扰动波场，背景波场采用相移法偏移，扰动波场采用频率空间域有限差分法偏移，然后对偏移后的上下波场进行相关处理，获得成像结果。数值模拟证明方法正确可行，实际应用表明方法实用。     

混合域三维VSP波动方程深度偏移方法

 常规VSP成像方法利用VSP-CDP转换或基尔霍夫偏移，存在保幅性差及成像精度低等问题。混合域三维VSP波动方程深度成像方法是将VSP反射P波在深度域直接成像，利用分步傅里叶法在混合域进行波场外推，即在频率—波数域实现波场的相移，在频率—空间域实现时移校正。此法的优点在于能保持横向变速地质构造波动方程波场外推精度的同时提高计算效率。理论模型证明此方法可行，实际资料处理效果明显。     

三维VSP数据的波动方程偏移成像

常规的三维VSP地震数据偏移成像大都使用基于射线理论的Kirchhoff积分方法在共炮点道集中进行，因此对地下速度横向变化大的复杂构造区适应性差、效率很低。基于三维VSP地面激发井中接收观测系统的特殊性，利用地震波场的互易性原理，提出了一种在共接收点道集中进行三维VSP地震数据波动方程偏移成像的方法，不仅极大地提高了三维VSP偏移成像的计算效率，而且还适用于速度横向变化大的复杂构造区。为了利用时间域偏移成像方法对速度模型的相对不敏感特性，在三维VSP偏移成像中，借助于波动方程叠前深度偏移成像算法的概念，还提出了一种可以满足时间域速度模型横向变化要求的波动方程叠前时间偏移成像方法，拓展了波动方程叠前时间偏移成像的应用范围。     

基于稳定成像条件的保幅叠前深度偏移

 基于炮域的保幅偏移必须应用反褶积成像条件才能达到保幅目的,但是基于阻尼型反褶积成像条件存在明显缺陷,即当分母项趋于零值的时候,会出现计算不稳定现象,严重地影响了成像质量。为此,本文基于高斯窗函数,对反褶积成像条件中的分母项进行平滑,消除了分母项中奇异值的影响,既保持了原有的反褶积型成像条件,又保持了计算的稳定性。模型试算和实际资料处理结果表明,在合适的平滑参数控制下,基于平滑函数型稳定保幅成像条件的叠前深度偏移既能提高保幅偏移的稳定性,又能较好地压制偏移噪声,获得了较好的成像结果。     

三维叠后投影时间偏移——兼与牟永光商榷偏移孔径问题

地震偏移成像是地震资料处理的重要组成部分。笔者和同事从1994年开始一直致力于投影偏移成像的研究。应用层析成像理论研究了包括三维和二维叠后及叠前投影偏移(时间域和深度域)等八种方法。本文主要介绍三维叠后投影偏移的原理及其实现方法。以傅里叶投影定理为基础,对三维数据体沿时间轴做水平时间切片,并在其上做Radon投影,形成一系列径向线二维剖面,尔后进行Radon插值和反投影,完成三维偏移。此法与一步法偏移相比,剖面整体的信噪比有所提高,局部地段的同相轴连续性和成像清晰度有较为明显的改善。在本文中还讨论了偏移孔径问题。基于层析原理对三维数体做完全观测角投影的偏移方法和基于双平方根算子炮点一偏移距域的叠前偏移等方法都不存在选择偏移孔径的问题。那种认为“一切偏移方法都必需考虑偏移孔径的影响”的观点是不正确的,对今后偏移方法的发展也是不利的。     

叠前深度偏移技术在东海地区的应用

叠前深度偏移是目前理论最先进、精度最高的地震波成像技术,它主要包括Kirchhoff积分法和波场外推法(也称波动方程法)。文章首先简要介绍了Kirchhoff叠前深度偏移的基本原理。然后从初始速度模型建立、粗网格叠前深度偏移与共成像点道集输出、基于共成像点道集的偏移速度分析与速度模型更新、最终精细成像处理等方面,详细讨论了Kirchhoff叠前深度偏移处理的实现流程。接着介绍了该技术对东海钱塘凹陷二维和西湖凹陷三维地震资料的成像效果,以及相对于叠前时间偏移在构造成像精度与振幅保持方面的优势。最后探讨了与该项技术实际应用有关的其他一些问题。     

叠前深度偏移技术在江苏火成岩地区的应用

江苏油田苏北盆地地下构造复杂，火成岩分布广泛，速度横向变化大，用常规时间偏移资料很难得到准确的地质信息。针对江苏油田ZH地区的实际情况，建立了一套实用有效的叠前深度偏移流程。处理结果表明，叠前深度偏移剖面较之叠后时间偏移剖面品质有较大的提高，偏移归位准确，地质体的成像整体上有明显改善，火成岩下伏地层的反射能量有所提高，剖面的信噪比较高。利用叠前深度偏移资料解释的目的层层位，与实钻结果差异较小。     

变速介质条件下三维叠前深度偏移成像及应用效果

对于复杂变速介质成像，常用的时间域成像方法已不能满足实际需要，必须借助于深度域成像方法，特别是三维地震叠前深度偏移方法。选择合适的深度偏移方法很重要，但其速度模型建立更为关键。叠前深度偏移与速度建模均需要巨大的计算机资源，为有效地实现三维叠前深度偏移，合理的处理流程与方法选择也十分重要。文章从叠前深度偏移方法原理比较分析入手，深入探讨了相关深度偏移方法的特点，并对速度模型建立方法进行了研究。在此基础上，结合一个横向变速的三维地震工区实例，详细论述了横向变速条件下三维叠前深度偏移的建模思路与实现方法，提出了先进、实用的有关叠前深度偏移与速度建模实用方法。实际偏移结果与井资料的一致性证明了上述方法的有效性和实用性，这对推进三维叠前深度偏移的应用与发展并取得良好的成像效果具有较大的实际意义。     

波动方程叠前深度偏移成像软件系统的研制及应用

基于波动方程的叠前深度偏移成像技术可以将叠前深度偏移技术的应用领域从复杂构造成像扩大到复杂地质条件下的岩性地层成像。研制开发了波动方程叠前深度偏移成像软件系统，该系统包含工区管理、数据管理、偏移速度分析、构造建模、2D／3D地震速度建模、地震偏移成像、三维可视化、辅助计算等一系列功能模块；具有独特的速度建模、叠前深度偏移成像、高效并行计算、三维可视化和性能优化等特色技术。对该软件系统进行了SEG／EAGE3D盐丘模型数据测试，在所获得的成像剖面上盐丘边界和断层清晰。将该软件应用于实际地震资料的处理，河南油田泌阳凹陷的高陡构造、胜利油田的古潜山内幕都得到了很好的成像。     

大规模并行处理机三维叠前深度偏移

三维叠前深度偏移是研究复杂构造成像的有力工具，大规模并行处理机的并行效率为短周期完成三维叠前深度偏移奠定了基础。三维叠前深度偏移主要包括三个部分：旅行时计算、Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ求和、速度分析。利用深度偏移后的道集是否拉平进行速度分析，可以进一步修改速度模型。对中国东部实行资料处理表明了三维叠前深度偏移和偏移速度分析的优点，说明了用时间偏移进行复杂构造成像和圈团分析的危害，三维叠前深度偏移减小了钻井     

复杂构造叠后逆时深度偏移

本文从三维波动方程出发，导出了用于三维叠后逆时偏移的无层间反 波动方程，并给出了其数虎法和稳定性条件。     

波动方程共方位角三维叠前偏移方法

本文针对双平方根(DSR)单程波动方程全三维偏移方法在地震波成像实际应用中面临的计算量大,对覆盖次数很低的窄方位三维地震资料会产生很强的相干噪声,影响成像效果等难题,结合Crossline共炮检距偏移理论,首先推导出了基于双域传播算子的共方位角叠前深度偏移公式,然后通过坐标变换提出了沿双程垂直走时方向进行递归波场延拓的共方位角叠前偏移新方法。通过对SEG/EAGE盐丘模型合成数据偏移试验,证实了共方位角叠前偏移深度域和时间域成像方法的有效性。将该法和常用的Kirchhoff叠前偏移法同时用于实际地震资料偏移处理对比,展示出该法在成像精度与分辨率方面具有明显的优势。