混合法VSP共炮记录叠前深度偏移

VSP处理方法反演地下结构直接、精确，是寻找复杂构造的、隐蔽的油气藏的最重要的方法系列之一。文章提出的混合波场延拓法VSP共炮记录单程波动方程叠前深度偏移，就是一种VSP对复杂构造精确成像的方法。首先把波动方程分解为上行和下行单程波，把波动方程解析解法(傅氏变换法)和数值解法(有限差分法)相结合，提出VSP偏移的混合波场延拓法，以使波场延拓适应速度的纵横向变化；再结合VSP的特点，在波场外推过程中，当在某深度处继续下延波场时，把从上部延拓至此的波场加上此处埋置的检波器的记录结果作为此处的波场；借鉴地面地震叠前深度偏移原理，提出了可适应速度纵横向变化的、可对复杂构造精确成像的单程波动方程混合波场延拓VSP共炮记录叠前深度偏移方法。纵、横向变速介质的数值模拟结果显示，该方法精确、有效。     

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.     

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。     

共炮域波动方程叠前深度偏移技术在委内瑞拉探区的应用

委内瑞拉探区为盐丘、刺穿、逆冲构造发育的复杂构造区，共炮域波动方程叠前深度偏移技术被认为是复杂构造区地震偏移成像的一个重要而有效的工具，该技术主要分为两步：第一步利用单程波波动方程，分别从炮点和检波点对波场进行向下延拓；第二步为成像调整，即在每一个成像点上，对延拓得到的连续的检波点和炮点波场进行相关处理。共炮域波动方程叠前深度偏移技术的不足之处是高频成分损失较多，造成剖面的相干性较强。偏移背景较差。本文分析了共炮域波动方程叠前深度偏移技术的参数试验及存在的问题，认为强相干背景、CPU计算能力、对地震资料的振幅补偿精度要求更高等因素影响该技术的推广使用。文中认为可在偏移耗时可以接受的条件下，尽可能地选择较大输入频率范围，能够改善偏移背景。实例分析表明，在构造复杂地区。叠前。深度偏移成像效果要好于叠前时间偏移，共炮域波动方程叠前深度偏移成像效果要好于Kirchhoff叠前深度偏移。     

双平方根算子波场延拓道集速度分析

在中心点一半偏移距域，利用波动方程的叠前双平方根算子．实现炮点及检波点波场向下延拓。通过速度扫描，在波场延拓后的深度域共中心点道集和经分选后的共成像点道集上，分析速度变化对成像点道集的影响。利用分偏移距成像，修正速度场，以达到提高成像精度的目的。     

波动方程共炮检距道集叠前深度偏移

目前所用的几种波场外推算法（分步傅里叶、傅里叶有限差分、广义屏和频率--空间域有限差分）可以在共炮道集上获得较好的成像效果。在上述算法中,共炮道集为了兼顾各种波传播角,每炮偏移都要考虑相当多的边道,并且炮点和检波点要分别向下外推,因而计算量很大。针对上述问题,本文提出了基于双平方根算子的波动方程共炮检距道集的深度偏移方法,它适用于二维和三维叠前深度成像,其步骤为：①在高频假设条件下,把共炮检距道集波场延拓公式中的积分运算进行稳相近似,得到波场延拓的相移公式;②把速度场分裂为层内常速背景和变速扰动,可求得整个均匀层波场深度延拓的偏移时移量、各层的偏移时移量及振幅校正系数,进而可得到最终波场延拓值。脉冲响应测试和理论模型试算表明,该方法具有较高的计算效率和成像精度,可适用于复杂地质体成像。     

Walkaway VSP多次波成像技术研究

Walkaway VSP多次波成像是将地震相干应用于VSP中。首先讨论了Walkaway VSP多次波成像的基本原理。对比了传统VSP与Walkaway VSP多次波成像的照明区域之后,通过对模拟资料进行成像,讨论了影响成像的因素。模拟数据与实际数据的多次波成像结果表明,Walkaway VSP多次波成像能够对井附近的结构较好地成像,从而拓宽VSP成像区域。应用过程中发现,多次波成像的深度和质量受地表反射能力以及检波器埋深的影响。地表反射能力越强,成像深度越深,成像的质量越高;检波器埋藏越深,成像结果对复杂地表的敏感度越小,成像的深度也将减小。     

炮域波动方程叠前深度偏移的偏移距域和角度域共成像点道集计算

炮域波动方程叠前深度偏移是一种实用化的成像算法,特别在稀疏炮集宽方位角观测系统采集的数据成像中非常有效。本文将偏移距定义为叠前偏移中下行震源波场和上行接收点波场之间的位移,在偏移过程中提取偏移距域共成像点道集,利用最早应用于炮—检偏移的径向记录道映射方法,将偏移距域道集转换到角度域。计算过程包括多偏移距成像和炮—检点坐标系向中心点坐标系的转换。该方法能够在炮集偏移过程中生成随角度变化的反射波成像结果,但在稀疏炮集观测系统下,共成像道集的质量仍会受到炮点假频的影响。     

联合结构张量与运动学反偏移的立体层析数据空间提取与反演策略研究Ⅱ:实践

为降低立体层析反演实际应用中绕射波、多次波和侧面波等对提取最佳数据空间(炮点坐标、检波点坐标、炮点P参数、检波点P参数、旅行时)精度的影响,提出了获取更佳立体层析数据空间的两步法策略。首先利用初始速度进行叠前深度偏移,然后在成像域实施运动学反偏移以提取更佳数据空间参数。将二维叠前成像体视为三维数据,采用三维结构张量算法一步即可精确获得运动学反偏移所需的构造倾角和剩余曲率信息。不同于理论数据,对于实际数据采用了在若干不同偏移距数据体的共偏移距成像道集上分别选取有效数据点,然后分别延拓的策略,以保证通过延拓挑选出的数据点更均匀、可靠。最后,利用运动学反偏移将选出的成像域数据点的运动学信息反偏移到数据空间,获得更佳立体层析数据空间。针对南海某二维实际数据,对两步法提取的数据空间进行立体层析反演,建立偏移速度模型,最终的叠前深度偏移结果表明:两步法策略有效地提高了实际数据的反演精度,是一种获得更佳立体层析数据空间的有效途径。     

将逆时偏移应用于复杂成像问题

标准的以炮点为基础的单程波场外推（WE）叠前深度偏移技术通过向下延伸震源和检波器波场对每个炮点进行地下成像。通过把这两个波场在每一深度交叉关联而形成成像条件，然后把来自孔径中的所有炮点的贡献相加以形成图像。     

VSP的双程无反射波动方程逆时偏移

VSP 资料通常为共炮点道集,因所含数据量较少,采用常规偏移方法,难以获得良好的偏移结果。而用双程无反射波动方程作逆时偏移,可以剔除内部界面反射波和层间多次波,同时使用 Clayton 的吸收边界条件,还可以消除VSP 中的边界反射波。可见采用这种逆时偏移方法能够较好地改善偏移效果。其成像条件仍由Claerbout 成像原理推广,求解镜像方程得到,此法是一种适用性很强的波动方程偏移方法,既适用叠前 VSP 记录,又适用常规多偏移距的炮点道集,还可用于 VSP 和地面资料的联合偏移,并能适应各种速度的变化。此法用于实际 VSP 资料处理时,要预先切除初至波,剪接边道或设置边道阻尼,并要作空间插值补道、频率滤波等项处理,否则将影响 VSP 偏移剖面的质量。     

复杂地表的单程波动方程地震叠前正演

基于数学检波器和等时叠加原理,实现了复杂地表的单程波动方程地震叠前正演模拟。该方法采用虚拟的数学检波器接收地下反射地震信号,可灵活地将接收点布置在地表的任何地方,从而满足地表起伏的要求。此外,根据等时叠加原理,该方法采用单程波动方程进行波场延拓和成像,计算简单、快速。通过复杂正断层的数值模拟,得到了高信噪比的共炮地震记录;采用适用于起伏地形的深度偏移方法对该共炮记录进行了叠前深度偏移,实现了地震波的偏移归位。从而证明了本文提出的适用于起伏地表的单程波动方程地震叠前正演方法的正确性和准确性。     

基于时移成像条件的波动方程保幅成像

在波动方程保幅偏移方程的基础上详细推导了单程波方程延拓算子，在二维和三维共炮点叠前深度偏移中，通过使用时移成像条件，在成像的过程中能够计算出延拓步长之间的成像值，对步长之间的成像值进行数值内插。这一方法能够明显提高计算效率，而且不影响成像效果。通过对国际标准的Marmousi模型进行数值试算，结果验证了基于时移成像条件的波动方程保幅偏移方法的正确性和有效性。时移成像条件也可应用于叠后深度偏移。     

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。     

复杂近地表波动方程波场延拓静校正

当地形起伏剧烈、地表高程差较大时，采用传统的垂直静校正方法会使地震波场发生扭曲。基于单平方根算子的波动方程基准面静校正方法，将起伏地表的叠前数据通过波场外推到高于地形线的某一基准面上，在基准面与地形线之间填充一套新地层，填充层的速度选为接近于直达波；从地形线以下的某深度出发，在共炮点集中，根据菲涅尔原理以及检波点的空间位置，以检波点接收的地震数据为二次震源，通过上行波正向外推将检波点延拓到基准面上；再根据炮点、检波点互易原理，通过下行波反向外推将炮点延拓到基准面上。数值模拟结果证明，该方法正确有效，有利于后续的常规处理和叠前成像。     

单程波外推高陡倾角反射成像技术的应用研究

基于单程波外推方法的二次反射波成像技术基本原理是：在将地震波场进行炮点下行波和检波点上行波常规波场延拓的基础上,进一步对检波点波场进行下行波延拓,对延拓的3个波场通过上、下行波两两交叉相关,进行上行和下行波场成像,该技术具有类似于逆时偏移的功能。以一个垂直构造模型为例,简要分析了高陡构造的波场特征;基于一个二维和一个三维高陡构造模型数据,进行了偏移成像处理试验,结果表明,可以对倾角大于90°的高陡构造精确成像。将该技术应用于某山前带实际地震资料的偏移处理,获得了较好的效果,常规偏移剖面中成像模糊的层位边界在该偏移剖面上成像清晰。     

利用波动方程预测减去法压制海洋地震资料中的多次波

多次波是影响海洋地震资料处理效果的最突出问题之一。多次波的压制方法主要有两大类：基于多次波与一次波属性差异的滤波方法和基于波动方程的多次波预测减去法（如SRME）。滤波方法由于其实用性，是生产中的首选，但也受到使用前提的限制，往往具有一定的局限性。当使用条件不适合时，压制多次波效果不好。SRME法采用迭代法消除与自由界面有关的多次波，该法将地震记录中的任意一个反射轴看作是与自由界面有关多次波的某个子反射，利用数据一致性原理，将原始叠前数据与自身沿自由界面进行时间与空间域褶积。在此基础上，对每个炮检对，分别从原始数据中抽取相应炮点位置的共炮点道集，并从多次波预测算子中抽取相应检波点位置处的共检波点道集，再依据数据一致性原理，沿自由界面将上述共炮点道集与共检波点道集进行组合，使得炮点位置与检波点位置一致。然后，将所有满足该组合条件的地震道两两褶积并求和，即可预测出上述炮检对地震道的自由界面多次波。最后，将多次波从输入数据中减去。本文通过实例，重点介绍了SRME方法的原理及其在海洋地震资料处理中的应用效果。     

波动方程叠前深度偏移方法综述

:对波动方程叠前深度偏移的基本概念、实现方法进行了分类和阐述。波动方程叠前深度偏移方法主要分为2类：一类是单平方根方程偏移,在偏移过程中,上、下行波分别向下延拓,并通过互相关成像条件来提取成像值；另一类是基于“沉降观测”概念的双平方根偏移,在偏移过程中,炮点和检波点同时向下外推,当两者重合时（零偏移距）,零时间的波场值就作为该空间点的成像值。对共炮真振幅偏移进行了阐述,并指出也可以在角度域道集实现该算法。理论模型的处理效果证明，波动方程叠前深度偏移成像技术是解决强横向变速情况下复杂构造成像的一种有效手段。     

聚焦点控制照明波动方程叠前深度偏移初探

波动方程法叠前深度偏移能够较为精确地对地质体成像, 然而波场外推的数据量过于巨大, 影响了计算的效率。面炮组合和控制照明结合的叠前深度偏移通过对震源波场的控制以及高效的面炮偏移能够得到高质量的成像结果。进行控制照明叠前深度偏移的关键是合成算子的选择, 笔者基于有限差分的走时计算方法合成了逆时聚焦算子, 基于该合成算子利用傅里叶有限差分法进行了聚焦点控制照明叠前深度偏移, 针对M armou si 模型的试算结果表明了该方法的有效性及其在提高计算效率方面的巨大优势。