常梯度射线追踪法及在VSP-CDP成像中的应用

本文用常速度梯度射线追踪法进行反射波的射线追踪,并结合两步法和插值逼近法求解两点射线追踪问题,最后将该方法应用于VSP-CDP成像中。对模型资料和实际资料进行试算结果表明:两步法结合插值逼近法能较好地解决复杂速度场的两点射线追踪收敛问题,但两步法只对二维速度模型有效,对于三维模型的两点射线追踪问题,仍使用文中式(11)给出的三角形面积加权的插值逼近法。     

能量约束下的高斯射线束法地震波场正演

高斯射线束法同时考虑波的运动学和动力学特征,并且无需两点试射追踪,因此运算速度快、精度较高。Zoeppritz方程反映了地层界面上反射波和透射波的能量。本文将高斯射线束正演与Zoeppritz方程联系起来,将高斯射线束正演得到的波场记录赋予能量信息,并利用模型对波动方程、常规射线法和本文方法的计算精度和效率进行了对比,验证了本文方法的可行性和有效性。     

三维高斯射线束正演的研究与实现

三维地震数值模拟在复杂地区的地震勘探中起着非常重要的作用,目前常用的正演方法是波动方程法和射线法,波动方程法精度高但效率很低,射线法效率高但精度低,都不能很好地满足复杂三维模型的正演需要.高斯射线束正演方法是一种快速的地震记录合成方法,它将波动方程和射线理论紧密结合起来,通过运动学射线追踪获取射线轨迹,通过动力学追踪来获取中心射线附近的高频能量分布,因而既能反映波的运动学特征,又能表现波的动力学特点,并且具有运算速度快、精度高等优点,能够有效解决复杂三维模型的正演问题.     

一种新的基于多模板快速推进算法和最速下降法的射线追踪方法

本文提出了一种新的射线追踪方法,该方法将射线追踪分为两个过程:首先使用多模板快速推进算法(MSFM)从源点开始计算已知速度场各网格节点的波前传播时间;然后使用最速下降方法从接收点开始向源点沿旅行时梯度最快下降方向追踪射线路径。与传统的快速推进方法(FMM)及其改进算法相比,多模板快速推进算法(MSFM)使用两个模板计算邻点旅行时,同时考虑了水平、垂直及对角线方向上的信息,能大大提高旅行时的计算精度和计算效率。为了验证新射线追踪方法的计算精度和计算效率,本文对两个速度模型进行了数值模拟,并将模拟结果与基于FMM和高精度快速推进方法(HAFMM)的最速下降射线追踪方法计算结果进行对比。对比结果表明,本文方法是一种有效的射线追踪方法,并且在计算精度和计算效率上都优于基于FMM和HAFMM的射线追踪方法。     

复杂三维地层建模及快速射线追踪的研究与实现

利用射线法进行三维正演模拟,需要建立三维地层模型,并进行三维射线追踪.然而三维地层建模,特别是复杂模型的构造通常比较困难,为此提出了一种利用二维地质剖面构建三维地层模型的算法,该方法以用户编辑的二维地质剖面作为原始资料,自动构造初始模型,经细化处理后输出光滑、细腻、合理的三角网格模型,有效地解决了复杂地层建模的问题.离散的三角网格可以描述复杂的地质构造,但是由于包含大量三角形,使得射线追踪效率比较低.因此介绍了利用空间包围盒在三角网模型上进行快速射线追踪的方法,利用该方法可以在复杂模型上快速完成上万条射线的射线追踪,追踪速度快而且精度高,具有很强的实用价值.     

复杂介质常梯度射线追踪方法研究

射线追踪方法是研究地震波传播的重要手段。射线追踪有多种算法，相比而言，以Langan等人的算法最好，它不仅适用于复杂介质模型，而且能够保证计算精度及效率。本文对Langan(1985)提出的基于程函方程的常梯度速度射线追踪方法进行了深入的研究，并对该射线追踪方法的实现以及在复杂介质的速度建模中的应用进行了有益的探索。算法中考虑了反射波、透射波和临界反射。理论试算进一步表明，该射线追踪方法对复杂介质具有较好的适应性。     

-种改进的双线性插值射线追踪方法

线性插值射线追踪是-种具有全局搜索能力且计算效率相对较高的射线追踪技术。为了克服该方法线性假设导致在近场处的旅行时计算精度差、射线路径不合理等问题,本文提出-种改进的双线性插值算法,应用优化扫描法确定波前面和传播方向,追踪最短射线路径;采用动态变密度网格剖分方式,有效地提高了旅行时精度,特别是近场旅行时的计算精度;同时采用快速判定条件和简化计算公式,有效地降低了计算量,提高了计算效率。理论模型测试显示了该方法的有效性。     

基于波前构建法的TTI介质射线追踪

射线(群速度)方向与旅行时梯度(相速度)方向不一致,使得TTI介质的射线追踪变得非常困难。传统的以弹性参数表示的各向异性射线追踪系统比各向同性条件下要复杂得多,而且在每一步都要求通过解特征值问题来计算极化矢量,使得整个射线追踪过程相当耗时。鉴于此,本文引入一种用相速度和群速度重构的射线追踪系统,该射线追踪系统与各向同性条件下的完全相似,从而简化了TTI介质的射线追踪问题。在综合考虑多种走时计算方法的优劣后,选择波前构建法进行射线追踪和波前传播的计算。将简化的射线追踪系统与波前构建法的优势相结合,得到了简单、高效的TTI介质射线追踪方法,并通过模型试算验证了此法的可行性。     

基于块状模型的井间地震运动学正演方法

传统的地面地震正演只考虑了上行反射波信息,没有兼顾透射波、层间直达波以及下行反射波信息,且只适用于简单层状模型,不能适用于井间地震正演。本文根据井间地震自身的特点,运用基于块状单元的建模方法建立了井间地震地质模型,并用块状模型试射法对建立的模型进行了射线追踪,再根据射线追踪结果合成井间地震记录,可以获得较好的应用效果。本文研究表明:基于块状单元的井间地震建模方法能较好地模拟断层、尖灭等复杂地质构造模型;应用基于块状单元的井间地震试射法能够精确地对复杂地质构造模型进行射线追踪,在结构相对简单的模型中迭代收敛较快,但在结构复杂的模型中收敛较慢;根据井间地震射线追踪结果结合正演地震记录可用于识别井间地震波场和叠加成像。     

二维复杂介质的块状建模及射线追踪

射线追踪方法不但是研究地震波传播问题的有效手段之一,而且在地震层析成像和叠前深度偏移等方面都起着重工的作用,射线追踪的计算精度和速度直影响层析成像和叠前深度偏移的效果,本文改变了传统的层状地层的建模方式,提出了一种射线追踪中块状结构的建模方法,新的建模方式使射线追踪方法能应用于十分复杂的地质对象,在用块状结构建模方法的编程中,C＋＋语言起了重要的作用,文中给出了在十分复杂的地质结构中应用块状结构方法建模并用迭代追踪法进行射线追踪的计算实例。     

层析静校正技术在柴北缘地区的应用

柴北缘地区地震勘探多在山地、山前带、戈壁、沙漠等低降速带变化大的复杂地区进行, 静校正问题成为制约勘探成效的瓶颈。绿山层析静校正是一种非线性反演技术, 利用地震波初至时间和射线路径反演出近地表速度模型, 然后求取静校正值, 从而消除静校正影响, 提高地震剖面的分辨率。该方法应用于柴北缘地区, 提高了静校正计算的精度, 较好地解决了该区的静校正问题。     

复杂地表区浮动基准面计算方法的优化选取

在高精度三维地震资料及复杂地表区的地震数据处理中,通常使用浮动基准面校正法来消弱因近地表变化引起的静校正量影响,减少因静校正剧烈变化造成的反射波双曲线时距曲线畸变,从而提高地震资料的成像品质。本文对目前常用的浮动基准面计算方法——平均静校正量法和平滑地表法进行了分析与比较,认为平滑地表计算法更适合于高精度三维地震资料、地表高程起伏大、近地表低降速层厚度横向变化剧烈的复杂地表区地震资料。实际资料处理表明,该方法能够更可靠地反映地下地质构造形态。     

勘探矢量图约束下的遥感影像精校正处理方法

本文研究了在勘探矢量图约束下基于特征点的遥感影像精校正处理方法。从可形成数字化地震采集工程图的两种图件——遥感影像和勘探矢量图的特点分析入手,阐述了遥感影像精校正过程中特征点的选择原则和方法,并以矢量图作为约束,采用全局和局部变换相结合的方式建立数学模型,利用最小二乘法求取变换参数,对数据做重采样处理,实现遥感影像的图像精校正。在此基础上,提出了一套可用于地震采集工程的遥感影像精校正处理流程。实际的应用图件表明该技术和流程是可行性的。     

胜金口西山地三维地震采集与处理技术

胜金口西山地地表和地下条件复杂，造成激发、接收条件差，原始地震资料信噪比低，静校正问题突出，资料成像困难。针对以上难点，在资料采集方面，对观测系统精心设计，采用6线18炮砖墙式观测系统；根据工区不同地表和岩性分布，将工区分为山地(山前带)、农田和戈壁砾石区，分别采用炸药震源和可控震源激发；以深井微测井为主结合小折射方法，提高表层建模精度，进而通过静校正数据库建立全区表层结构模型。在地震资料处理方面，以提高信噪比和突出断层下盘信息为主要目标，做好静校正、叠前去噪、子波整形、反褶积、偏移等关键处理步骤；在进行三维偏移时通过多次偏移速度扫描，建立了比较精确的偏移速度场。采用这套山地三维地震采集技术与处理方法所获得的地震资料，能够满足该区地震解释需要。     

复杂地表波动方程反演延拓静校正

静校正问题是复杂地表地区地震勘探所面临的一个主要问题，它在很大程度上制约着资料处理的质量。本文在已知表层速度模型的基础上，研究了一种利用波动方程反演的静校正方法，即通过理论推导将静校正问题归结为一个求波动方程边值的反问题(亦称未知边值的反问题)，换句话说，复杂地表的静校正问题可通过波动方程边值反演来实现。文中针对反问题的特点给出了数值求解方法。这种静校正方法具有适应复杂地表起伏及表层速度变化剧烈的特点，可以充分考虑波场通过表层时所发生的透射、散射及反射，使延拓的波场具有较高的精度。数值模拟结果验证了方法的有效性。     

道均衡抛物线Radon变换法地震道重建

基于抛物线Radon变换地震道重建（PRT）的基本原理和傅里叶变换频谱的基本性质，本文提出了迭代加道均衡抛物线Radon变换（BPRT）方法，把道均衡技术和带限PRT法有机地结合起来，不仅大大提高了缺失地震道插值重建的计算效率，而且成功运用于叠前地震资料的反假频重采样处理中。此法与传统最小二乘抛物线Radon变换法相比，其计算精度相同，且计算效率大约提高了5倍。理论模型试算与实际地震资料处理证明该方法具有精度高、效率高的特点。     

兴隆台城区三维炮点偏移校正技术

在城区进行三维地震勘探时，如果设计的激发点离建筑物较近，无论采用炸药震源还是可控震源，都会对建筑物构成不同程度的威胁。因此，观测系统中设计的部分激发点(炮点)位置和实际施工中采用的位置往往有偏差，从而给地震数据处理带来许多麻烦。为解决此问题，本文针对我国东部地区近地表速度相对较稳定的特点，提出了利用大炮初至时距曲线区域综合量板进行炮点偏移校正的方法，即把若干个正常炮检点(炮点和检波点坐标位置与施工作业班报记录相吻合)的初至波旅行时绘制成炮检距一初至波旅行时区域综合量板，利用量板中的初至波旅行时和炮检距之间的数量关系来寻找炮点偏移的真实位置，从而达到炮点偏移校正的目的。实际地震数据处理效果证明，该方法能一次性且较准确地完成所有炮点偏移校正，对我国东部地区陆上地震勘探炮点偏移校正具有普遍适用性。     

沙漠戈壁区近地表激发特性研究与应用

在复杂地表区，激发出高能量、宽频带的地震波是改进复杂地表地区地震资料质量的关键。在地震采集中，通过分析近地表地震波的传播特点，优选激发参数，来提高地震波的激发质量。本文利用双井微测井资料对准噶尔盆地山前带沙漠戈壁区的近地表地震波传播特点进行分析，总结出不同激发深度对地震波频率、信噪比的影响特点，提出科学确定激发井深的理论依据。在中部4区块和中部1区块生产中推广应用，取得了较好的勘探效果。