偏移中地震波粘滞效应的补偿研究

探讨了在地震资料偏移时对地震波粘滞效应进行补偿的方法。给出了方法的基本原理,即将地震波的吸收和频散考虑到偏移延拓算子中去,在进行波场延拓的同时,补偿地震波的吸收和频散。偏移延拓算子通过求解线性最优化和非线性最优化问题来获得,因此保证了算子的稳定性和精度。偏移时,通过延拓算子查表法,利用McClellan变换实现三维波场的向下延拓。数值模拟表明,与传统偏移方法相比,在偏移中考虑粘滞性吸收和衰减能够获得更真实、更精确的地下成像。     

一种带限稳定的反Q滤波算法

反Q滤波是波传播的逆过程,可同时消除吸收和频散效应。Gabor域反Q滤波方法是以Gabor变换谱代替向下延拓的波场,在对二维时频谱进行稳定的反Q滤波处理后,再使用Gabor逆变换重建时间域地震道。相对于反Q滤波方法的分层实现,该算法可应用更精确的连续Q模型,且不需对二维振幅补偿算子进行近似,其计算效率更高,反Q滤波结果更准确。为了改善补偿效果且不放大环境噪声,在Gabor域反Q滤波过程中联合应用时变带通滤波器,该带通滤波器的高截频从某一时间处随旅行时沿双曲线轨迹变化,以适应衰减介质中信号带宽随旅行时的变化。理论数据测试和实际资料应用的结果均表明,联合时变带通滤波器的反Q滤波算法对含噪地震数据是稳健的,可在保持信噪比的同时提高地震资料的分辨率。     

混合法Q吸收补偿

本文提出了一种在频率域和时间域混合实现高效、稳定的Q吸收补偿方法,适用于时、空变的层Q模型,对每一个常Q层,首先将地表波场延拓到当前层的顶部作为输入波场,并在频率域进行高效准确的相位补偿;再变换到时间域,通过零相位增益限制滤波器实现稳定的振幅补偿;最后输出当前层的结果并继续下一层的处理;层间波场延拓的稳定性也由增益限制所控制。合成数据和实际数据应用结果都证实了该方法的有效性和实用性。     

分数阶拉普拉斯算子黏滞声波方程的最小二乘逆时偏移

衰减补偿型逆时偏移方法能沿波的传播路径对地震波所经历的振幅衰减和相位畸变进行补偿,可提高成像精度和分辨率,但该方法需模拟呈指数增长的地震波场,存在数值不稳定问题。为此,在最小二乘反演理论框架下,基于分数阶拉普拉斯算子黏滞声波方程,推导其对应的Born正演模拟算子和伴随方程,利用反演思路逐步补偿地震波的吸收衰减,解决了传统衰减补偿型逆时偏移方法的不稳定问题。该最小二乘逆时偏移方法采用新颖的常分数阶拉普拉斯算子黏滞声波方程描述地震波的衰减和频散,与实际广泛使用的常Q模型匹配精度高;在反演算法方面,使用限域拟牛顿（L-BFGS）方法计算反射率模型的更新量。Marmousi模型数据和实际数据的偏移算例证实,所提黏滞声波最小二乘逆时偏移方法能稳定地补偿介质的黏滞性,获得高分辨率的地下反射率模型。     

Q叠前深度偏移在四川盆地薄层成像中的应用

四川盆地表层结构复杂,目的层埋藏深(大于7000m),深层反射地震信号吸收衰减严重,地震信号能量弱、频率低、子波畸变严重,进而导致深层成像分辨率低,薄层识别困难。为了减小地层吸收对叠前深度偏移成像的影响,采用GeoEast软件系统开展了Q叠前Kirchhoff深度偏移应用研究。Q叠前Kirchhoff深度偏移通过引入复速度和复旅行时,严格按照波场传播路径对地层吸收造成的振幅衰减和频散效应进行振幅补偿与相位校正,以有效提高深层成像的保真度和分辨率。实际应用结果表明,相比常规叠前Kirchhoff深度偏移,Q叠前Kirchhoff深度偏移能显著改善偏移结果的振幅关系、拓宽有效频带、提高偏移成像的分辨率,使深层薄层容易识别追踪。     

一种稳定高效的等效Q值反Q滤波算法及应用

提出了一种基于等效Q值的反Q滤波算法,在补偿高频耗散能量的同时,对速度频散造成的相位畸变也进行了校正。该算法通过光滑的阈值控制增益函数实现稳定性控制,在补偿高频时,引入了一种变频带的计算方法,压制由于频率域的折返效应产生的高频噪声。与一般品质因子Q不同,由于在每一样点的吸收补偿是由该点的Q值唯一决定的,可利用扫描方法直接求取等效Q值。对Q扫描后的叠后反射数据采用对数谱比求频率导数的算法求取等效Q值场,避免了薄层调谐对频谱的不利影响。理论测试与实际资料应用的结果表明,等效Q值反Q滤波算法对含噪地震数据是稳健的,可在保持信噪比的同时提高地震资料的分辨率。     

高精度屏算子地震偏移成像方法研究

从波场延拓的非稳态相移公式出发,基于反问题求解中常用的摄动理论,利用单平方根算子的渐进展开,推导出了波动方程广义屏叠前深度偏移算子方程的高阶形式;针对散射波场计算项对于横向变速介质的不稳定性问题,通过数学近似提出了有效提高稳定性的策略并应用到波场递归外推过程中,从而得到一种稳定的高精度屏算子地震偏移成像方法。数值试验和实际资料处理表明,该方法具有更高的精度,对宽角度信息成像更好,是对传统广义屏算子的有效补充和发展。     

基于双平方根方程的保幅地震偏移

 本文提出了一种基于双平方根方程的保幅叠前深度偏移方法，首先从保幅的单平方根算子方程出发，将保幅的上、下行波场进行组合近似表示为全声波波场，然后推导出由双平方根算子定义的单程波方程；根据摄动理论把速度场分裂为层内常速背景和变速扰动，求得整个均匀层波场深度延拓的偏移时移量及振幅校正系数、各层的偏移时移量及振幅校正系数，得到最终的波场延拓值，实现了共炮域公式到CMP域公式的转换。理论模型试算和实际资料处理表明，该方法不但具有较高的计算效率和成像精度，而且可以输出正确反映地下反射系数的振幅信息，有利于AVO/AVA地震属性分析，提供精确的岩性识别与储层预测地震数据。     

通过补偿吸收与波散进行叠前深度偏移

到目前为止,用显式外推算子进行叠前深度偏移时,地震波的衰减和波散都是忽略不计的。本文介 绍一种在深度偏移方法中加入吸收和波散效应的方法。补偿吸收和波散的外推算子是用最优化算法设计的。设计的准则为算子的波放响应必须与实际外     

串联反Q滤波及其应用

地震偏移等效于横向反褶积,而反褶积也可视为某种类型的偏移。应用与f-k偏移相类似的方法,将地震记录沿射线路径向下延拓,可导出一种准确校正频散相移的反Q滤波算法。引入串联偏移的思想,可容易地将常数Q算法推广到深变Q模型;而将串联频散补偿算法与限幅补偿算法相结合,可形成一种新的常规反Q滤波方法。实际资料处理结果表明,新方法在频散补偿处理上优于现有方法,可更好地改善地震资料分辨率。     

偶极横波远探测测井中反射波振幅恢复方法

偶极横波远探测测井方法能够探测井外几十米范围内的裂缝或洞穴等地质构造,对于油气勘探和开发有着重要意义。考虑到横波在地层中传播时会产生能量衰减,导致传播路径较长的反射波振幅偏低且与之对应的井外远距离反射体的成像质量差,可引入一套反射波振幅恢复方法进行处理。该方法主要包括2个部分:①在考虑测井环境和计算单位等影响因素下改进波前扩散能量补偿公式,并将其用于恢复横波反射波在地层扩散中损耗的能量;②建立适用于处理测井资料的叠前反Q滤波公式,在增加振幅补偿高、低频极限等约束条件的基础上将公式用于计算补偿反射波的地层非弹性衰减。叠前反Q滤波法成功实施的关键在于获取准确的横波品质因子Q,对此提出一种利用实测和数值模拟偶极横波直达波联合计算Q的方法,该方法的核心在于通过数值模拟的直达波校正实测直达波振幅的几何扩散衰减量。研究结合现场实例的处理和分析验证了偶极横波反射波振幅补偿方法的可行性和有效性。     

稳定的迭代法反Q滤波

反Q滤波是补偿大地衰减效应的一种常用方法,但其振幅补偿的不稳定性限制了该方法在中、深层地震资料处理中的应用。为此本文提出了稳定的迭代反Q滤波法。首先对原始地震记录的频谱乘以一个对高频成分具有较强压制能力的低通滤波器,然后通过迭代法逐次逼近来弥补中、低频段振幅补偿不足的缺陷,由此得到了迭代法的递推公式。同时,本文还严格证明了迭代法的收敛性,并给出了迭代滤波的迭代通式。模型试验及振幅补偿算子滤波响应的对比分析结果表明:与常规反Q滤波方法相比,迭代滤波法不仅具有较强的抗噪声特性,而且对深层地震波具有较好的振幅补偿能力。在实际地震资料应用中,迭代滤波法对地震记录进行了稳定有效的能量补偿,显著地提高了中、深层地震资料的信噪比和分辨率。     

正则化形式的稳定粘声逆时偏移成像方法

在粘声介质逆时偏移成像方法中,只要改变振幅衰减项的符号就可以从理论上进行衰减补偿,但是由于振幅补偿时间算子的补偿比例随着波数增加而呈自然指数级增长,因而使得高频成分伴随高频噪声被过度补偿,影响了最终成像结果的精度。基于预测校正策略,提出了一种正则化形式的稳定传播的粘声逆时偏移成像方法,推导出了一阶形式的稳定粘声补偿波动方程,用于震源波场与检波点波场的补偿延拓,该方程同时考虑了因地层吸收而导致的振幅衰减与相位频散的特性。分别利用水平层状模型以及局部Marmousi模型进行了方法测试,结果表明,提出的方法不仅可以有效补偿因地层吸收而衰减的能量,对成像结果的频带特征也有良好的展宽与恢复。相对于不考虑粘性特征的逆时偏移结果,该方法的成像结果中深层构造的刻画更加清晰;与采用仅考虑振幅衰减补偿方程的成像结果相比,该方法的成像结果中同相轴的位置更加准确,其深层构造的分辨率与可信度也有了进一步提升。     

用一种稳定的全反Q滤波方法提高叠前地震资料的分辨率

地震波在地下介质中传播时,由于受到衰减影响,导致地震波的高频能量受到损失和相位畸变.而反Q滤波是补偿地层吸收衰减的一个最有效途径.常规的反Q滤波补偿方法一般是针对叠后地震资料进行的,然而,地震波实际衰减过程是沿着传播路径发生的,并受介质的各向异性影响,所以真正的反Q滤波补偿应该在叠前地震资料中进行.利用沿射线路径的波场...     

Q扫描法反滤波在地震资料处理中的应用

本文所讨论的Q扫描法反滤波是以Futterman(FTM)衰减模型为理论基础,在频率域内采用分时窗变Q扫描技术,对地层吸收所造成的地震波振幅和频率衰减而进行的补偿处理,其实质就是反大地滤波。用这种方法能够校正地震子波相位的拉伸,补偿地震波频率和振幅的损失,达到提高地震资料分辨率和信噪比以及改善相同轴连续性的目的。 本文论述了Q扫描法反滤波的理论基础和方法原理,并据此法在PDP-11/45机上对实际地震资料进行了处理。结果表明,这种方法提高了地震资料的分辨率,改善了剖面质量,从而为精细研究构造和岩性提供了一种有效的工具。     

一种提高VSP分辨率的反Q滤波方法

由于VSP记录的地震波的衰减程度与地面地震记录的地震波的衰减程度不同,因此对VSP资料进行反Q滤波处理,直接应用地面地震资料的反Q滤波方法是不准确的,需要对其进行改进。本文基于Wang处理地面地震资料的反Q滤波方法,提出一种适用于VSP资料的反Q滤波方法,即先对VSP资料上、下行波场进行分离,然后根据VSP上、下行波各自的波场特点,分别进行反Q滤波补偿。采用此法对模型数据和实际VSP资料分别进行反Q滤波补偿处理,均取得了比较好的效果。     

F-X域粘弹性波动方程保幅偏移

提出了一种利用粘弹性声波波动方程进行偏移的新方法。其基本思路是,修改成像条件,使修改后的成像方程中考虑振幅补偿,然后利用粘弹性、单程波动方程在F-X域对震源和接收点波场进行延拓,进而完成散射、透射等补偿。理论数据处理和实际地震资料处理表明,该方法理论基础可靠,处理效果明显,能较好地解决实际地质问题。