复杂海底自由表面多次波预测方法

针对崎岖海底多次波路径复杂、绕射波及绕射多次波发育等情形,自由表面多次波压制技术（SRME）预测多次波模型存在数据信噪比低、动力学和运动学信息欠准确等不利因素,提出了基于单程波及双程波波动方程延拓的多次波预测方法。即基于波动方程并联合SRME技术,利用岩石物理模型对地震记录进行波场延拓,得到预测的多次波模型;同时采用自适应匹配相减方法提高复杂海底多次波压制效果。理论模型及实际数据试验表明：相对于单一的SRME多次波预测法,所提方法预测的多次波模型具有更高信噪比、与实际多次波在大多情况下的运动学和动力学特征吻合度更高。该方法理论上需已知准确岩石物理模型,由于海洋地震资料多次波主要是自由表面相关多次波,因此在仅已知海水及海底岩石物理参数情况下,该方法也能预测大部分与自由表面相关的多次波。     

SRME技术在澳大利亚Timer Sea地区的应用

表面多次波压制(SRME)技术是目前应用效果较好的多次波衰减技术。在介绍多次波类型和常见压制方法的基础上,引出SRME方法。基于平面波传播模型讨论SRME技术的基本原理,以及针对实际地震数据的迭代预测和减去方法,结合该技术的特点给出实际地震数据应用流程。澳大利亚Timer Sea地区海洋地震资料应用实例表明SRME这种数据驱动的表面多次波压制方法非常实用,尤其对崎岖海底多次波有显著效果。     

编码与解码框架下的局部平面波域浅水多次波压制方法

多次波压制是提高地震数据品质与成像结果分辨率的重要手段之一,浅海环境给多次波压制引入了额外的难点。浅海环境中主要的多次波是水体相关多次波,由于海底-海面路径短,且海面、海底都是强反射界面,因此该类多次波周期短、能量强,对有效波的干扰严重,采用常规多次波压制方法不能将其很好地压制。提出了针对浅水多次波的有效压制方法:将多次波的产生与压制用线性编码-解码系统进行描述,即将上行波在水层震荡产生多次波的过程视为编码过程,将剥离多次波的过程视为解码过程,并从线性系统求解角度给出了平面波域多次波压制算法。首先将水体相关多次波的预测转移到局部平面波域,利用稀疏τ-p变换减弱了采样不规则、近偏移距缺失造成的影响;然后利用射线理论描述水体介质中的地震波传播,高效生成多次波模型;最后在τ-p域进行匹配相减,并利用一次波与多次波的视速度差异,提高匹配精度。利用浅海OBC数据和拖缆数据验证了方法的有效性和实用性,通过对比压制浅水多次波前后的地震剖面和自相关结果,展示了方法压制浅水多次波的效果和应用前景。     

Walkaway VSP自由表面多次波叠前深度偏移成像

通常Walkaway VSP、3D VSP利用上行反射纵波成像研究井旁构造、储层特征,而将自由表面多次波作为干扰波压制。与上行反射相比,自由表面多次波具有易识别、照明宽、反射角小、传播路径长的特点。为此,研究了Walkaway VSP自由表面多次波叠前深度偏移成像。主要技术思路为:将Walkaway VSP共炮点z分量道集排成共检波点道集,根据炮、检互易原理,采用ω-x域显式单程波算子将震源子波从检波点延拓至自由表面,然后从自由表面分别延拓共检波点波场、震源波场,利用相关成像条件提取成像值,实现叠前深度偏移。模型及实例测试结果表明:①按照自由表面多次波传播路径进行单程波叠前深度偏移,成像结果与地震剖面波组吻合较好,思路简单、易于编程;②与一次反射波相比,自由表面多次波成像的纵、横向照明范围更大,可以实现检波器上方成像,但其频率偏低。     

反馈迭代法在自由表面多次波压制中的应用

在地震资料处理中，多次波压制的重点是自由表面多次波。阐述了利用反馈迭代法预测并压制自由表面多次波的基本原理和实现步骤。反馈迭代法不需要地下界面信息，能够适应较复杂地下结构的情况。设计了水平海底层状介质模型和起伏海底层状介质模型，对反馈迭代法压制自由表面多次波的效果进行了试验和分析，并与抛物线拉冬变换处理结果进行了对比。结果表明，反馈迭代法在迭代次数较少的情况下就能有效地去除合成地震记录中的自由表面多次波；抛物线拉冬变换的压制效果不太理想，处理后的结果中残留有较强的自由表面多次波。     

一次波和层间多次波联合成像方法

地下强反射界面产生的层间多次波传播路径复杂，压制难度大而且成本高，一直以来都是困扰油气勘探的棘手难题。考虑到层间多次波也是来自地下界面的真实反射，同时逆时偏移可以实现多次波的正确归位，因此，从节省计算成本和提高成像精度的角度出发，开展了一次波和层间多次波联合成像方法研究。首先，通过分析联合成像过程，引入了基于上、下行波场分离的成像条件以提高成像精度；然后，重点针对联合成像过程中引入的串扰假象，分析了其产生机制，提出了基于缺失边界匹配补偿的解决策略，通过将震源正向延拓上边界与实际地震资料进行匹配求取匹配因子，并将其作用于缺失边界的正演数据，从而实现保真逆时延拓，有效避免串扰假象的产生；最后，应用数值试算验证了方法的可行性、有效性和适用性。     

海底相关层间多次波预测方法

层间多次波是地震资料处理领域中最难以衰减的噪声之一,没有固定的规律,而且在偏移剖面中容易产生假象,影响资料处理质量。在海洋地震资料中,海底相关层间多次波广泛存在,由于海洋底界面的海底和海水间存在较强的速度差,当海底面以下存在高速反射层或散射体时,在海底与高速层间会发育较强的与海底相关的层间多次波。针对海底相关层间多次波问题,提出了一种基于波动理论的海底相关的层间多次波衰减方法。鉴于海洋资料海底反射较为明显,通过分离海底一次反射与海底面以下构造的反射波场的褶积与相关运算构建海底相关层间多次波,实现其合理的预测。本方法不依赖于准确的速度场,且具有较高的计算效率,是一种数据驱动型层间多次波预测方法。简单平层模型测试直观地证明了本方法的正确性,最后通过Sigsbee2B模型测试,合理地预测出了海底相关层间多次波,证实了本方法对复杂构造的实用性。     

多次波分阶模拟及最小二乘偏移成像

地震正演模拟是地震数据反演及成像中极其重要的部分。基于波动方程的有限差分法是目前应用最广泛的正演模拟方法,该方法虽然精度高,但不能模拟某一特定成分的波场,缺乏灵活性。基于频率空间域单程传播算符的波场模拟方法（波场分阶模拟算符）不同于有限差分法,该方法可以分别模拟一次波与多次波（包含表面多次波和层间多次波）。在常规地震处理中,多次波往往被视为干扰信息,但多次波中包含着丰富且重要的地下结构信息,利用好这些信息将极大地提高地下结构的成像质量。通过分析多次波在常规偏移成像中的影响,利用波场分阶模拟得到一阶表面多次波以及一次波,并进行表面多次波最小二乘偏移成像研究,提高一次波的成像效果,压制表面多次波成像中的串扰,提高地下结构的成像质量。     

应用边界元模拟方法分析复杂海底地震散射特征

边界元法对随机起伏的复杂海底界面具有良好的适应性.比较了边界元法与有限差分法对复杂断层模型的模拟精度,并验证了边界元法的有效性.利用边界元法对复杂海底模型进行波场模拟,反映起伏海底界面对地震波传播的影响;利用统计参数描述复杂海底地貌特征,将崎岖海底界面划分为快、慢变化和强、弱起伏等4种特征类型.根据不同统计参数的选择建立崎岖海底理论模型,利用边界元法对不同类型的崎岖海底理论模型进行模拟研究,同时与实际海底资料相对比,分析了复杂海底地震散射特征.此项研究成果可为复杂海底地区目标导向地震观测系统设计和采集参数优化提供理论依据.     

深海多次波压制应用实例

多次波压制处理是海洋地震资料处理最重要的步骤之一。文章首先探讨了深海地震资料多次波的传播路径和同向轴特点;然后,通过实例介绍了海洋勘探数据中压制多次波的常规处理流程。可以看到,地震剖面受到长周期的自由表面以及绕射等多次波的严重影响。对于这些问题,使用单一方法不能有效压制所有的多次波。因此,通常采用组合方法来处理:SRME自由表面相关多次波衰减方法、高分辨率拉东变换方法,以及分频绕射多次波压制方法等。     

不同维度下层间多次波正演模拟及其应用

实际陆上地震数据中存在严重的层间多次波,利用数值正演模拟方法可以帮助理解层间多次波的生成机理。常用的全波场数值模拟方法无法将一次反射波和层间多次波单独分离,缺乏灵活性。为此提出了一种新的层间多次波数值模拟方法,该方法基于反射率模型,将地震波传播过程与多次波分阶过程单独分开,通过循环递归方式灵活地实现不同阶次的层间多次波模拟,采用傅里叶有限差分法进行波场延拓以提高地震波的横向传播精度,同时在不同维度的模型中实现层间多次波高精度数值模拟。数值实例表明,层间多次波分阶模拟可以有效地分离不同阶次的层间多次波,记录到的总地震波场数据是各阶层间多次波的组合(一阶反射波认为是0阶多次波)。新的层间多次波数值模拟方法还可以帮助识别和预测深部储层上覆地层产生的层间多次波,指导速度分析,提高储层解释的精度。     

用多次波进行深度成像

多次波深度成像是一种叠前深度偏移方法,它是将多次波作为更准确的边界成图和振幅恢复的有效信号。这一思路与基于模型的多次波压制技术和逆时深度偏移有着部分的联系。常规的逆时偏移是使用计算所记录地震道和射线追踪的反射波传播的双程波动方程,或者是使用计算直达波旅行时的程函方程(激励时间成像原理),因而逆时偏移与大多数其他的只需一次反射波的单程波动方程方法或射线追踪偏移方法大致相同。因为如果不减弱一次波就几乎不可能衰减多次波,所以需要寻求一种在资料处理中建设性地使用多次波而不是想着去破坏它们的方法。此外,如果把一个双程全波动方程用于偏移中,那么多次波和其他类型的非反射波就能加强边界成像和振幅恢复。新方法通过有限差分技术解出了波在正向和反向方向上传播的双程波动方程。因此,它可考虑所有类型的声波,例如反射(一次波和多次波)、折射、绕射、透射波和这些波的任意组合。 在成像过程中,所有这些不同类型波场的衰减都发生在生成或改变它们的边界上。这一成像过程经过了四个主要步骤。首先,利用双程标量全波动方程使源函数(子波)从震源位置向所有方向正向推进;其次,用双程标量全波动方程使炮点道集中的记录道从全部检波器点向所有方向反向进展;然后,对正向和反向传播波场进     

利用地震干涉法衰减海底相关层间多次波

在海洋地震勘探中,由于海底面具有较强的波阻抗差,当海底面以下存在高速反射层或散射体时,在海底与高速层(体)间会发育较强的海底相关层间多次波。由于这种相关层间多次波无特定的识别特征而难以去除,增加了地震资料处理的难度。为此,本文提出了基于地震干涉理论的海底相关层间多次波衰减方法和实现流程。首先介绍了基于互易理论的地震干涉法原理,阐述了其在非均匀介质中的近似条件和表达式;在此基础上提出了通过海底一次反射记录和海底以下构造的反射记录来构建海底相关层间多次波。该方法克服了基于共聚焦点(CFP)延拓方法对速度场的依赖性与逆散射级数(ISS)法计算效率低的缺点,是一种数据驱动型层间多次波衰减方法。Sigsbee2B模型测试及实际资料处理结果表明,海底相关层间多次波得到了较好的预测,叠前深度偏移结果中的偏移假象得到了明显压制,证明了文中方法的有效性。     

多种多次波压制技术提高可燃冰地震识别

厄瓜多尔西海岸大陆斜坡地区发育大面积的可燃冰,其地震反射特征与海底反射极其相似。该区属 于典型的深水区域且海底崎岖,其海洋地震资料存在自由表面多次波、层间多次波和绕射多次波等多种 类型波。强能量多次波的存在,降低了资料的信噪比,影响了一次反射波的准确成像,也严重影响了可燃 冰的地震识别。采用自由表面多次波压制（SRME）技术、高分辨率拉冬变换多次波压制技术和绕射多次波 压制技术等串联组合,解决了该区多种类型多次波的压制问题,提高了利用地震资料识别可燃冰的能力, 并预测了该区可燃冰的分布范围。     

海洋多次波组合压制技术及应用

在分析多次波压制技术原理的基础上,选取确定性海底多次波压制技术、广义表面多次波压制技术及高精度拉东变换多次波压制技术优化组合进行多次波压制,并应用于实际资料中,应用效果表明该组合方法可以有效压制多次波,提高道集质量及速度分析精度。     

波场延拓法压制海底多次波研究

多次波问题一直是困扰海上地震资料处理的一大难题。基于波场延拓的多次波预测和压制技术是压制海底多次波的有效手段,目前的多次波基于波场延拓的多次波预测技术是基于平海底的方法。为此,发展了基于起伏海底的多次波预测技术,通过对标准数据sigsbee2b的处理可以证明,该方法准确地预测了起伏海底产生的多次波,为多次波减去法打下了很好的基础。     

声波正演中一种新的边界条件——双重吸收边界条件

在声波波动方程有限差分波场数值模拟中，由于计算模型的限制，导致很强的人为边界反射的产生。为了使计算得到的边界波场值更接近真实的边界波场值，往往使用边界条件以减少来自计算区域边界的人为反射能量，使得声波在有限区域传播达到在无限介质中传播的效果。目前，在声波正演中，较常用的一种边界条件是基于标量波动方程旁轴近似理论的吸收边界条件，在此基础上诞生了许多新的边界条件算法。在前人成果的基础上，提出了一种新的吸收边界条件——双重吸收边界条件。该方法将标量波动方程旁轴近似与另一种边界方程通过加权的方式，使所计算的边界波场值比利用通常吸收边界方程计算的边界波场值更接近真实的波场。该方法计算量小，简单易实现，应用于声波正演能得到比利用常规吸收边界条件更好的吸收效果。     

三维广义SRME方法及其应用

随着深水地震勘探的进展,压制坡折带和深水崎岖海底等复杂地质构造的自由表面多次波逐渐变为海洋地震资料处理中的难题,而传统的三维自由表面多次波衰减(SRME)技术在数据重构问题上存在很明显的不足。因此,在三维SRME技术的基础上,提出了三维广义SRME技术来压制自由表面多次波。该方法借鉴贡献道思想和稀疏反演方法,结合focal变换和三维曲波变换,优化构建全局自由表面多次波数据,最后通过自适应匹配相减来压制多次波。实际资料应用表明,该方法能有效压制陡倾角复杂地质构造情况下的自由表面多次波,提高成像品质,取得了重大突破。     

基于频率慢度域二阶算子的多次波去噪方法研究及应用

水层多次波和层间多次波干扰是在海上地震数据处理中的常见问题.当介质是横向变化较弱的地区和中等硬度的海底反射时,这些反射可以通过预测反褶积来压制;然而当海底非常坚硬且不规则时,海底构造与一维地球模型的不一致会使传统的去噪方法失效.频率慢度域二阶算子(Remul方法)是以地震正演数据模型为基础,推导了在线性拉东变换(τ--...     

水平层状海底Scholte波频散特性

海底Scholte波沿着海底流—固界面传播,具有典型的频散特性。Scholte波的频散特性可以反演海底浅层的横波速度,是海底横波速度建模的有效手段。建立准确的Scholte波频散理论模型至关重要。根据真实海水—海底环境建立水平层状海水—海底弹性模型,并利用边界应力和位移连续性条件推导了该模型的Scholte波频散方程及位移方程。分析了海水深度和海底物性参数对Scholte波频散特性的影响,6层海水—海底模型实验结果表明：(1)无论是硬海底还是软海底,Scholte波都具有明显的频散特性,硬海底Scholte波能量主要集中在海水中,基阶能量最弱,2阶能量最强,随着海水深度增加,Scholte波频散特性减弱;软海底模型固体海底的Scholte波能量明显增强,此时海水深度对Scholte波频散特性影响很小。(2)相比于深海环境,浅海Scholte波能量更强,频散特征更明显,因此在浅海环境利用Scholte波反演海底浅层横波速度的精度和可信度更高。最后,基于东海某工区的实际海底弹性地质模型模拟海底多分量地震数据并从中提取频散曲线,与理论计算的频散曲线进行对比分析,二者的频散曲线吻合很好,验证了...