相移插值法偏移中一种新的变延拓步长方法

在叙述相移插值法波动方程偏移原理、对该偏移过程中的波场外推公式及最终成像方程进行适当的改进变形后,重新标定了向下外推算子,使得成像过程可借助于 FFT 来完成,并给出了一种不同于时间域内插的新的变延拓步长的方法。本方法与传统的相移插值法偏移中时间域内插值法变延拓步长相比,向下外推步长可远远大干地震波视波长的四分之一,从而满意地解决了相位插值偏移算法效率低的问题。文中给出的理论模型计算与实际煤田及陡倾角地震数据偏移处理的结果表明:本方法是一种快速经济的,适合于陡倾角、复杂地质构造归位的 f-k 域偏移成像技术。     

快速三维相位移加插值偏移

本文采用相位移加插值的方法实现了三维一步法偏移.在三维偏移计算中,对向下延拓的其子进行了变形,故允许使用大延拓步长向下延拓,允许成像过程中使用FFT方法.此法可根据地层的变化情况自动调整连续延拓的步长,提高了计算效率.相移插值方法用于三维一步法偏移不存在偏移算子在x,y方向分裂引起的三维偏移归位误差问题,且无频散现象,能适用于纵横向变速情况.实例表明,本方法是一种适合陡倾角、复杂地质构造归位的三维一步法偏移成像技术.     

并联f—k偏移

在复杂构造区作岩性研究，要求纵、横向速度变化区的地震资料经偏移处理后能得到陡倾角与断层的清晰成像，而以往的Stolt偏移、拉伸f－k偏移以及串联f－k偏移等方法都有其局限性，无法满足上述要求。为此，本文提出了一种新的快速偏移法──并联f－k偏移。其实现过程是，首先由Gazdag相移法与Stolt偏移法之间的关系，导出与陡倾角有关的成像速度；然后利用成像速度作一组常速Stolt偏移，生成一个偏移数据集；再对这些偏移后的数据作适当插值便可得到等效于Gazdag相移法的偏移结果。这种算法是高度并行的，尤其适用于多CPU并行计算机系统。在偏移数据集内插值构造实际变速剖面时，交互方式是一种最佳选择。实际应用表明，该法可适应速度的纵、横向变化，能使陡倾角清晰成像，且具有成像效果好、信噪比高、计算费用少等优点。     

地震记录的快速f—k正演模拟

通常波动方程正演与波动方程偏移有密切的关系,唯有Stolt的f-k偏移没有相应的正演方法。经研究发现,f-k正演中存在严重的折返效应。为此,本文提出一种改进的正演公式及相应的算法:①利用振幅衰减因子克服有限离散傅氏变换的周期性影响;②在插值映射中使用两项Sinc插值,消除假同相轴的干扰和提高计算效率;③利用时—深和深—时变换方法使f-k域正演适用于垂向变速和弱横向变速的正演情况。试验结果表明,f-k域正演记录具有与f-k波动方程偏移相似的快速、高效、对地层倾角无限制、稳定性好等优点,是一种有实用价值的波动方程正演模拟方法。     

几种地震波叠后深度偏移方法的比较

地震波深度偏移方法是解决复杂地质构造成像的有力手段。为了研究复杂构造和速度分布条件下地震资料的叠后精确成像方法,分别采用相移加内插法、分裂步傅里叶法、傅里叶有限差分法和逆时偏移法对复杂的Marmousi模型进行叠后深度域偏移试验,计算结果表明,逆时偏移法具有最佳的成像效果,使得复杂构造成像清晰,绕射波场等完全收敛,计算精度和计算效率较高,是一种高精度的叠后深度偏移方法。     

改进的正演模拟定位原理

本文在作者以前提出的模拟定位原理及其相应算法的基础上，提出了改进的原理－正演模拟定位原理２。改进后的原理是通过认识共炮记录正演模拟的实质，抛开偏移成像的因素，就正演而作正演。因此，在同样用单程声波方程获得完全一样的共炮点记录的正演记录的情况下，使用基于定位原理２的计算公式，可成百倍地提高运算速度。     

反偏移法三维波动方程正演

三维地震资料的处理与解释往往都需要三维正演模型给予验证，以得到准确的处理、解释结果。本文提出的三维正演方法是一种偏移算法的逆运算方法－有限差分反偏移法。这一算法具有算法简单、运算量小及深度方向分辨率高的特点，是一种快速、高精度的正演算法。反偏移法虽是偏移算法的逆运算法，却出现常规偏移算法中所没有的很多问题。为此，本文进行了三种不同反偏移方法试验，并采用了一种新的浮动坐标变换，使正演结果精度得到很大     

叠前多分量偏移

用位移势能外推法进行叠前弹性偏移量种混合的、系统的、功能块的矢量波场偏移算法。根据位移→势能→势能外推→位移定顺序，本文提出一种新的不均匀介质波场外推法，它相对比较精确，且不费机。利用一种改进的适用于复杂构造的褶积声波正演模拟程序计算二种直接下行Ｐ波和Ｓ波的旅行时，这种Ｐ波和Ｓ波在弹性偏移中是必需的。本文提出一种基于时间一致原理的新的成像条件。反外推和分解后的ＰＰ波和ＳＳＩ皮位移振幅与成像条件剖面     

一种稳定的高精度双变网格正演模拟与逆时偏移方法

双变网格正演模拟方法因其低存储、高效率等优势,在刻画地下小尺度异常体,尤其是超深部微结构方面发挥了越来越重要的作用。变网格正演模拟方法在实现过程中需要考虑两个问题:网格步长变化处的虚假反射和长时间采样下的不稳定性。从理论上推导了虚假反射误差的数学表达式,分析了虚假反射影响因素,并通过引入Lanczos滤波算子,实现了一种基于交错网格的稳定且高精度的双变网格正演模拟算法。模型正演试算结果表明,在超长采样时间迭代测试下本算法依然稳定,且虚假反射也得到明显压制。随后,将双变网格波场延拓算子应用于偏移成像过程,实现了双变网格逆时偏移算法。裂缝储层模型的成像结果表明,双变网格逆时偏移方法能够以较小的内存,较为准确、高效地成像地下微小构造。     

使用最短程法偏移

以短时距方程有限差分解为基础的两种计算旅行时方法，即Ｖｉｄａｌｅ法和Ｇｒａｙ修正ａｎＴｒｉｅｒ和Ｓｙｍｅｓ法与计算复杂介质内地震射线和旅行时的最短程法进行了比较，此比较由两部分组成：首先，在正演模拟内测试此三种方法的性能；其次，论证了他们在基尔霍夫偏移内的应用情况。正演模拟内的比较说明了最短程法和成像方程的Ｖｉｄａｌｅ解法是非常相似的，但与完全用于偏移的因而有利于速度却以牺牲准确性为代价的Ｇｒａｙ     

地震记录的Q值正演模拟与反滤波

地震记录的正演模拟与反演方法是地震勘探中重要的处理和解释手段之一。目前普遍采用的正演方法都是已知地层速度、密度或波阻抗正演一定观测系统条件下的合成记录，并没有考虑地下介质非弹性吸收的影响。正演获得的合成记录具有较多的假设条件，与实际地震记录差距较大。本文提出的模拟方法是利用波场成像原理，在递推上行波时应用Ｆｕｔｔｅｒｍａｎ模型同时考虑介质的吸收作用，推导出频波域类似于相移正演算法的Ｑ值正演模拟合成     

相位移加有限差分法波动方程正演模拟

本文提出用相位移加有限差分法来实现速度纵横向变化，复杂陡倾地质模型的正演模拟，为复杂波场的地震，地质解释提供了精确、实和的方法。     

Optimization of the seismic processing phase-shift plus finite-difference migration operator based on a hybrid genetic and simulated annealing algorithm

Although the phase-shift seismic processing method has characteristics of high accuracy, good stability, high efficiency, and high-dip imaging, it is not able to adapt to strong lateral velocity variation. To overcome this defect, a finite-difference method in the frequency-space domain is introduced in the migration process, because it can adapt to strong lateral velocity variation and the coefficient is optimized by a hybrid genetic and simulated annealing algorithm. The two measures improve the precision of the approximation dispersion equation. Thus, the imaging effect is improved for areas of high-dip structure and strong lateral velocity variation. The migration imaging of a 2-D SEG/EAGE salt dome model proves that a better imaging effect in these areas is achieved by optimized phase-shift migration operator plus a finite-difference method based on a hybrid genetic and simulated annealing algorithm. The method proposed in this paper is better than conventional methods in imaging of areas of high-dip angle and strong lateral velocity variation.     

二维高斯射线束地震模型

高斯射线束方法是将波动方程和射线理论相结合的一种地震正演模型方法。文中叙述了二维高斯射线束的基本理论及合成地震图的方法,并给出了若干地质模型的计算实例。二维弹性介质地震模型的高斯射线束方法能计算横向不均匀介质复杂地质构造的地震波场(包括P波、SH波和转换波),其特点是计算中无奇异区,运行速度快,与常规射线追踪法相当。用该方法计算的波场不仅能反映波的运动学特点,而且能反映波的高频动力学特点,计算结果可与有限差分法的计算结果相比。     

弹性波的叠前相移偏移

目前,弹性波成像仍处于研究阶段。本文根据声波相移偏移的思想,实现了弹性波资料的相移偏移。该方法先从单分量位移弹性波方程出发,导出基于位移场的相移偏移公式。然后,借助时-空域的纵、横波分离结果,实现了位移场的弹性波叠前相移偏移。另外,文中对互相关成像法和时间成像法进行了对比试验。试验结果表明,两种成像方法的效果相当,但时间成像法的效率较高。     

三维VSP非固定相移叠前深度偏移研究

相移法适用于层状介质中局部大倾角构造的精确归位,但因不适应速度在横向上的变化,该方法的应用受到了限制。采用非固定相移算子的叠前深度偏移方法能够适应介质速度横向变化,同时克服了常规相移偏移算法中要求速度横向不变的缺点。该方法运用基于非固定滤波器理论的非固定相移算子,具有更高的精度和稳定性,叠前深度偏移算法采取分片均匀近似的策略提高了运算速度。该方法应用于三维VSP成像并在实际资料处理中取得了比较好的成像效果。     

波动方程非规则网格任意阶精度差分法正演

在波动方程正演中通常采用有限差分算法，而有限差分的计算精度又取决于所用离散网格类型及差分阶数。采用规则网格进行离散，对于倾斜界面无法避免绕射噪声，若加密网格又过度增加工作量。为此，本文提出一种非规则网格任意阶精度差分正演方法，在不增加太多计算量的前提下，达到了基本消除离散绕射噪声，提高正演精度的目的。通过两个模型试算，特别是在有倾角的反射界面处，较好地克服了由于数值离散带来的离散绕射噪声问题，为提高复杂地质模型的正演精度提供了一种实用有效的方法。