瞬变电磁场拟波动方程偏移成像

本文提出了一种新的瞬变电磁场偏移成像方法。该方法满足扩散方程的低频电磁场,并可由积分变换转换为满足波动方程的波场,然后直接利用地震偏移成像技术,求取介质的几何参数。     

复杂地区地震波场的正演模拟与反时偏移

本文用Fourier变换法精确地计葬了波动方程的空间导数项,导出了时一空域中只与时问导数有关的波动方程。对该方程用中心差分法求解,可得到适 于变速介质中地震波场的正演模拟和反时偏移的数位递推计葬会式。方法的关健在于对空问失量作多维Fourier变换之后,引入了两个分别与速度和空间 Fourier变换频率有关的翎助场。在理论上,本方法可适用于速度和构造形态任意变化的复杂地区地震波场的正演模拟与偏移。理论试葬的结果表明,该方法效果良好。     

大尺度强变速地震波场数值模拟与偏移成像的有限积分变换方案

文中介绍了利用有限积分变换表示函数的一般原理；以二维标量波动(声波)方程为例，总结了前苏联学者Mikhailenko提出的一种混合域偏移成像方法，利用二维标量波场关于时间或空间的有限差分格式、关于时间的傅里叶变换及关于空间的有限差分近似，可得到波场的数值解；在此基础上，推出了基于有限积分变换的地震波数值模拟和裂步傅里叶偏移改进方案的基本方程。通过对基本方程中的时间项和空间项进行有限差分离散化，或者至少对两者之一取有限或无限积分变换，则可以利用与经典方案相类似的计算步骤解出由基本方程所形成的无限方程组，完成波场的数据模拟，并且计算量比经典方程大为减小；文中以二维裂步傅里叶偏移为例，总结了基于有限积分变换的地震波偏移的基本思想：在变换域内进行均匀背景速度模型的相位移动及在空间域内进行非均匀介质的相位移动；文中还讨论了数值计算和震源有限化、计算效率及与其他地震波场数值模拟、偏移成像方法的对比问题，认为有限积分变换方法可无限制地扩展计算区间，可以实现任意介质速度结构的地震波场数值模拟和偏移成像。数值计算结果表明，有限积分变换方案能给出令人满意的结果，这种数值模拟和偏移成像方法，有望为今后的大尺度地震波传播和成像理论研究及生产实践提供强有力的工具。     

低频电磁场成像的新方法

本文介绍了一种用射线层析成像解释电磁的数据的新方法,由于电磁场具有扩散特性,将射线层析成像直接用于低频电磁数据是困难的,然而扩散的电磁波场在数学上能变换成按类时变量定义的波。该变换能把时间或频率上满足扩散方程的波场与对应的波场积分联系起来。如果所对应的波场能用低频EM     

频率域电磁场偏移成像

电磁场偏移是研究观测电磁场的上行波场，是以反向扩散传播方式使各个场源逐渐归位的。若向下传播的偏移场的相位与原来上行波场的相位在介质的分界面上相同，则通过电磁场偏移成像能够地球内部反射场的相位，本文讨论的问题是建立在激发源为平面电磁波基础之上的，当然此地方也可以应用于一般地面激发的可控制问题，文中采用有限差分方法进行偏移成像，不仅可以确定地下电阻率异常的位置，而且还能反映电阻率异常的相对大小，理论试     

矢量Kirchhoff叠前深度偏移

由于传统的Kirchhoff积分法偏移基于标量声学波动方程,没有考虑地震波场的矢量特性,偏移成像的精度较低、保幅性较差。因此,本文从多分量地震波矢量场的特征出发,基于均匀各向同性弹性波波动方程,推导了Kirchhoff积分法矢量偏移公式;利用弹性波波动方程的矢量特性,在偏移过程中将泄漏的地震波信息还原到PP波与PS波分量中,实现了偏移过程中的波场分离。二维理论模型与实际数据的应用结果表明,基于矢量数据的深度偏移方法能够有效消除多分量地震数据的波型泄漏现象,提高偏移成像的精度。     

起伏地表的自由基准面波场成像方法研究

基于波动方程基准面延拓的偏移方法理论,从地震波场正演模拟的角度出发,提出了一种新的适用于起伏地形的地震叠后正演方法。该方法综合利用了"地形淹没"和"零速层偏移"的思想,通过基准面变换和设置零波场传播层,将原始模型的地表作为新模型的一部分,有效地消除了起伏地形的影响,并采用常规的波场延拓算子进行波场延拓与波场成像计算,实现了起伏地表模型的地震叠后数值模拟。基于该方法理论,还发展了一套完整的自由基准面波场延拓流程,可以将地表观测的地震波场延拓至任意的基准面之上,对研究野外地震波的传播规律、后续的偏移处理以及地震资料的解释具有非常重要的意义。仿真实验的结果均验证了地震正演模拟方法和自由基准面波场延拓流程的正确性和有效性。     

单程波方程的高阶逼近

利用地震波场分裂技术对二维波动方程进行单程波分解,很容易求解波动方程,能够达到求解精度;对低阶微分方程组中的上行波方程进行3种高阶逼近,可以实现大倾角以及任意倾角度的偏移。该方法克服了小倾角差分偏移的各种困难,实现了快速、准确的地震资料偏移的高分辨率处理以及地震波传播的数值模拟。文出的上行波方程的3种高阶逼近方程,是为了实现任意倾角的差分,具有计算方便、减少计算量等优点,是一种较好的地震资料偏移处理方法。     

地震成像中的Born近似与Rytov近似比较

地震波散射理论中的Born近似和Rytov近似是目前地震数据波动方程叠前深度偏移成像技术和波场模拟技术中最为常用的两种近似。利用波场传播散射理论中的局部Born近似和局部Rytov近似,分别导出了单程波方程的稳定的Born近似波场传播算子和稳定的Rytov近似波场传播算子,然后从理论和实践上比较了它们在地震数据波动方程叠前深度偏移成像中的应用效果。基于相位扰动的稳定的Rytov近似波场传播算子对速度变化引起的波场相位变化的适应性要比基于波场扰动的稳定的Born近似波场传播算子好，稳定的Born近似波场传播算子可视为稳定的Rytov近似波场传播算子的一阶近似,因此,对于主要基于地震数据相位信息的地震数据构造偏移成像, Rytov近似在理论上要优于Born近似。此外,还用国际标准模型--Marmousi模型地震数据的偏移成像,从实践上证明了Rytov近似要优于Born近似。     

水平迭加剖面的波动方程偏移法

近些年来研制了建立在地震波传播原理基础上的波动方程偏移法.它是一种基于偏微分方程数值解的地震资料偏移方法.其基本原理是将在地面测线接收到的地震资料用计算机向下延拓到任一深度的假想接收测线所接收到的地震资料,于是完成了地震资料的偏移归位.本文就上述波动方程偏移原理作了简单叙述,推导了水平迭加剖面向下延拓的二维偏微分方程.结合法国CGG公司的波动偏移程序,讨论了波动方程差分解法的一种计算机算法.该算法是将差分系数通过Z变换分解成为一个褶积因子和二个反褶积因子,采用褶积和递推运算,求解波动方程的数值解.该解法比用矩阵法更为简单.     

基于波动方程偏移的地震数据地层成像

地层成像是对地下地层物性空间变化的近似反演,对于岩性油气藏和非常规油气藏的勘探开发具有重要价值。文中根据波动方程偏移的思想提出了一种有关反射体波阻抗相对扰动的地层成像方法。基于地震波运动学特征准确的地下介质光滑模型,应用地震波传播理论推导了基于反射体波阻抗相对扰动的地震数据线性正演表达式;然后结合线性反演理论,利用地震数据近似反演波阻抗相对扰动,构建了基于波动方程偏移的以波阻抗变化为主要目标的地震数据地层成像方法。在地层成像中,如果对波场做角度分解,则可得到地层成像的角度域共成像点道集,如果对波场不做角度分解,则可快捷地得到角度域平均的地层成像结果。对于声波方程描述的地震数据,利用该地层成像方法可获得地层的声波阻抗相对扰动成像;对于标量波方程描述的地震数据,利用该成像方法可获得地层的速度相对扰动成像。该地层成像方法与地震数据逆时偏移方法的计算过程相同、计算量相当,合成地震数据试验取得了理想的地层成像效果。     

MT法电磁相位移偏移研究

在地震勘探中，偏移是地震资料的主要处理方法之一。MT法中的平面电磁波与地震弹性波有本质的区别，但也有很多相似性。导电介质中的平面电磁波在介质的分界面上也发生反射与透射。利用平面电磁波的上行波场U和下行波场D在反射面上的相位关系特征，可把地震偏移技术中U／D成像理论引入到MT法数据处理中。相位移法原理简单、速度快，是一种理想的一维偏移方法，但在二维模型数据的偏移处理中还需要作适当的改进。PSPI（相位移加内插）法可以得到二维U／D成像的较好结果。     

3D VSP波动方程深度偏移成像方法研究

介绍了一种基于波场外推的波动方程深度偏移成像方法。该方法不仅考虑了波场在地下传播过程中的绕射和折射效应,而且没有Kirchhoff方法中的高频近似假设和在复杂构造区的焦散及多路径现象。该方法在胜利垦71井区3DVSP实际资料处理中取得了比较好的成像效果。     

VSP资料的叠前波动方程逆时偏移

从波动方程出发,利用有限差分法导出波场外推公式,由此可以进行波场正演计算和偏移。用 P 波方程编制的偏移程序 VSP MIG 既可用于地面资料的偏移,也可用于井中资料的偏移;既可用于 P 波偏移,也可用于 P-SV 波偏移,但需相应的变化速度模型。对于 P 波和 P-SV 波,偏移的成像时间也是完全一样的。分别偏移分离后的上行 P 波和上行 P-SV 波,可以得到纵波和横波两张偏移剖面,这样比纵、横波资料的联合一次偏移可以得到更多的信息。     

一种简便的海洋P-SV转换波叠前偏移成像处理方法

在莺歌海盆地,地震模糊区的成像一直是勘探工作中的一大难题,1998年在该地区采集了多波地震资料,通过对P-SV波的处理,在模糊带成像方面取得了较好的处理效果[1]。在对常规P-SV波处理中的偏移技术等存在的特殊问题进行分析的基础上,提出了一种P-SV波叠前偏移处理的方法,该方法将输入道分选成共转换散射点道集(CCSP),在CCSP道集中,双程旅行时和等效炮检距之间满足双曲线关系,故而使得常规处理P-P波的Kirchhof叠前偏移在此也可以运用,至于速度分析它也可以运用P-P波的速度分析方式来进行,因此采用该方法简化了转换波的处理,同时也提高了P-SV波的成像效果。     

基于反射波动方程的地震反射数据波形成像

在有关波现象和地下介质物理性质空间变化的高频近似条件下,散射波退化为反射波,相应的散射波动方程退化为基于阻抗相对扰动的反射波动方程;再通过定义反射率为阻抗相对扰动沿入射波传播方向的方向导数,推导出基于反射率变化的反射波动方程。利用推导出的反射波动方程和线性反演理论,建立基于反射波动方程的地震一次反射数据波形成像方法。根据基于阻抗相对扰动的反射波动方程和基于反射率变化的反射波动方程,首先应用反射波传播算子的伴随算子,建立阻抗相对扰动近似反演方法和反射率波形偏移方法;再应用反射波传播算子的最小二乘逆算子,建立阻抗相对扰动最小二乘反演方法和反射率最小二乘波形偏移方法。针对波场传播算子的最小二乘逆算子的巨大计算量和不稳定性,在阻抗相对扰动的最小二乘反演和反射率的最小二乘波形偏移中均采用迭代方式求解。本文提出的波形成像方法,可在波动方程意义下真实地应用地震数据的波形信息,因此是真正的波动方程偏移成像方法。     

地震反射波与散射波波场分离方法初探

与地震反射波相比,地震散射波具有更好的刻画地层细节特征的能力,为此开展了地震反射波和散射波波场分离方法的探索性研究。 从理论上探讨了地震反射波和散射波之间的共性和差异,并根据热传导的相关理论,提出了采用基于热传导方程的扩散滤波方法进行地震反射波和散射波波场多尺度分离的思路和方法。 以实际三维地震工区叠前偏移数据为例,开展了地震反射波和散射波的波场分离数值实验。结果表明：该方法可以相对地分离地震反射波和散射波能量,且能够分别反映出地层的宏观特征和微观特征,其中分离出的反射波剖面信噪比得到了明显提高,而散射波剖面信噪比较低,但却能够反映出地层的裂缝分布和非均匀地质体的边缘特征,可以更加有效地刻画掩盖在常规地震反射波能量之下的微观地层细节特征,对于实际地震资料数字处理具有重要的参考价值     

非线性弹性波反演探讨

地震反问题的研究给经典弹性理论注入了活力，它是力学与交叉学科（地球物理学、地质学，应用数学等）的高难课题。地球物理，特别是地震勘探，实质上可归结为反问题的研究，它通过接收的波场信息来重建地层及岩性构造，以达到油气识别和勘探开发的目的。反演因其不适定性而较正演的难度要大。本文探讨的弹性波反演是理论和应用的前沿课题，文中将测量波场抽象为数据空间元素d，d与模型空间元素m呈非线性关系。利用高斯概率密度可描述d、m的分布规律，其最小二乘解代表反演极大似然解估计m。针对非均匀弱散射情形，由弹性动力学可得出散射场与模型参数的关系。最后在时空域和频率域将伴随问题的梯度矢量具体表示为模型参数（拉梅系数，波速，密度），并给出了解估计表达式。