基于薄层模型的有限频率地震波射线追踪

基于Fermat原理的射线追踪方法都是假定地震波的频率为无限，从而求取最小旅行时所对应的路径。然而实际地震波的频率是有限的，地震波主要是在Fresnel带内沿尽可能短的路径进行传播的。为了使得到的射线路径更符合实际情况，本文在原弯曲射线法的目标函数中加入一项与射线长度有关的惩罚项，实现了基于薄层介质模型的有限频率地震射线近似追踪。理论例子表明，该方法简单，计算速度快，效果良好。     

基于薄层模型的有限频率地震波射线追踪

基于Fermat原理的射线追踪方法都是假定地震波的频率为无限，从而求取最小旅行时所对应的路径。然而实际地震波的频率是有限的，地震波主要在Fresnel带内沿尽可能短的路径进行传播。为了使得到的射线路径更符合实际情况，在原弯曲射线法的目标函数中加入一项与射线长度有关的惩罚项，实现了基于薄层介质模型的有限频率地震射线近似追踪。理论例子表明，该方法简单，计算速度快，效果良好。     

基于声波方程的有限频伴随状态法初至波旅行时层析

根据有限频理论,对于特定震相的观测信息,不仅射线路径上的介质对该信息具有影响,路径以外的其它区域对接收信息也具有影响,这种影响可以用核函数来表达。传统核函数的计算是基于"波路径"的,计算繁琐且效率低。而基于射线理论的伴随状态法虽然可以在很大程度上提高反演效率,却没有考虑地震波传播的有限频特性,这就导致了反演过程中低波数信息的缺失。本文基于伴随状态法,同时考虑地震波传播的有限频特性,研究并实现了基于声波方程的有限频伴随状态法初至波旅行时层析成像。将该方法应用于表层速度结构反演,理论模型实验表明,该方法比传统非线性射线旅行时层析成像具有更高的反演精度。     

基于旅行时线性插值的地震射线追踪算法

本文介绍并实现了一种由Ａｓａｋａｗａ提出的基于旅行时线性插值的地震射线追踪算法（简称ＬＴＩ算法），并在此基础上提出了反射波ＬＴＩ算法。ＬＴＩ算法基于网格单元模型，适用于任意变速介质，可以追踪包括直达波、折射波、透射波等多种射线路径。原ＬＴＩ算法处理初至类型的地震波，而本文将其推广到反射波情况，使其可以应用于计算地震反射波的旅行时及追踪反射波射线路径。通过计算试验及与物理模型实验结果对比表明，用该算     

多次回溯高精度快速射线追踪方法研究

射线追踪的速度和精度直接影响地震资料的静校正和偏移成像的质量。针对复杂构造和不均匀介质中的地震波传播问题,提出了多次回溯高精度快速射线追踪方法。该方法基于费马原理,首先从震源出发选择目标点,以目标点为中心选定矩形计算网格,计算各网格点到目标点的旅行时,选择震源到网格点再到目标点的最小旅行时作为该目标点的传播时间,同时记录该点前一节点的坐标,这样介质中各目标点均有一条指向震源的射线路径;然后对射线进行回溯,对射线上的任意节点根据追踪半径确定回溯网格,计算地震波从震源到回溯网格中任意网格点再到目标点的传播时间,如果该时间比原目标点的传播时间短,则用该网格点替代原节点。根据精度要求选择合适的回溯次数更新节点信息,获得地震波传播的射线路径。模型试算结果表明,多次回溯高精度快速射线追踪方法是一种有效的初至波射线追踪方法。     

Wavetracing层析成像方法及其在井间地震中的应用

层析成像技术被广泛应用于矿产勘查、油气开发及工程勘查和检测领域。基于运动学特征的走时层析成像方法计算效率较高,但精度较低。基于动力学特征的波动方程层析成像方法精度较高,但计算时间较长。Wavetracing层析成像方法在射线追踪方面简单、高效,能够提供与有限频率实际资料相一致的传播路径和旅行时。应用该方法对胜利油田垦71地区多对井间地震资料进行的层析成像速度反演取得了良好结果。     

Wavetracing层析成像方法及其在井间地震中的应用

层析成像技术被广泛应用于矿产勘查、油气开发及工程勘查和检测领域。基于运动学特征的走时层析成像方法计算效率较高,但精度较低。基于动力学特征的波动方程层析成像方法精度较高,但计算时间较长。Wavetracing层析成像方法在射线追踪方面简单、高效,能够提供与有限频率实际资料相一致的传播路径和旅行时。应用该方法对胜利油田垦71地区多对井间地震资料进行的层析成像速度反演取得了良好结果。     

复杂介质的层析建模及模型反演

 针对地震反射走时层析成像方法在复杂介质速度建模时面临数据拾取困难的问题,本文从理论上对其形成的原因进行了分析,认为是模型描述中反射层的引入导致了数据拾取的困难。本文采用了新的模型描述方法和反演目标函数,利用地震波的传播方向和传播时间作为反演的数据,并利用拾取的地震波传播方向约束射线路径,保证射线路径的惟一性,从而在模型上无需定义地震反射层位。为检验该方法的有效性, 利用Marmousi模型进行了试验计算,计算结果表明该方法在一定程度上可有效解决复杂介质的速度建模问题。     

旅行时线性内插地震射线追踪

本文提出一种称为旅行时线性内插的新的射线追踪方法，与常规的方法相比，用该方法计算二维速度结构模型的旅行时和射线路径速度快，精度高。ＬＴＩ方法的公式推导基于二维网络模型，旅行时和射线路径的计算仅在网格的边界上进行，因此，在速度不变的网格单元内其射线路径总认的是直线。该方法适用于层析成像研究。ＬＴＩ算法分为两步：首先计算所有网格单元边界上的旅行时，然后追踪所有炮检对之间的射线路径。位于网格单元边界上任     

地震波旅行时计算方法及其模型试验分析

地震波旅行时的计算是地震波偏移成像技术和地震层析成像技术的核心内容,同时也是实现保幅叠前偏移成像的重要因素。推导了地震波波动方程高阶有限差分法计算格式,提出了最大绝对振幅能量节点初至旅行时拾取的方法。均匀介质模型试验表明,该方法与用解析解、程函方程法计算的旅行时等值线基本重合。基于层状介质模型、凹陷模型和Marmousi模型对方法的适用性进行了试验,将由该方法计算得到的初至旅行时作为叠前逆时成像条件,对凹陷模型和Marmousi模型的数值模拟记录进行了叠前逆时偏移成像,偏移叠加剖面很好地反映了模型的地质特征。     

程函方程差分法层析成像

在程函方程差分解法的基础上，本人曾给出了在已知二维空间网格点上的初步走时来一次求出所有接收点至激发点之间的地震初至波射线路径，从而利用瞬时迭代重建技术实现了任意两维地下介质速度分布情况下的弯曲射线法层析成像反演算法。     

井间地震观测数据模拟和偏移的有限单元法

近年来,由于井下地震震源和特殊的数据采集设备的研制及不断改进,井间地震观测系统,及其随后的井间速度模型的地震旅行时反演(又称地震层析方法)正在发展成为一项用于储层研究、油藏描述和解决某些油藏工程问题的实用技术。文章给出了用于井间地震数据模拟和偏移的有限单元波动方程数值解模型,提出了适用于该算法的吸收边界条件,并导出了可靠的数值解结果。     

关于井间地震层析成像中几个问题的探讨

基于射线理论的井间地震速度层析成像技术已在石油开发和浅层工程勘探领域得到了初步应用；并显示出良好的解决复杂地质问题的能力，本文就目前常用的直达透射波旅行时速度分析成像的应用情况，提出几个容易忽视的问题（直达透射波旅行时的确定，大倾角地层层析的不确定性，射线分布不均匀的影响）并进行讨论，文中展示了这些问题的现象，并设计了井间模型进行正演计算，从理论上定量或定性地分析其形成机制，提出相应的改正方法和对     

用有限单元法作井间地震观测数据的模拟和偏移

由有限单元法导出声波、变速度波动方程初边值问题的近似解方法,可用于地面地震、非零井源距垂直地震剖面和井间观测地震资料的模拟及偏移。解正演问题时,以时间函数形式给出震源位置上的位移边界条件来模拟震源,偏移算法与有限差分法相同。新设计了消除计算模型人工边界反射的吸收边界条件。用载荷向量积分使吸收边界条件很容易与有限单元方程结合。这是一个适合于有限元计算的算法。合成数据表明,增加地震观测方式,例如联合采用地面地震数据与井间地震观测数据, 可以明显地改进地震偏移图像的完整性和分辨率。     

对井间地震反射波成像资料的初步认识

井间地震在解决油藏开发问题方面具有明显的精度优势,为了更好地认识和应用井间地震资料,从不同角度对井间地震反射波成像资料进行了分析.通过对井间不同成像方法基本原理的分析，井间成像资料与合成地震记录的对比分析，地层与反射波组对应关系的分析，地层内部变化与地震反射结构的分析，以及井间成像资料与地面地震资料构造趋势的对比分析，得出井间成像资料可以更好地反映地下地质构造形态，同相轴反映的是地导波阻抗界面的认识。对垦71井区井间地震反射波深度域资料进行了波数计算，对其时间域资料进行了频谱分析，并进行了井间地震资料、地面地震资料、测井曲线等的标定对比，认为井间地震反射波成像资料能够分辨3-5m厚的薄层。对胜利广利油田的井间地震反射成像资料进行了构造解释，结果表明井间地震反射波成像资料具有反映细微构造的能力。井间地震正演模型分析表明，选择大角度道集进行有限角度叠加处理的成像资料可以用于岩性解释。     

井间地震反射波成像技术探讨

井间地震反射波的主频大约是地面地震反射的10倍，因而井间地震具有更高的分辨率，同时对成像精度的要求也就更高。以VSP-CDP成像方法为例，探讨了影响井间地震反射波成像质量的因素，指出井间直达波可作为检验成像精度的依据；在总结和比较井间和地面地震反射成像方法差异的基础上，提出无需速度建模的走时场延拓反射波成像方法，并推导出弱各向异性介质下纵波的走时延拓方程。实际井间资料的处理结果表明，走时场延拓反射波成像方法较之井间VSP-CDP反射成像方法的成像质量有了质的提高，其成像剖面与地面地震剖面相比，包含了更多的地层信息，由此说明，新的成像方法是可行和可靠的。     

多频组合胖射线旅行时层析成像方法

基于射线理论的地震波旅行时层析成像是重建地下速度分布的有效工具,然而传统的射线层析建立在无限高频近似的基础上,导致反演问题产生严重的不适定性,从而影响层析成像的效果。针对传统射线层析存在的问题,本文提出了基于第一菲涅尔带的多频率组合的胖射线层析方法。该方法通过第一菲涅尔带拓宽射线,并利用权重影响因子修改层析核函数,有效降低了反演矩阵的稀疏性,解决了射线层析的不适定性问题。同时由于多个频率的引入,在迭代反演过程中,有效地提高了层析的分辨率与精度。同时该方法不需计算射线路经,因而提高了计算效率。模型试算结果证明了本方法的有效性与稳定性。     

初至波射线层析成像在复杂区静校正中的应用

在复杂地表和复杂构造地区，静校正问题突出。为此，根据目前静校正存在的问题和实际需要，进行了地震初至波射线层析成像方法的研究。给出了初至旅行时层析成像方法的基本原理，包括近地表模型的建立、射线路径和初至时间的计算、反演方程的建立以及共轭梯度反演方法等。其中提出的对复杂介质采用动态网络最短路径射线追踪方法，克服了同类方法得到的射线路径呈之字形、计算出的旅行时比实际旅行时系统偏大的缺陷。利用非线性共轭梯度优化方法来实现初至旅行时层析反演，反演过程稳定收敛。利用理论模型和实际资料对方法进行了验证，结果表明，采用上述方法求取复杂地区的静校正量，静校正效果很好，剖面的品质得到了较大的改善。