扩展的横向变速叠前时间偏移技术

常规叠前时间偏移仅适用于横向缓变速介质,对于横向变速剧烈的介质,其旅行时计算存在较大误差,远偏移距误差更大。针对这一问题,对常规叠前时间偏移双曲线旅行时计算公式进行了改进,提出了扩展的横向变速叠前时间偏移旅行时计算公式。其基本原理是,引入速度函数和加权函数,将偏移距离散化,在每一个偏移距范围内通过加权函数调整均方根速度,由此来修正由横向速度变化引起的旅行时变化,使旅行时的计算精度得以提高,从而加强了时间偏移对速度横向变化的适应能力,改善了偏移成像质量。标准的Marmousi理论模型数据和实际资料的测试结果表明,扩展的横向变速叠前时间偏移能够提高复杂构造的成像精度。     

Kirchhoff弯曲射线叠前时间偏移及应用

基于射线追踪的Kirchhoff叠前时间偏移是一种高频近似方法，且利用射线追踪计算衍射走时需对速度场进行平滑处理。为了提高复杂介质中三维旅行时的计算精度，避开巨大的计算量，减少资料处理的成本，Kirchhoff弯曲射线叠前时间偏移近几年被提出来并逐步应用到实际资料处理中。该方法综合了Kirchhoff叠前时间偏移速度快、叠前深度偏移成像精度高的优点，利用层速度模型代替均方根速度模型来计算三维旅行时间。文章介绍了Kirchhoff弯曲射线叠前时间偏移的基本原理及利用层速度模型计算旅行时间的实现方法，并对四川某油气田资料进行了偏移成像。计算结果表明，Kirchhoff弯曲射线叠前时间偏移在保证计算效率基础上，较好地实现了复杂地质条件下资料的偏移归位。     

平面波最大能量叠前深度偏移

本文提出了一种新的基于最大能量震源波场的平面波叠前深度偏移方法。该方法保留了平面波偏移方法的优点。即在成像过程中,通过同时延拓频率域稀疏采样的平面波震源和最大能量旅行时,求取震源波场中的最大能量部分,从而显著地提高了平面波叠前深度偏移的效率。利用震源波场中的最大能量部分成像,还保证了较刘的成像精度。Ｍａｒｍｏｕｓｉ模型的蔗算结果表明,在复杂构造情况下,本文方法可获得同计算全波场的平面波叠前深度偏移     

三维叠前转换波克希霍夫时间偏移方法研究

在地层含气时，转换波勘探可以获得更为丰富的地下信息。但由于转换波的射线路径不对称，因此转换波的叠前偏移比纵波复杂。在VTI介质中，三维叠前转换波克希霍夫时间偏移的旅行时受偏移孔径、速度模型和双程垂向旅行时等多种因素的影响，为此，对转换波旅行时的计算方法和偏移算法进行了讨论。转换波旅行时由激发点到成像点的纵波旅行时和成像点到接收点的转换波旅行时两部分构成，通过建立旅行时表来提高偏移计算效率，保证旅行时精度。同时，讨论了基于VTI介质的三维转换波叠前时间偏移近似算法，利用理论模型验证了叠前时间偏移方法的正确性。对西部某油田实际转换波地震资料进行三维叠前时间偏移的结果与井资料较为吻合，含气地层的成像优于纵波。     

大规模三维地震数据Kirchhoff叠前深度偏移及其并行实现

本文提出了基于共炮检距数据体的适用于大规模三维地震数据体的Kirchhoff叠前深度偏移(PSDM)并行实现方案。其基本思路为:①利用任意介质中的动态规划法三维旅行时计算方法提供旅行时场;②按照炮检距组织数据;③根据机器物理内存大小分配成像深度段;④对共炮检距数据分深度段进行基于消息传递接口(MPI)的进程并行处理;⑤对单进程作业进一步利用OpenMp并行同时实现多个单道的成像处理。此方案可充分利用节点内存,减少数据输入/输出(I/O)量。该方案是将单个炮检距的某个深度段的成像空间和需要的所有炮的对应深度段的旅行时场调入内存中,每一深度层的成像均在内存中进行,而且Inline和Crossline方向的偏移孔径可以自适应地根据偏移速度和成像深度进行选择,并采用空变反假频技术,可较大地提高成像精度。成像结果按体偏移形式输出,同时也可以输出成像道集。该方案在内存利用、数据I/O量和计算效率上达到最佳平衡。并行方式充分采用MPI+OpenMp混合编程模式,可高效、高精度地处理大规模三维地震数据。理论和实际数据的偏移成像结果均证明了本文方案的正确性和高效性。     

叠前深度偏移中的旅行时并行计算技术

旅行时计算技术是基于波动方程叠前深度偏移方法的核心内容，射线跟踪的数值计算精度和效率直接影响着介质成像质量和实用化。基于三维射线跟踪的微变网络方法和波前重建思路，提出一种适用于三维复杂介质地震波走时的快速算法。但它所需计算量巨大。采用并行计算技术，设计出基于“任务缓冲池”的动态负载平衡策略，在现有的分布式计算机上，实现了三维射线追踪和叠前深度偏移的并行计算。     

三维转换波叠前时间偏移方法研究与应用

三维转换波叠前时间偏移是在变速介质中的一种转换波偏移方法。影响转换波叠前偏移成像的主要因素有两个:一是旅行时;二是偏移算法。三维转换波叠前时间偏移的旅行时受偏移孔径、速度模型及双程垂向旅行时等诸多因素的影响,转换波旅行时由从激发点到成像点的纵波旅行时和成像点到接受点的转换波旅行时两部分构成。通过研究,提出了一种合理切实的转换波速度模型建立方法和旅行时计算方法,并通过理论计算和实际资料处理的结果表明,三维转换波速度模型建立方法和旅行时计算方法是非常可信和实用的技术。     

波动方程叠前深度偏移处理技术开发与应用

针对地质结构复杂、岩性变化大、勘探目的层深、速度横向变化大地区的地震数据准确偏移成像,已成为目前石油工业界所面临的一大难题;传统的Kirchhoff积分法偏移固有其很强的适应性和高效的运算能力,但其射线追踪计算旅行时和振幅保持等方面的局限性越来越难以满足这些构造偏移成像的要求;为满足复杂油气田勘探开发的需要,对具有更高成像精度的波动方程叠前偏移成像技术的开发及应用必将成为地震偏移成像技术发展的必然趋势。     

基于地表的二维叠前时间偏移

基于地表的二维叠前时间偏移积分算法及建立从地面起始偏移速度场方法。从炮点和检波点出发，计算旅行时，获取地下反射点的成像。克服了常规地震资料处理系统中成像软件对地表相对高差较大的山地地震资料叠前偏移成像运用速度的不真实，从而获取精确的偏移成像。从应用实例。可见到明显效果。     

在地震频带中计算的最大能量旅行时

利用初至旅行时进行克希霍夫叠前偏移,在复杂构造地区,其成像很差。为了避免这一问题,我提出了一种计算旅行时的新方法。它计算的是最大能量波至的旅行时,而不是初至旅行时。这种方法估算的是在地震频带中有效的旅行时,而不是通常的高频近似。我对赫姆霍基方程进行求解,来估算几个频率的波场,用它来代替求解程函方程得到旅行时。然后,为了计算旅行时、振幅和相位,我对波场进行了参数拟合。将这些参数用于克希霍夫成像算法而得到的图像,在质量上可与由全波场、有限差分、炮剖面偏移得到的图像相比。     

弦截迭代法在求取P-S转换波转换点位置和旅行时中的应用——以单一水平界面VTI介质为例

求取转换点位置是进行转换波资料处理的重要环节,目前主要有严格的解析方法、基于泰勒级数展开的近似解析方法和基于射线理论的迭代方法3种。以单层水平界面VTI介质为例,给出了弦截迭代方法计算转换点位置和旅行时的步骤和公式;通过各向同性介质、VTI介质模型计算,对3种方法的计算精度进行了对比,讨论了各向异性参数对转换点位置和走时的影响,通过强各向异性介质模型探讨了弦截迭代法应用的局限性。研究结果表明,弦截迭代法由于没有使用任何近似,因此在事先给定的计算精度范围内是准确的,但在长偏移距和强各向异性介质同时存在的情形下,反射的SV波会出现“三叉区”现象,从而导致该方法失效。     

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。     

地震声波有限元模拟在微机上的实现

有限元法是复杂介质地震模拟的有力工具,它能比较客观地反映地震波的传播过程,比较细致地再现地震图像。但由于有限元地震模型所需网格节点数很多,数据规模巨大,使得它的计算受到限制。本文采用对角线化矩阵、运用吸收边界条件等办法,使有限元计算所需的内存降低(比有限差分法所需内存还少)、计算时间减少,在微机上实现了比较复杂地质模型的有限元地震声波模拟的计算。文中还对有限元计算精度作了简单地分析,最后给出了在微机上计算的合成地震记录。结果表明:该方法精度高、计算时间比相应的有限差分法短、记录波场丰富,是一个行之有效的地震声波模拟方法。     

混合法双程无反射波动方程偏移

本文提出了一种虚谱法和有限元法相结合的地震偏移方法。这种混啥方法是在计算速度、精度和占用计算机内存等方面对虚谱法和有限元法进行折衷的一种选择,其目的是构造一种新的、更有效的地震偏移方法。该方法从双程无反射波动方程出发,沿反时方向进行波场计算,使混合法偏移能够适应纵横向速度变化,并能有效地减弱计算中产生的层间混响。本文采用混合法偏移理论进行了试算,其结果表明,该方法用于复杂波场的偏移计算是可行的。     

利用有限元解波动方程求取初至时间

 叠前逆时偏移需要计算成像点的初至时间。射线追踪法因为计算效率高，常被用作旅行时的计算，但难以处理速度剧变和非规则网格情形。常用的有限元法在求解波动方程时，也会像有限差分法一样存在数据频散问题。本文采用有限元解波动方程获取地震波初至时间，与一般有限元法的主要区别在于利用集中质量矩阵压制时间频散使波前形态保真，并给出了根据震源子波第一极值出现时间求初至时间的方法。数值实验结果表明该方法能适用于非规则网格和速度剧变界面情形。     

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。     

大地电磁测深的拟地震解释法

在水平层状介质条件下,如果把地层划分为电磁波或弹性波在其中的双程旅行时都相等的“微层”,则大地电磁场和弹性波的位移场的反射函数无论是在表现形式上,或是在物理意义上都是十分相似的。这样的话,大地电磁测深法也可以象地震反射法一样画出“时间剖面”进行地质解释。这种方法还可推广到二维大地电磁测深和电测深资料的解释。通过对二层、三层和四层断面的理论模型试算,说明此方法是可行的。但是,无论是在理论上,还是在实践中都有许多值得研究的问题,例如在MT中反射函数的精度受观测精度及计算方法的影响。因此,研究新的观测方法和计算方法就显得很有必要。再如怎样把地震资料处理中一些消除干扰和提高分辨率的措施用于MT法。     

非正交系偏移方法综述

逆时偏移求解全波方程能模拟波场在地下传播的真实情况,但其计算成本太高。目前,正交坐标系单程波下行延拓以其计算效率、精确性、稳定性和处理高速变化速度模型的能力,成为工业界普遍采用的复杂介质成像方法。但是当构造存在陡倾角或波场中存在回转波时,其成像精度不足。非正交系单程波延拓能提高陡倾角和回转波的成像精度。从倾斜坐标系、曲线坐标系和椭圆坐标系3个方面详细阐述了非正交系单程波偏移方法。     

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