三维真振幅有限偏移距偏移

非零偏移距一次反射纵波可描绘成三维时间或深度偏移反射，以致偏移的波场振幅是与角度有关的反射系数的一种度量。最近提出的各种涉及加权绕射叠加的偏移／反演算法都是以Ｂｏｒｎ或Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ近似法为基础的。本文提出一种三维Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ型叠前偏移法，该方法中待成象波场的一次反射是由零阶射线近似事先描绘的。因此，恢复与角度有关的反射系数的主要问题主就变成了消除一次反射几何扩散因子的问题。为达到该目的     

三维真振幅零偏移距偏移的数值试验

振幅保持偏移法的目的是将零偏移距或非零偏移距一次反射纵波变换为三维时间或深度偏移反射。因而偏移后的波场振幅反映了随角度变化的反射系数。该方法的主要步骤是切除一次反射的几何扩散因子。近年来,提出了多种以Born近似或克希霍夫近似为基础的加权绕射叠加偏移/反演算法。此     

3D真振幅有限炮检距偏移

非零偏一次反射纵波能被成像到经3D时间偏移或深度偏移后的反射波剖面之中,因此偏移后的波场振幅反映了反射波系数随入射角的变化,包括最近提出的加权绕射叠加法在内的各种偏移/反演算法都是以Born近似或克希霍夫近似法为基础的。本文提出了一种3D克希霍夫型叠前偏移法,这种方法预先以零级绕射线近似来描述被成像波场的一次反射波。这样,试图恢复与入射角有关的反射系数这一主要问     

角度相关反射率估算

本文提出了一种用最小二乘法由叠前地震反射数据求解角度相关反射系数问题的方法。在预先不了解地质构造或倾角的前提下,可以直接从叠前地震反射数据估算反射系数和反射角。两个解自然包括了l_2补偿:有限的数据采集时窗,震源和接收器的方向特性,几何扩散,传播损失,以及高频固有Q衰减。未补偿的反射率幅度误差包含非一次反射相干噪声(如多次波、面波等)、陡倾角空间假频、偏移速度误差和数据切除区域。在倾角达30°的情况下,该方法能有效地应用于合成数据和实际数据,并且该方法可以是AVO分析和叠前波阻抗反演的有效组成部分。 反射系数和反射角的求解方法如下所述。结合平面波反射单元和克希霍夫、瑞利Sommerfeld绕射理论,可以生成随角度变化的地震反射数据的正演模型。以这一正演模型为基础,将最小二乘法问题形式化,以估算随角度变化的反射系数,该反射系数是地下坐标和偏移距的函数。这一分析导出了两个联立正则方程,解该方程可得到反射系数和反射角,它们是记录地震数据的函数。文中用稳相近似分解了这些方程,用标准的高斯-牛顿梯度最优化方法来求解该反射系数方程,并且通过一个因子方法来近似反射系数方程,这一特定的因子法是物理上直观近似法。     

基于随机采样的频率域多路径波场模拟与偏移成像

采用射线追踪方法的常规Kirchhoff深度偏移不能全面描述焦散区的波现象,有可能导致偏移成像产生畸变,利用此类方法进行复杂介质条件下的偏移成像,不可避免地存在焦散问题。详细推导了二次震源的波场模拟理论方法与区域分解的实施方案,在确保局部空间不存在射线交叉的前提下进行区域分解;基于惠更斯二次震源理论进行波场外推,逐步完成整个区域的波场延拓。提出了基于随机稀疏采样与低秩分解的波场模拟高效算法,借助于GPU的计算能力实现了频率域多路径波场模拟与成像,大幅提高了计算效率。数模实验结果表明,该方法能正确处理焦散问题,实现多路径情况下反射界面的正确成像。     

真振幅地震偏移:三种方法的比较

了解地下弹性参数(纵、横波速度和密度)的差异就能了解岩性的变化。在地震记录上弹性参数差异表现为与角度有关的反射系数。在未偏移的记录上解释与角度有关的反射系数,或振幅随偏移距的变化(AVO),常常受到共深度点拖影、不正确选定的几何扩散损失、震源/接收方向以及其它因素的影响。通过分析叠前偏移共反射点道集可以解决这方面的某些问题。其前提是能够消除震源和接收器之间波传播的所有振幅畸变。 偏移法可以消除这样的畸变,进而在无损、各向同性、弹性介质中的分析点上产生与角度有关的反射系数,称之为“真振幅偏移”。真振幅偏移的原理很简单,有好几种方法都可以被看作是“真振幅”的。本文中笔者研究了三种这样的偏移方法:一种是Berkhout,Wapenaar及Delft大学的合作者提出的;一种是Bleistein,Cohen及科罗拉多矿院的合作者提出的,新近Hubral及Karlsruhe大学的合作者也有研究;第三种由Tarantola提出,国际上许多学者对此做了进一步研究。这些方法在其推导、实现和应用等方面都有很大差异,但是它们具有一些基本的相似之处,包括某些基本的限制条件。笔者用统一的观点对这三种方法作一简明的阐述和比较。其目的在于指出这种方法的相似性以及它们的相对长处和短处。     

地震偏移中的时移成像条件

通过对成像点处的源点波场与接收波场匹配分析可实现基于单散射近似的地震成像。互相关是一种波场匹配分析的常用方法。经Kirchhoff积分法偏移或波动方程偏移后,地表地震数据成为关于空间和时间变量的深度域波场。简单的成像条件即利用零时间延迟的源点波场与接收波场互相关提取成像值。互相关成像条件可以在时间域和空间域实现应用。基于延迟波场的互相关成像可用于成像准确性分析以及实现角度域成像。介绍了一种时移(时延)波场的互相关成像条件。由该成像条件得到的成像结果是关于源点波场与接收波场之间时移量的函数,可用于积分法偏移、波动方程偏移或逆时偏移的时移道集和反射角度道集成像。利用模型数据数值试验展示该方法的主要特点。     

真振幅地震偏移：三种方法的比较

了解地下弹性参数的差异就能了解岩性的变化，在地震记录上弹性参数差异表现为与角度有关的反射系数。在未偏移的记录上解释与角度有关的反射系数，或振幅随偏移距的变化，常常受到共深度点拖影，不正确选定的几何扩散损失，震源／接收方向以及其它因素的影响。     

基于高频近似波传播的实用化保真RTM成像方法

从线性化反演成像的正问题出发,讨论了体散射和面散射模式下散射波场的表达、线性化及其高频近似表征。在Bayes框架下,进一步讨论了高频近似的线性化体散射模式(ray+Born近似)以及高频近似的线性化面散射模式(ray+Kirchhoff近似)下反演成像公式及其波动方程的实现。将逆散射成像公式中波场隐式分解思想融入到ray+Kirchhoff近似下波动方程反演成像公式中,得到了改进的基于反射模式的真振幅逆时偏移(RTM)成像条件。给出的改进成像条件能够在成像过程中自动保真地消除RTM成像过程中的低波数噪声,同时,该成像条件输出的成像结果与ray+Kirchhoff近似下反演结果具有一致性。此外,还简单讨论了基于给出的成像条件的角度反射系数输出、高效稳健角度域照明补偿方法以及阻抗扰动成像方法。     

3D VSP波动方程深度偏移成像方法

给出基于波场外推的波动方程深度偏移成像方法,该方法不仅考虑到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井区三维VSP实际资料处理中取得了比较好的成像效果。     

偏移地震资料多角度、多尺度反演

目的层中一个界面的相关角反射系数和(在地表地震资料中所观测的)振幅随炮检距变化(AVO)效应之间的关系由许多因素所复杂化,正如Ostrander在其经典文章中所指出的那样(Geophysics,1984)。某些因素是“与反射有关的”(如薄层调谐、反射层弯曲),其它因素或是“与传播有关的”(如几何扩散、传播或滞弹性损失)或是“与采集有关的”(如震源一接收方位、地震检波器耦合)。只有考虑这些效应时,在某目的层中可以由AVA反演之前的正演模拟或分段处理成功地进行振幅随入射角变化(AVA)反演。在Delphi研究项目中,我们选择了后者。例如,通过把多分量海底测量值分解成P波和S波响应,接收器方位效应无疑被压制。此外,在偏移期间几何扩散效应被补偿。     

P-SV波在提取SS波零偏移距反射率中的应用

利用Gardnefs经验关系式对P—SV波反射系数近似公式进行了简化，给出了一个描述P—SV波反射系数和ss波零偏移距反射率之间关系的统一近似公式。4个不同的含油气砂岩模型的定量计算表明，该统一近似公式不受岩性弱反差条件的限制，入射角在30。以内能够准确地反映P—SV波反射系数和ss波零偏移距反射率之间的近似关系，而且能够适用于不同形式的P—SV波反射系数近似公式。因此，利用该关系式可以由P—SV波直接构建SS波零偏移距剖面，而且可以实现SS波阻抗的定量反演和多波AV0分析，还可以通过SS波资料提取P—SV波振幅随入射角变化的信息。     

一种有效的三维PS波保幅叠前时间偏移方法

基于加权绕射叠加的偏移和反演方法都是以Born近似或者Kirchhoff近似理论为基础,在绕射叠加算法中引入振幅信息,通过振幅加权函数实现地震数据的Kirchhoff积分法保幅叠前偏移。采用不同的近似理论可以推导出不同形式的振幅加权函数,用于时间域和深度域纵波(PP)和转换波(PS)资料的处理。通过以Bleistein和Schleicher为代表的两种类型振幅加权函数系数分布规律的研究,以及保幅偏移成像道集(CIP)和保幅叠前时间偏移(PSTM)剖面的对比分析,确定了一种相对有效的适合三维PS波各向异性PSTM的振幅加权函数,将其应用于西部A,B区块三维PS波保幅各向异性PSTM处理,取得了一定效果。     

绕射叠加偏移中的多次波加权

3D叠前绕射叠加偏移(常常称为克希霍夫偏移/反演)法在地震成像中起着重要作用。除了估算任意弯曲反射面的位置以及估算随角度变化的反射系数外,该法也可以提供镜像反射射线的运动学及动力学     

零偏移距地震资料全反演法

一维地震反演问题就是声阻抗(或反射函数)如何作为由水平层状介质反射响应(由平面波脉冲源激发的)求出的走时函数进行恢复问题。大多数震源起着点震源作用,并且数据必须在反演法应用之前作几何排列校正。这种校正通常不精确,因为几何排列对于初次波和多次波反射是不相同的。本文介绍一种改进了的算法,目的在于研究点震源至点震源的几何排列。这种由不同厚度均质层叠加得出的零偏移距反射响应可用来计算每个岩层厚度、速度和密度。这是可能的,因为几何排列包含了有关速度的辅助信息。     

共偏移距数据的叠前克希霍夫反演

在试图解决复杂地质构造问题时,使用 CDP 方法的缺陷就变得显而易见了。此外,将不同偏移距的地震道进行叠加,会扭曲用于地层分析所必需的振幅信息。为了保护数据中真实的振幅和构造信息,必须进行叠前处理。给定共偏移距数据和反射层之上的速度值,叠前声波克希霍夫反演能恢复反射界面的位置,当数据中的振幅信息被保护下来时,该方法还附带地计算出各界面点的反射系数。对于有限带宽地震数据,反演算子生成类似正弦信号段组成的反射界面图形,有限带宽奇异函数的振幅峰值等于与角度有关的反射系数。这种反演的推导是基于被插入到常规3-D 反演算子中的高频克希霍夫效据。用四维平稳相位法渐近地计算四个结果积分的方法,要选择反演振幅函数,以便使反演算子生成反映反射界面的位置、并由反射系数加权的奇异函数。把三维反演算子作一些特殊的处理,使其成为2.5-D 的算子,便可用于单测线共偏移距数据的处理。合成数据的例子说明了这种方法对常速克希霍夫数据的精确性,同时也指出了将常速数据用于多速模型时所存在的问题。     

基于起伏地表的合成平面波叠前深度偏移

实践表明,波场延拓叠前深度偏移比Kirchhoff积分法成像精度高,但计算量大;而平面波叠前深度偏移比炮域叠前深度偏移运算效率高,且成像精度相当,但只适应水平地表.为此,介绍了一种适应起伏地表的合成平面波叠前深度偏移方法,其基本思路是:以地震排列的最高点所在平面为波场延拓起始面,将起伏地表的地震排列观测数据(检波点或炮点)向下延拓到地表最低点所在的水平基准面,实现波动方程基准面校正;在此平面上应用p变换将全部炮点合成为平面波震源,从而使全部炮记录分解成平面波记录;运用下行波方程、上行波方程分别将平面波震源波场、平面波记录波场沿深度方向外推,在每个深度进行波场相关并累加,获得该深度的成像波场值,得到共分角度的平面波偏移道集;将所有不同共分角度的平面波偏移道集按坐标叠加,得到基于起伏地表的合成平面波叠前深度偏移成像结果.四川龙驹坝地质模型的理论试算及四川实际山地资料HNT12线的处理结果表明:基于起伏地表的合成平面波叠前深度偏移成像结果的质量与传统炮域叠前深度偏移的结果相当,但运算效率显著提高,且适应起伏地表.     

相对振幅保持的转换波叠前时间偏移方法研究

 振幅保持的转换波叠前偏移不但能使构造准确成像，而且还可为AVO分析提供更多可靠信息。本文以纵波的单程波方程为基础，给出了转换波的单程波方程。根据反褶积成像条件，利用Kirchhoff Helmholtz积分推导出转换波的共炮保幅叠前时间偏移公式。由于最后反演积分的结果是体现反射系数的信息，所以又导出了转换波乘积型成像条件的共角度道集的偏移公式，这样使偏移后道集的振幅峰值成为入射角的函数，同时也大大提高了计算的稳定性。理论模型试算证明，无论是水平层还是倾斜层，应用振幅保持的转换波叠前时间偏移都能使偏移后的振幅峰值比较真实地反映原始反射系数的大小。     

弯曲界面的零偏移反射

我们利用动态射线理论计算了当震源和检波器位于同一点时一个弯曲界面的反射响应。这个响应曾经由 Cohen 和 Bleistein 根据 Kirchhoff 近似的赫姆霍尔兹公式和多维稳相法计算过。这种近似曾由 Hilterman 推导过,它还可以用 Hubral 的简单公式计算。射线方法还可以用于近似计算具有复杂构造非均匀介质的反射响应。这种以赫姆霍尔兹积分的 Kirchhoff 近似为基础的方法并不是那么容易做到的。     

对反演与偏移的新认识

地震成像技术可以分为反演和偏移。反演和偏移的目标函数分别是中反差参数和反射系数。本文通过分析地下表示方式建立了反演和偏移之间的关系。结果表明,“双程表示”(反演)和“单程表示”(偏移)都可以用适当的目标函数的体积分来表示,在线性形式中,这些表示只考虑一次波,利用反射系数的单程表示是二种表示中最精确的,这表明,适当的偏