对地震波的吸收和弥散效应进行补偿的叠前深度偏移

至今，在使用显式外推算子的叠前深度偏移中都忽略了地震波的衰减和弥散，本文介绍了一种在深度偏移方案中考虑吸收和弥散效应的方法。用一种最优化算法来设计补偿吸收和弥散的外推算子，设计的原则是算子的波数响应应该等于思想的外推算子，在波场外推中间时使用相速度和吸收宏观模型，在有中等－一强吸收性的介质模型中，使用该方法所得到的图像要好于那些没有补偿吸收的外推算子得到的图像。     

波动方程最优分裂步相移(OSP)偏移方法研究及应用

波动方程叠前深度偏移是复杂构造准确成像的最有效手段,它用可描述波在复杂介质中传播过程的算子来实现波场外推,更适用于复杂介质中波的成像,此外,它还具有保振幅性的优点。波动方程叠前深度偏移的核心问题就是波场外推算子,一般要求算子能适应陡倾角反射的成像和较剧烈的横向速度变化,同时还要有较高的计算效率。介绍了OSP算子的基本原理及特点,并与其他几种偏移方法进行了比较;同时用OSP方法研制的软件在大庆油田进行了实际应用,取得较好的效果,表明该方法具有良好的应用前景。     

基于优化系数的混合域Fourier有限差分叠前深度偏移

为了提高复杂高陡构造区成像精度,提出了基于系数优化的混合域Fourier有限差分叠前深度偏移方法,该方法利用padé近似的有理函数对波场外推算子进行展开,然后利用切比雪夫多项式优化展开式系数,推导得到新的波场外推算子,降低了与波动方程精确波场外推算子的相对误差,提高了对波场外推算子的逼近程度,且在保证计算效率的同时提高了高陡构造区地震偏移成像的精度。对比改进后的混合域Fourier有限差分偏移方法与常规的傅里叶有限差分偏移方法(FFD)对Marmousi模型偏移剖面的成像效果,系数优化后的混合域Fourier有限差分偏移方法具有更高的成像精度。     

二次波场外推和共时移矩阵

地震偏移对计算效率、波散特征、成像角度和适应速度变化等方面的矛盾性要求促进了波场外推算法的研究和应用。本文基于不同算法及其特点,提出二次波场外推和共时移矩阵偏移方法,其在保持良好偏移特性的条件下能够显著提高效率。在波场外推方面,先采用大深度步长Fourier有限差分法进行波场延拓,以节省计算并保持波场在高角度的频散特征和纵横向变速,从而在每个大步长深度上得到一个基本归位的完全波场;然后在每个大步长深度内采用正常深度步长有限差分法进行二次偏移,从而在反射波基本归位的基础上实现波场在两个大深度步长之间的平稳成像。在波场成像方面,引入共时移矩阵代替三角函数的计算,在保持相同精度的条件下,用少量的内存换取25%￣45%的计算量。     

偏移中地震波粘滞效应的补偿研究

探讨了在地震资料偏移时对地震波粘滞效应进行补偿的方法。给出了方法的基本原理,即将地震波的吸收和频散考虑到偏移延拓算子中去,在进行波场延拓的同时,补偿地震波的吸收和频散。偏移延拓算子通过求解线性最优化和非线性最优化问题来获得,因此保证了算子的稳定性和精度。偏移时,通过延拓算子查表法,利用McClellan变换实现三维波场的向下延拓。数值模拟表明,与传统偏移方法相比,在偏移中考虑粘滞性吸收和衰减能够获得更真实、更精确的地下成像。     

聚焦点控制照明波动方程叠前深度偏移初探

波动方程法叠前深度偏移能够较为精确地对地质体成像, 然而波场外推的数据量过于巨大, 影响了计算的效率。面炮组合和控制照明结合的叠前深度偏移通过对震源波场的控制以及高效的面炮偏移能够得到高质量的成像结果。进行控制照明叠前深度偏移的关键是合成算子的选择, 笔者基于有限差分的走时计算方法合成了逆时聚焦算子, 基于该合成算子利用傅里叶有限差分法进行了聚焦点控制照明叠前深度偏移, 针对M armou si 模型的试算结果表明了该方法的有效性及其在提高计算效率方面的巨大优势。     

分步傅立叶波动方程三维叠前深度偏移算法及应用

把分步傅立叶波场外推算子推广到三维叠前深度偏移成象,得出频率波数域与空间频率域混合域中运算的三维波场延拓算子,提出一种基于波动方程波场延拓的炮域三维叠前深度偏移算法.用SEG/EAGA盐丘模型标准数据试算,获得了良好的成象效果.对胜利探区埕北地区的海上实际资料进行了试处理,取得了良好的效果.     

稳定的反Q偏移方法研究

与常规反Q滤波方法相比,反Q偏移理论上可实现严格按波场传播路径对介质非弹性吸收频散效应予以补偿与校正。控制高频振幅补偿不稳定性的方法有两种——增益截频法和稳定因子法。结合增益截频法和稳定因子法,并考虑到偏移假频压制问题,提出了一种新的振幅增益控制方法,即利用稳定因子计算增益截频,并在波场深度延拓过程中利用计算出的增益截频来保证振幅控制的合理性。讨论了叠后偏移、双平方根算子和单平方根算子叠前偏移中吸收衰减和频散补偿的实现方法。数值试验结果证明了所提方法的有效性。     

用旋转McClcllan滤波器进行三维深度偏移

利用McClellan变换能大大地减小显式褶积法在三维波场深度外推中的计算成本。这种基于McClellan变换的偏移法的精度取决于变换滤波器(cos|k|)所作近似的好坏,这种近似中的误差会引起外推算子的各向异性和偏移结果中的频率弥散。     

用狄拉克方程进行地震深度偏移

我们意在通过一个全新而详尽的单程叠前深度偏移方法来阐述狄氏方程在地震波场外推的适用性。这种方法理论上可精确到偏离垂向90°,而且容许水平速度的变化。关于这点是在空间频率域运用狄拉克(Dirac)方程进行偏移过程的波场外推中得到证实。狄拉克方程是一个准确的线性平方根波动方程,而且相当于保持泰勒级数或平方根算子的连分数展开式的无穷多项。这个新方法一个重要的方面就是区域速度和空间导数可以在外推算子中分解成独立的项。所以我们不必根据速度预先计算和存储大量的依赖于速度的褶积外推系数。这种方法最主要的缺点就是在每一个深度步进处必须消除损耗能量以保持数值的稳定性。 我们进行了两次偏移算法的数值试验。第一个利用泰勒级数近似值来取深度步进以及利用高阶有限差分计算空间导数;第二个是利用快速展开式和带有假频的数值差分法求取深度步进,成像的条件是Claerbout的U/D0原理。 在上述两次试验中,脉冲响应精确到偏离垂向180°。我们用取自一个简单断层模型的合成数据,在有水平速度变化的情况下试验了深度偏移。结果表明,本文建议的偏移方法将倾斜反射界面和断层面成像于准确的位置。     

高精度屏算子地震偏移成像方法研究

从波场延拓的非稳态相移公式出发,基于反问题求解中常用的摄动理论,利用单平方根算子的渐进展开,推导出了波动方程广义屏叠前深度偏移算子方程的高阶形式;针对散射波场计算项对于横向变速介质的不稳定性问题,通过数学近似提出了有效提高稳定性的策略并应用到波场递归外推过程中,从而得到一种稳定的高精度屏算子地震偏移成像方法。数值试验和实际资料处理表明,该方法具有更高的精度,对宽角度信息成像更好,是对传统广义屏算子的有效补充和发展。     

偏移成像技术

通过对 2 0 0 3年EAGE会议有关偏移成像方面的文献的回顾 ,主要讨论了在照明倾角上作照明校正进行角度域偏移的方法、用逆算子代替逆时算子进行多波至克希霍夫偏移的方法、一种快速的有限频率内插成像的波动方程偏移算法、用有限差分算子作内插产生局部化的波场的线束偏移方法、用线束域中的波传播算子保持波传播时的方向信息以研究方向照明问题和接收倾角响应的方法 ,并且将单程波动方程偏移方法与双程法进行了比较。介绍了一个重构弹性PP和PS波各向异性反射系数的成像公式和一个稳定的最小平方优化的广义屏偏移公式 ,后者去除了分裂误差 ,抑制了数值频散 ,可成像陡倾角的反射体。     

偏移成像技术

通过对2003年EAGE会议有关偏移成像方面的文献的回顾，主要讨论了在照明倾角上作照明校正进行角度域偏移的方法、用逆算子代替逆时算子进行多波至克希霍夫偏移的方法、一种快速的有限频率内插成像的波动方程偏移算法、用有限差分算子作内插产生局部化的波场的线束偏移方法、用线束域中的波传播算子保持波传播时的方向信息以研究方向照明问题和接收倾角响应的方法，并且将单程波动方程偏移方法与双程法进行了比较。介绍了一个重构弹性PP和PS波各向异性反射系数的成像公式和一个稳定的最小平方优化的广义屏偏移公式，后者去除了分裂误差,抑制了数值频散,可成像陡倾角的反射体。     

偏移成像技术

通过对2003年EAGE会议有关偏移成像方面的文献的回顾,主要讨论了在照明倾角上作照明校正进行角度域偏移的方法、用逆算子代替逆时算子进行多波至克希霍夫偏移的方法、一种快速的有限频率内插成像的波动方程偏移算法、用有限差分算子作内插产生局部化的波场的线束偏移方法、用线束域中的波传播算子保持波传播时的方向信息以研究方向照明问题和接收倾角响应的方法,并且将单程波动方程偏移方法与双程法进行了比较.介绍了一个重构弹性PP和PS波各向异性反射系数的成像公式和一个稳定的最小平方优化的广义屏偏移公式,后者去除了分裂误差,抑制了数值频散,可成像陡倾角的反射体.     

一种经济实用的3D一步法深度偏移

3D地震数据处理中的关键是偏移步骤,因为既要考虑它的3D特性,又要顾及到计算的费用。3D偏移的效率和准确性是由所用到的波场外推技术决定的。以变长度的二阶微分算子为基础的波场外推同时具有很高的效率和准确度。与基于McClellan变换和算子分裂的偏移方法相比,变长度二阶微分算子的使用展示出了明显的优势。这种3D偏移算子具有近乎完美的圆对称性,在纵测线与横测线间的45°方位角上没有明显的定位误差。理论算例的试算结果表明,这种方法只受到空间假频的限制,不需要昂贵的数据内插来消除数值假象。这样就大大地减少了3D一步法深度偏移的计算费用。     

偏移成像技术

通过对2003年EAGE会议有关偏移成像方面的文献的回顾，主要讨论了在照明倾角上作照明校正进行角度域偏移的方法、用逆算子代替逆时算子进行多波至克希霍夫偏移的方法、一种快速的有限频率内插成像的波动方程偏移算法、用有限差分算子作内插产生局部化的波场的线束偏移方法、用线束域中的波传播算子保持波传播时的方向信息以研究方向照明问题和接收倾角响应的方法，并且将单程波动方程偏移方法与双程法进行了比较。介绍了一个重构弹性PP和PS波各向异性反射系数的成像公式和一个稳定的最小平方优化的广义屏偏移公式，后者去除了分裂误差，抑制了数值频散，可成像陡倾角的反射体。     

拉东深度偏移

本文提出用经过拉东变换的共炮点地震记录作为输入的深度偏移方法。已经证明使用渐近射线理论(ART)构造波延拓算子可将拉东深度偏移法就用到空间变速深度模型。这些算子将入射检波器排列的一组平面波和理想的点源波场向地下深处延拓。对偏移速度模型的约束是其特征波长要大于震源主波长,这样延拓算子的ART逼近才有效。 本方法曾成功地应用于以下两种合成数据的偏移: 1.点绕射体 2.倾斜地层和向斜界面模型 在计算上,拉东偏移优于标准的克希霍夫偏移,因为它在主存储器中运算的射线较少。     

拉东深度偏移

本文提出用经过拉东变换的共炮点地震记录作为输入的深度偏移方法。已经证明使用渐近射线理论（ＡＲＴ）构造波延拓算子可将拉东深度偏移法就用到空间变速深度模型。这些算子将入射检波器排列的一组平面波和理想的点源波场向地下深处延拓。对偏移速度模型的约束是其特征波长要大于震源主波长，这样延拓算子的ＡＲＴ逼近才有效。本方法曾成功地应用于以下两种合成数据的偏移：１．点绕射体；２．倾斜地层和向斜界面模型。在计算上，拉     

平面波射线追踪与面炮波场时间滞后深度成像

面炮(Arealshot)偏移技术是对实际炮集数据按照不同方向传播的平面波进行时间延迟分解并合成组合炮记录,分别进行组合震源下行波的向下波场外推和组合记录上行波的向下波场延拓,在相遇深度得到该方向平面波的反射波成像。本文基于面炮深度偏移技术,充分利用射线追踪计算量小和波动方程波场延拓的良好振幅特性,提出了用平面波射线追踪法计算平面波组合震源下行波前走时和面炮波场滞后时间成像的深度偏移方法,并着重讨论了程函方程有限差分法计算平面波传播时间和组合记录上行波场时间滞后的深度成像方法。通过对Marmousi模型数据的成像检验,表明该法要比积分法偏移效果优越。     

波动方程混合法真振幅偏移

本文从三维不均匀介质中的波动方程外推算子分解出发，得到了用于真振幅偏移的单程波方程；再经过一系列数学变换，推导出裂步傅里叶法真振幅偏移和傅里叶有限差分法真振幅偏移的波场外推方程。文中还给出了其具体的实现过程，并采用Marmousi模型的数值计算结果进行验证，表明此方法在总体上与相应的常规偏移结果相当，在某些局部处理效果有较大改善。