相位移方法的两个新算法

文中提出了有关相位移方法的两个新算法.一个是相位移分层算法,无论是模型还是偏移都可以实现剧烈纵横向变速;另一个是共炮检距剖面的相位移算法,运用几何地震学的绕射点公式和平面波分析方法,推出了常速介质条件下,共炮检剖面的模型和偏移的相位移公式.两种新的相位移算法都保留了原相位移方法的优点.合成记录的例子,进一步验证了方法、原理的正确性.     

共炮检距剖面相位移时间偏移

本文提出了一种新的二维频率一波数域共炮检距剖面叠前时间偏移算法。本文方法在常速条件下将零炮检距剖面的叠后相位移公式推广到非零共炮检距剖面，该公式是用数值拟合方法得到的，运用平均速度或叠加速度可使公式的使用范围适用纵向速度变化，理论上本文的公式只在常速下是精确的，但合成记录和野外资料试算表明，即使速度变化较大，该方法也能有效成像，而且更重要的是还能减少计算量。     

共炮检距剖面模型的相位移算法

本文运用平面波分析方法，提出了一种新的基于波动理论的共轭检距剖面相位移模型算法，并给出了公式的推导过程，得到了相应的广义上插波微分方程。共炮检距剖面的的相位移算法是在波数域中建立的，它适用于常速介质的任意共炮检距剖面，还可以统一处理叠前和叠后的模型问题。理论模型试算证明了本文算法的正确性。     

声波方程共炮记录叠前深度偏移

共炮记录叠前偏移对输入的速度非常敏感，要求偏移中所使用的延拓公式能较为精确地适应速度的纵横向变化。因此，本文在推导共炮记录偏移公式时，特别把相位移加有限差分混合法引入，使整个延拓过程既适应速度的纵、横向变化，同时也能够得到陡倾地层的精确归位，从而较好地实现共炮记录叠前偏移。正因为共炮记录叠前偏移对偏移速度非常敏感，故本文提出的方法又可用作速度分析。任何形式的叠前偏移都需大量机时，特别是对于迭代的叠前偏移速度分析，计算量更大，为此，本文针对混合法共炮记录偏移的特点，从两个方面讨论提高计算效率的方法。首先针对在频率、波数域中运算的相移法，引入F－K滤波，在波场延拓中，仅就有关的频率、波数进行运算，大大地减少了计算次数．同时又通过滤波提高了偏移的精度；然后针对整个混合法在频率域中的运算，讨论了减少频率循环次数来提高计算效率的方法；最后，作为一个特例，把共炮记录叠前偏移稍作简化，得到精确、高效的叠后混合偏移方法。总之，本文提出的基于共炮记录的算法不仅成为较为精确的、高效实用的波动方程叠前偏移方法，而且还可作为一种强有力的手段，用于偏移速度的分析之中。数值试算结果表明，本文提出的各种方法达到了预期目的。     

不依赖于速度的DMO和成像后的AVA分析

共中心点（ＣＭＰ）道集通常用把反射系数表示为对称反褶积子波的峰值振幅来提供振幅随炮检距（ＡＶＯ）变化的信息，这就把反射系数Ｒ放在每个炮检距ｈ上给出了一个函数Ｒ（ｈ），但是，我们怎么把入射角φ与炮检距ｈ相联系，从而得到反射系数函数Ｒ（φ）呢？这就需要进行振幅与入射角（ＡＶＡ）关系的分析。本文的一个目的是通过不依赖于速度的倾角时差校正（ＤＭＯ）、偏移径向剖面，以及叠前零炮检距偏移之后，求出振幅与入射角     

提高反射地震成像分辨率的方法及应用

地震分辨率是地震数据处理和偏移成像中的重要问题，特别是在油气田开发中具有实际意义。文章在地震偏移成像广义空间分辨率理论研究基础上，提出了基于空间分辨力理论实现反动校正拉伸方法来实现高分辨率水平叠加和实现最佳分辨率地震成像。文章以共中心点道集中各地震道分辨率随炮检距增大而降低为理论依据，说明动校正拉伸的形成原因，并且根据广义分辨率公式导出了非零炮检距各地震道相对于零炮检距地震道的拉伸因子。利用这个拉伸因子可将动校正后的拉伸波形校正为等价的零炮检距地震道的子波，与常规的水平叠加相比，拉伸校正后CMP道集的叠加剖面分辨率明显提高。文章从偏移成像分辨率理论出发提出了根据反射波的地质参数选取偏移孔径的条件，并通过数值试算证明了实现高分辨率最佳成像方法的可行性     

实现最佳零炮检距地震照明成像——CRS叠加之几何阐述

零炮检距剖面是地震反射成像过程中重要的中间成果，常规处理中的共中心点（CMP）叠加的目的正在于此。当地层倾斜时，CMP道集发生反射点弥散，CMP叠加无法得到正确的零炮检距(ZO)剖面。在这种情形下，只有实施NMO/DMO叠加或沿着共反射点（CRP）轨迹进行叠加才能达到偏移到零炮检距（MZO）的目的。根据共反射面元（CRS）叠加理论，CRS叠加面是反射点附近一个邻域内CRP轨迹的集合，所以沿CRS叠加面应能得到最好的零炮检距剖面。以几何描述的方式，在常速介质假设下通过图示定性描述CRP与CRS叠加之间，NMO/DMO叠加、叠前深度偏移（PreSDM）与CRS叠加之间的区别与联系。     

波动方程共炮检距道集叠前深度偏移

目前所用的几种波场外推算法（分步傅里叶、傅里叶有限差分、广义屏和频率--空间域有限差分）可以在共炮道集上获得较好的成像效果。在上述算法中,共炮道集为了兼顾各种波传播角,每炮偏移都要考虑相当多的边道,并且炮点和检波点要分别向下外推,因而计算量很大。针对上述问题,本文提出了基于双平方根算子的波动方程共炮检距道集的深度偏移方法,它适用于二维和三维叠前深度成像,其步骤为：①在高频假设条件下,把共炮检距道集波场延拓公式中的积分运算进行稳相近似,得到波场延拓的相移公式;②把速度场分裂为层内常速背景和变速扰动,可求得整个均匀层波场深度延拓的偏移时移量、各层的偏移时移量及振幅校正系数,进而可得到最终波场延拓值。脉冲响应测试和理论模型试算表明,该方法具有较高的计算效率和成像精度,可适用于复杂地质体成像。     

零炮检距有限差分偏移法

零炮检距(MZO)偏移也叫做倾角时差(DMO)或叠前部分偏移,它将叠前偏移地震数据变成近似的零炮检距数据,以便消灭反射点上的画弧现象,并可获得在反射层倾角范围内的优质叠加结果,MZO是标准地震数据处理中重要的一步。迄今,各种频率-波数(f-k)和积分 MZO 算法已应用于实践中。文中,介绍了一种可应用于正常时差(NMO)校正的、共炮检距剖面的有限差分 MZO 算法。这种算法用的是一种常规叠后偏移15度有限差分偏移算法和一种特定的速度函数,而不是真正的偏移速度。本文证实当速度随深度而变化时这种 MZO 算法的实现结果,并探讨这种算法应用于速度随深度和水平距离变化情况时的可行性。     

炮域波动方程叠前深度偏移的偏移距域和角度域共成像点道集计算

炮域波动方程叠前深度偏移是一种实用化的成像算法,特别在稀疏炮集宽方位角观测系统采集的数据成像中非常有效。本文将偏移距定义为叠前偏移中下行震源波场和上行接收点波场之间的位移,在偏移过程中提取偏移距域共成像点道集,利用最早应用于炮—检偏移的径向记录道映射方法,将偏移距域道集转换到角度域。计算过程包括多偏移距成像和炮—检点坐标系向中心点坐标系的转换。该方法能够在炮集偏移过程中生成随角度变化的反射波成像结果,但在稀疏炮集观测系统下,共成像道集的质量仍会受到炮点假频的影响。     

偏移速度分析：考虑横向速度的影响

迭代剖面偏移，聚焦分析，叠加能量分析等这些最常用的偏移速度分析算法都是以特定的地下假设条件为依据的，在横向速度变化的情况下这些假设会导致这些算法的失败。一般地说，或者假定地下速度为常速或最多假定速度是随深度变化的。最后的一些改进，包括使用旅行时反原理来反映求取偏移后同相轴所表现出的曲率与炮检距的函数关系的偏移测量值。旅行时反演无需地对下地质情况做任何假设，但却是一个相当不稳定的方法，因此，一个重要     

温西南三维叠前时间偏移处理技术及应用效果

当地层倾角较大时，反射点偏离较大，动校正叠加得到一个零炮检距剖面的假设，与实际情况相差较远，叠后时间偏移很难获得较理想的偏移归位效果。叠前时间偏移方法，从理论上取消了输入数据为零炮检距数据的假设，避免了动校正叠加所产生的畸变，是复杂地区地震数据成像较理想的方法。通过近两年的开发和应用，叠前时间偏移技术已经趋于成熟，在温西南地区，该技术取得了令人满意的效果。     

深度偏移中的脉冲畸变

如果把用任意炮点一检波点排列(如共炮点或等炮检距)得到的一次反射波偏移成深度,则沿反射层就会出现脉冲畸变,即使采用正确的速度模型进行偏移,这种畸变也会发生。无论采用的是何种偏移算法,畸变均是由反射层的变化、反射层倾角及速度变化引     

用共炮检距偏移和炮点记录偏移对宏观模型进行估算

最近,人们提出了几种基于图象道集分析的宏观速度分析技术。图象道集可通过共炮检距(CO)偏移和炮点记录(SR)偏移得到。在本文中我们指出,这两种图象道集有着明显的区别。令人意想不到的是,有些作者在进行以速度分析法为基础的炮点记录偏移中,隐式地采用了共炮检距校正方程。当然,这样做未必会导致错误的宏观模型,但一定会降低收敛速度。因此,要使基于速度分析法的共炮检距偏移或炮点记录偏移达到最佳,重要的是要采用相应的校正方程。     

叠前部分偏移分析

根据射线理论,讨论叠前部分偏移原理,导出用于动校正前及动校正后共炮检距剖面部分偏移的速度(ν′)。并以动校正后叠前部分偏移为例,结合射线理论,在速度为ν′/2的参考介质中建立了使共炮检距剖面记录满足波动方程的“爆炸反射面元”模型,从而使叠前部分偏移方法可以用波场外推原理来实现。文中进一步导出了外推算子。最后应用波动方程的线性特征对完全叠前偏移作了简单的描述。通过将有限差分波动方程叠前部分偏移法应用于野外实际资料的数据处理,并与常规水平叠加资料相比较,充分表明叠前部分偏移对处理大倾角地层反射波是有效的。     

偏移速度分析的一种解析方法

叠前深度偏移为复杂介质中的速度分析提供了一种强有力的工具，两个重要的速度分析方法－深度聚焦分析方法和剩余曲率分析方法，它们都依靠近拟公式修改速度，通常这些公式都假设反射层是水平的，横向速度是均匀的或在小炮检距情况下得到的，但是，当速度横向变化大时，修改速度的常方法就缺乏准确性计算效率，这里，基于射线理论我发现了成像深度是关于偏移导数的解析表示方法，这个导数函数描述了剩余时差和剩余速度之间的一般关系，应用导数函数和扰动方法，得到了根据剩余时差来修改速度的一个新公式，在这个导数中，我使用的炮检距，此外，我的公式还对基于偏移的速度分析提供了灵敏度和误差估计，它对所估算速度的速度的的可信度最化是益的，这篇文章的理论和方法已在合成记录上测试过的（包括Marmousi数据）。     

三维地震共炮检距向量道集

共炮检距道集中覆盖次数以及方位角的不规则变化是造成偏移噪声的主要原因之一，构造共炮检距向量（COV）道集是解决偏移噪声问题的有效方法。COV道集是传统二维共炮检距道集概念在三维地震数据中的延伸，在一个规则的三维地震观测系统中，每个COV道集是一个单次覆盖整个数据观测范围的数据子集。COV道集也可以通过连接三维地震交叉排列的特定子集而构成。一个简便实用的构造COV道集的方法是：在给定检波线的走向后，计算出每一地震道的inline炮检距和crossline炮检距；用观测系统中一个具有代表性的炮点的检波器排列范围来确定整个数据的inline炮检距范围和crossline炮检距范围（由负到正），用两倍的炮线间距把inline炮检距的范围分成若干份，用两倍的检波线间距将crossline炮检距的范围也分成若干份，一份inline炮检距和一份crossline炮检距就构成一个炮检距向量道集。在炮线与检波线不垂直时，可由实际的炮线方向及间距计算出垂直于检波线方向的有效炮线间距，再使用这个有效炮线间距和原检波线间距构造出合理的COV道集。最后对COV道集技术在实际应用中存在的炮检距范围较大和观测系统不规则问题给出了客观的分析。     

属性偏移辅助实现炮检距域共成像点道集计算

波动方程偏移的成像精度高于Kirchhoff类偏移,且对速度误差更敏感,故舍弃Kirchhoff深度偏移,针对波动方程炮检距域共成像点道集直接进行速度迭代,更具现实意义。为此提出一种基于属性偏移的计算策略,可实现高效的波动方程类偏移的炮检距域共成像点道集计算。通过对地表炮检距调制后的数据再偏移,将该偏移结果与原始数据偏移结果的比值作为各成像点的地表炮检距值;依此将偏移结果重排入所属炮检距段;逐炮依次计算并叠加,最终获得地表炮检距道集。上述两次偏移可纳入成像循环中同时计算,因此只增加了一次检波点波场的传播,计算量仅增加约30%。通过2D、3D模型及实际数据对比,验证了该计算方法的有效性。     

双平方根叠前深度偏移的广义高阶屏方法

叠前深度偏移技术既可在炮点-接收点域实现,也可在共中心点一炮检距域实现。前人将裂步延拓算子推广到共中心点一炮检距域相移法双平方根叠前偏移中。在波场向下延拓的每一步长内,仅通过一次时移量来校正常速相移延拓产生的误差,得出了简单、高效的裂步双平方根叠前深度偏移方法,但精度较低。本文基于波场延拓的非稳态相移公式,通过引入参考速度,并对双平方根项中的两个平方根项作泰勒级数展开,经过适当的数学推导,得出了共中心点-炮检距域波场延拓的双平方根非稳态相移新的高阶屏近似公式。该公式可直接在共中心点-炮检距域高效地延拓叠前波场。通过增加屏的阶数,提高了剧烈横向变速条件下叠前深度偏移的精度。它是裂步双平方根叠前深度偏移方法的推广。理论模型和实际资料的试算结果表明,本文方法是有效而实用的。     

基于高斯束偏移的鬼波压制

对于海洋地震数据,鬼波严重干扰了一次波,导致分辨率下降,甚至会产生虚假同相轴。本文首先给出共炮点道集高斯束偏移算法;然后在偏移公式中加入炮点和接收点的鬼波补偿算子,并研究稳定求解的方法,以达到消除鬼波影响的目的;最后通过数值试验验证了方法的可行性和准确性。结果表明,鬼波压制后的一次波偏移剖面同相轴连续性增强,分辨率提高,有利于后续的解释和反演。