表驱Kirchhoff叠前时间偏移角度域成像方法

为解决垂向变速介质中的射线弯曲效应问题,获得可直接用于AVO分析和反演的角度域共成像点道集,提出了一种基于射线追踪的表驱Kirchhoff叠前时间偏移方法.方法实现的基本原理是:首先基于横向均匀介质中的反射时距关系,利用改进的两点射线追踪算法建立走时和反射张角的数值表;然后在偏移过程中利用该数值表得到成像孔径内各反射路径对应的双程走时与入射角信息;进而通过脉冲响应叠加方法得到角度域共成像点道集和偏移成像剖面.由于加权函数部分考虑了射线弯曲效应的影响,因此更有利于振幅的相对保真.角度域共成像点道集波形拉伸效应的时不变特征也有利于后续的波形恢复处理.理论模型和实际地震资料验证了该方法的可行性.     

方位—角度域Kirchhoff叠前时间偏移成像

 针对目前广泛使用的Kirchhoff叠前时间偏移,本文提出一种适用于各向同性介质和VTI介质的方位—角度域成像方法。其算法核心在于合理地估计地震射线的双程走时、平均方位角和局部入射角,再基于脉冲响应叠加原理获得三维空间的成像数据体和五维空间的方位—角度域共成像点道集。它的优势主要在于能获得高质量的三维角度域共成像点道集,且便于利用侧向散射能量改善对三维断层、倾斜界面和裂缝等特殊地质体的描述,是宽方位三维地震资料的高精度成像、属性分析和储层描述的有效方法。二维各向同性介质和SEG/Hess VTI模型合成数据试验揭示了文中所述几种角度域成像算法的精度差异。三维断层模型合成数据成像结果表明,本文方法可合理描述反射时差、振幅随方位角和入射角的变化。     

波动方程偏移角度域共成像道集

对于复杂介质，炮域共成像道集和偏移距域共成像道集遇到了麻烦：对于相同到达旅行时和相同的水平慢度，反射同相轴可能来自地下界面不同的点，即地下界面的点存在多解性。对于地下界面的每一点，角度域共成像道集却惟一地定义了射线对，因此，数据体中的每一个同相轴只对应地下界面一个点。利用波动方程偏移能够生成可以用于偏移速度分析和振幅随入射角变化分析的角度域共成像道集。     

角度域共成像点道集的提取与叠加成像

基于共成像点道集的速度分析是速度分析方法中常用的一种方法。共成像点道集有偏移距域共成像点道集、炮域共成像点道集和角度域共成像点道集等。在复杂地区，偏移距域共成像点道集和炮域共成像点道集存在运动学和动力学假象，而角度域共成像点道集则有效地克服了这个问题。首先分析了角度域共成像点道集的特性，讨论了如何较准确地提取角度域共成像点道集；然后分别利用单平方根算子和双平方根算子波动方程偏移方法提取了偏移距域共成像点道集；接下来应用插值法将偏移距域共成像点道集投影到角度域，生成角度域共成像点道集；最后进行了角度域叠加成像。模型试算结果表明：与常规波动方程偏移方法相比，角度域叠加成像能够改善局部成像质量。     

波动方程偏移角度域共成像道集计算方法

角度域偏移可针对不同的反射角度生成地震成像结果。本文介绍了一种利用波动方程深度偏移生成角度域共成像道集的方法。该方法基于叠前偏移成像结果,生成以反射角度为参数的共成像道集。采用了Fourier域径向记录道变换(a radial-trace transformation),等同于空间域倾斜叠加。道集生成过程中采用了拉伸技术(a stretch technique),以确保正则化过程的光滑性。实例表明,该方法准确、快速、稳健且易于应用,输出道集可用于偏移速度和AVA分析。     

基于角度域共成像点道集的层析速度反演方法研究

碳酸盐岩探区的复杂构造成像与速度反演是目前地震数据处理难点问题。碳酸盐岩构造复杂、目标层极深、断点发育,常规处理方法很难得到比较好的成像与速度反演结果。为此提出基于角度域共成像点道集(ADCIGs)、面向碳酸盐岩储层的层析速度分析方法,利用波动方程双平方根算子叠前深度偏移提取的角度域共成像点道集作为速度分析道集,能够更为准确地反映速度和深度的耦合关系,并且减少了假象等的干扰,使得速度分析结果精度更高。模型和实际结果表明,该方法能够较好地解决碳酸盐岩探区的速度反演问题。     

弹性波逆时偏移的角度域共成像点道集提取方法

对于多分量地震勘探,由于介质中纵、横波的耦合作用,多波角道集存在能量串扰和低波数噪声干扰等问题。针对横波Poynting矢量构建过程中存在的应力串扰问题,基于解耦延拓方程及伪横波应力构建方法,对质点振动速度和应力进行解耦,实现了无能量串扰的纵波和横波Poynting矢量构建;在基于Poynting矢量提取PP波反射角和PS波反射角的基础上,提出了基于弹性逆时偏移的PP波和PS波角道集提取方法;针对PP波角度域共成像点道集存在的低波数噪声干扰问题,提出了角度域共成像点道集的角度衰减叠加策略,提高了偏移成像精度。应用模型数据验证了方法的正确性。     

波动方程叠前深度偏移角度道集求取方法

针对常规直接转换法和直射线叠前时间偏移(PSTM)法提取的角度道集无法满足地质构造复杂地区的AVA分析与反演精度的问题,研究基于共炮检距道集波动方程保幅叠前深度偏移方法,提取角度域共成像点道集。首先,对地震数据进行叠前深度偏移得到炮检距域共成像点道集;其次,在频率-波数域对炮检距域共成像点道集利用快速插值映射法抽取角度域共成像点道集。通过与直接转换法和直射线PSTM法提取的角度道集比较,分析不同方法求得的角度道集信息的准确性和AVA特征。数值试算和实际资料处理结果表明:共炮检距道集波动方程保幅叠前深度偏移方法求取的角度道集的振幅相对保真,角度范围更广,更适用于AVA分析。     

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。     

平面波偏移、分角度成像与AVA道集生成

基于波场延拓的叠前深度偏移是实现复杂构造地质体成像的可靠方法，但存在着计算量大、对观测系统适应性差等缺点。平面波偏移是利用波动方程实现精确叠前成像的另一类方法，其基本原理是：通过地表延迟放炮的方式生成平面波震源，利用下行波方程进行波场正向延拓得到下行波场；对地表采集的炮集记录，以组合延迟放炮的方式叠加，得到地表平面波记录，利用上行波方程进行波场反向延拓得到上行波场；二者互相关求和，实现平面波地下波场成像。分析表明：平面波成像技术的精度与单平方根算子的共炮点道集偏移和双平方根算子的共中心点道集偏移相当，但计算速度要快得多，且易于并行计算。二维Marmousi模型数值计算表明，射线参数的范围和间隔是影响平面波成像质量的主要因素；不同角度入射的平面波对最终成像结果的贡献是不同的，据此可以有针对性地选择射线参数进行平面波成像。     

波动方程偏移中的成像条件研究进展

基于波动方程的叠前深度偏移由于其对速度剧烈变化的强适应性而受到重视，成像条件在波动方程偏移中起着非常重要的作用。分别从成像条件计算稳定性的提高、成像条件在角度域共成像点道集提取中的应用以及其在改善成像效果和提高计算效率3个方面进行了系统的阐述，并介绍了成像条件研究的最近进展以及具体的应用效果，理论模型的处理效果表明了其有效性和实用性。最后分析了当前阶段主要存在的问题以及将来的发展方向。     

VTI介质各向异性参数角道集层析反演

目前的各向异性层析方法主要利用不同范围的炮检距信息或角道集信息反演各向异性参数,但缺少对反演中角道集划分的定义。为此,首先根据旅行时对Thmosen参数的一阶偏导数和对Thmosen参数及相角的二阶偏导数进行敏感性分析,明确定义小、中、大角道集的范围;然后利用各向同性单程波偏移及速度层析建立基础速度场;再利用Poynting矢量提取VTI介质逆时偏移角道集;最后利用小角度道集剩余曲率反演Thmosen速度参数、中角度道集反演Thmosen参数δ、大角度道集反演Thmosen参数ε。简单洼陷模型试算结果说明方法的正确性,复杂构造模型试算结果验证了方法的适用性。     

基于角道集的井约束层析速度反演

本文研究的走时层析方法,是在角度域共成像点道集(ADCIGs,简称角道集)的基础上获取旅行时差,并通过井约束控制层析反演的精度。此法实现的关键步骤为:①利用叠前深度偏移剖面上拾取的层位界面生成初始层析速度模型;②按照选定的角度范围抽取共成像点道集,并求取各层位的旅行时差;③求取共成像点对应的灵敏度矩阵;④建立反演方程组,并加入正则化和井约束反演慢度更新量;⑤依据共成像点道集中的同相轴拉平程度判断所求速度的精度是否达到要求。理论模型试算及实际地震资料处理结果均表明:该方法易于实现,不必考虑复杂的反射问题,每一步迭代都是在前一步深度偏移的基础上进行速度场的更新,能够得到精度较高的速度场。     

多波深度域建模与成像一体化技术

在复杂油气藏勘探中,常规方法在处理多波数据时通常将纵波和转换横波分别做类纵波处理,忽略了地震波的弹性矢量波特征,并且成像精度严重依赖于波场分离的精度。针对这些问题,本文给出了解耦的高斯束弹性波波场反向延拓公式及多波成像公式以实现叠前深度偏移;然后建立了针对弹性多波建模的最小二乘反演方程,以实现基于高斯束角道集的反射层析建模。将深度偏移和反射层析联合在同一处理流程中,前者为后者提供建模角道集和成像质量监控,后者为前者提供成像速度场,两者交替迭代形成深度域建模与成像一体化技术。模型试算和实际资料处理结果验证了一体化技术的正确性和有效性。     

面向目标的叠前角度道集提取策略

为解决三维叠前角度道集的生成和存储问题,在局部谐波分解思路的基础上,将二维情形下的角度道集生成技术推广到三维情形。方法的基本原理是:通过定义局部角度变换、波数和空间域滤波因子,给出入射波及散射波的角度域表达形式;利用上(下)行波的角度道集三角展开系数,结合相关成像条件,生成反射系数角度道集的三角展开系数体,并由指数映射,获得反射系数角度道集。在具体实现时,利用面向目标的大步长波场延拓,实现快速、准确,针对目标层的偏移成像,同时,在角度域计算谐波分解三角展开系数;采用炮域并行思路,将主节点和各节点的计算加以分解,以节省各节点中间环节的角度道集存储空间,各节点只计算三角展开系数,在主节点回收并生成系数数据体;然后,根据具体目标需求,输出相应的角度道集。由此,极大地减少了角度道集数据存储量,解决了计算效率及存储空间问题。利用中国东部某油田的三维地震资料对方法进行了测试,结果表明方法可行实用。     

高斯波束共角度保幅深度偏移

 高斯波束偏移是一种准确、灵活、高效的深度偏移方法,不但具有接近于波动方程偏移的成像能力,还可以对陡倾角地层以及各向异性介质进行成像。由于高斯波束偏移过程中含有地下射线的传播角度信息,因而可以利用此角度信息直接提取角度域共成像点道集,而不需要波动方程偏移中复杂的映射转换。本文首先介绍了高斯波束偏移的基本原理,然后实现了基于互相关成像条件的保幅高斯波束偏移,并提出了角度域共成像点道集的提取方法。模型和实际资料的试算分析表明,此方法是有效的。     

叠前逐层成像速度建模方法及其应用

叠前深度偏移的效果如何取决于建立的速度-深度模型正确与否。通常以叠后偏移数据的构造解释结果为构造背景，以叠加偏移的均方根速度为初始速度，来制作初始速度-深度模型，然后再经反复迭代，求得最终的速度一深度模型。但是．当构造复杂、速度变化剧烈时．叠偏剖面成像差．不能得到正确的构造．使这种制作速度-深度模型的方法难以得到预期结果。以EAGE/SEG盐丘模型为例．探讨了在从叠加偏移剖面中无法得到正确构造形态和速度的情况下，采用叠前逐层成像速度建模的方法来求取叠前深度偏移速度-深度模型的处理方法．并将其应用于实际地震数据处理，得到了成像效果良好的剖面。