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     

波动方程正演在地震采集设计中的应用

针对日益复杂的勘探采集对象,利用已有的地震、地质资料,结合地震反演建立合理的地下地质模型,运用波动方程正演技术设计地震采集观测系统,寻找最佳的采集方法.利用波动方程正演技术不仅可以提高解决复杂勘探目标采集的能力,而且能避免盲目试验的巨大浪费.通过对该项技术整个过程的介绍和研究,提出相应的技术要求、方法和对策.     

波动方程叠前偏移在碳酸盐岩成像中的应用研究

叠前偏移是解决强横向变速情况下复杂构造成像的一种有效手段,在碳酸盐岩成像处理研究中,利用波动方程叠前偏移较叠后偏移能获得分辨率高、保幅性好的偏移成果,孔洞能得到很好的刻画,串珠聚焦程度好,归位更加合理,能真实反映地下的构造形态,提高碳酸盐岩岩溶地形的地震预测成功率。对时间偏移和深度偏移在理论方法、适用性和处理剖面效果方面进行了分析对比,在地下构造复杂或横向速度变化较大时,叠前深度偏移能获得更好的效果。速度建模是影响叠前偏移成像技术的核心问题之一,获得准确的层速度是叠前深度偏移成功的关键。     

模型正演技术在叠前深度偏移中的应用

川西龙门山前缘构造非常复杂,逆掩推覆构造带构造形变强烈,构造幅度大,地层倾角陡,断块发育,地震波场复杂,速度横向变化大,常规叠后时间偏移处理成像效果较差.利用已有地震资料解释成果,建立地质模型进行射线追踪正演模拟分析,从而指导叠前深度偏移初始速度模型的建立,达到了复杂地表下复杂构造精确成像的目的.事实证明,这种将模型正演应用于叠前深度偏移处理成像的方法对于提高地震资料处理的成像质量具有非常重要的作用.     

波动方程偏移技术在泌阳凹陷资料处理中的应用

利用美国CoreLab公司的叠前深度偏移VIEWS软件系统，基于PC集群并行运算系统，对泌阳凹陷南部陡坡带进行叠前深度偏移处理。系统介绍了针对该区的深度域速度建模的基本思想和叠前深度偏移的原理。在叠前深度偏移剖面上，各主要目的层成像清楚，尤其是边界大断面及盆地基底较清晰，位置可靠；层间接触关系-地质层位与断层的边界清楚，小断层断点干脆，便于地质人员分析解释。     

三维波动方程正演及模型应用研究

为了真实准确地反映三维地质体的波场特征,在频率-波数域将二维波场延拓算子推广到三维空间,采用三维波动方程延拓方法实现了三维地质模型的快速叠后正演.该方法可以采用相位移加插值方法处理一定的横向变速情况,可以更加灵活方便地模拟地下复杂的三维地质体.首先进行了三维French模型数值模拟,得到了和实际物理模型实验结果相一致的正演记录,并对比分析了三维偏移剖面和二维偏移剖面的偏移效果;然后进行了三维缝洞地质模型的正演计算,得到了高信噪比的正演记录.模拟结果验证了三维正演和偏移方法的正确性,以及利用该方法进行缝洞地质体识别和研究的可行性.     

弹性波正演技术在地震采集中的应用

受地震采集装备和技术条件的限制，江苏油田以往的地震资料不能满足现阶段勘探的需要。为了进一步落实构造，需要进行地震资料重新采集。在观测系统设计中，传统的射线追踪正演法已不能适应江苏复杂地下构造地区，因此使用弹性波波动方程正演技术，对不同采集参数的观测方法进行正演模拟，运用照明度分析以及单炮模拟记录，对优选采集参数和合理选择观测系统进行探讨。     

复杂地表的单程波动方程地震叠前正演

基于数学检波器和等时叠加原理,实现了复杂地表的单程波动方程地震叠前正演模拟。该方法采用虚拟的数学检波器接收地下反射地震信号,可灵活地将接收点布置在地表的任何地方,从而满足地表起伏的要求。此外,根据等时叠加原理,该方法采用单程波动方程进行波场延拓和成像,计算简单、快速。通过复杂正断层的数值模拟,得到了高信噪比的共炮地震记录;采用适用于起伏地形的深度偏移方法对该共炮记录进行了叠前深度偏移,实现了地震波的偏移归位。从而证明了本文提出的适用于起伏地表的单程波动方程地震叠前正演方法的正确性和准确性。     

三维波动方程正演的三级并行加速

在常规并行方案的基础上,继续挖掘CPU计算潜力,从CPU指令级优化入手,借用CPU的矢量运算单元（VALU）和SSE指令集,实现了在一个指令周期内并行完成四个浮点数据运算,得到以下认识：①对有限差分类方法的波动方程正演而言,使用SSE指令集可以取得较好的加速效果,能够实现CPU的二次加速;②引入SSE后的加速比会随着正演模型数据量的增大而缓慢增大,但因其一次最多完成4个浮点型数据运算,理论加速比最大不会超过4;③ SSE加速不需要额外增加硬件配置就可实现计算效率提升,加速成本低,有很广泛的适用性;④单机执行三级并行能够获得最佳的执行效率,多机间执行三级并行效率与机间数据传输网络速度有关。通过数值模拟实验发现,新的并行方案较常规并行方案在运算速度上有大幅提升,获得了明显的加速效果。     

波动方程叠前深度偏移方法综述

:对波动方程叠前深度偏移的基本概念、实现方法进行了分类和阐述。波动方程叠前深度偏移方法主要分为2类：一类是单平方根方程偏移,在偏移过程中,上、下行波分别向下延拓,并通过互相关成像条件来提取成像值；另一类是基于“沉降观测”概念的双平方根偏移,在偏移过程中,炮点和检波点同时向下外推,当两者重合时（零偏移距）,零时间的波场值就作为该空间点的成像值。对共炮真振幅偏移进行了阐述,并指出也可以在角度域道集实现该算法。理论模型的处理效果证明，波动方程叠前深度偏移成像技术是解决强横向变速情况下复杂构造成像的一种有效手段。     

波动方程偏移技术在泌阳凹陷资料处理中的应用

利用美国CoreLab公司的叠前深度偏移VIEWS软件系统,基于PC集群并行运算系统,对泌阳凹陷南部陡坡带进行叠前深度偏移处理。系统介绍了针对该区的深度域速度建模的基本思想和叠前深度偏移的原理。在叠前深度偏移剖面上,各主要目的层成像清楚,尤其是边界大断面及盆地基底较清晰,位置可靠;层间接触关系—地质层位与断层的边界清楚,小断层断点干脆,便于地质人员分析解释。     

正演技术在地震解释中的应用

地震解释中,标定、地震解释属性提取时时窗的选取、断裂解释都存在一些主观的不确定性。针对这些问题,模拟实际地震资料的视主频和频宽,采用雷克正子波,进行了正演研究。研究表明:剖面上厚层泥岩/厚层砂岩组合方式、砂层的顶界正对着波峰,这时要获得更多砂岩的信息,提取属性选择时窗应该在波峰下取时窗;大套泥岩中的5 m砂和10m砂提取属性选择时窗应该在波峰以下取时窗;大套泥中的15 m砂岩、20 m砂岩和25 m砂岩应以波峰对称来开时窗;剖面上厚层砂岩/厚层泥岩组合方式,泥层的顶界将会正对波谷,此可作为标定时的第二标志层;大断面下往往会出现近断面相位上提、远断面下拉,从而造成断裂假象;煤层(低速)横向相变或突变,将会在相变处或突变处造成断裂解释误区。这些认识应用效果良好。     

波动方程叠前深度偏移技术在苏北C工区的应用

目前解决复杂构造与速度横向变化剧烈地区地震偏移成像的最佳方法之一是波动方程叠前深度偏移技术。针对苏北地区地下构造复杂、断层多、断块小、地下速度横向变化大的特点，提出以偏移速度分析和建立正确的深度域速度模型为核心的适合于苏北C工区的叠前深度偏移处理方法。阐述了初始速度的建立、模型修正的过程及原则，通过分析苏北C工区地震资料叠前偏移处理结果，说明了波动方程叠前偏移技术的应用效果。     

波动方程正演引导的深度学习地震波形反演

物理驱动的全波形反演方法计算成本高,数据驱动的深度学习反演方法对标记数据集的依赖性强。为了在有限的数据条件下获得更好的反演结果,结合数据驱动与物理驱动,提出了波动方程正演引导的深度学习地震波形反演方法。首先,利用地震数据应用神经网络重建速度模型,对网络预测的速度模型进行正演建模,通过最小化速度模型的误差及地震数据的误差训练网络;其次,使用有限差分法将二阶偏微分波动方程近似为可微算子,使正演过程能够传递梯度,并根据梯度方向动态调整地震数据损失的权重。实验结果表明,该方法能在一定程度上降低数据驱动方法对标记数据集的依赖性,可得到更准确的速度模型,且具有较强的鲁棒性。     

三维叠前波动方程共偏移距拟屏深度偏移

在中点偏移距坐标系中，横向双平方根(DSR)方程为使用屏传播算子研究三维叠前波动方程深度偏移提供了一种方便的框架。共偏移距拟屏深度偏移是偏移共偏移距、共方位角地震资     

模型正演技术在阿姆河右岸综合解释中的应用

针对阿姆河右岸目的层地层标定追踪困难、石膏受挤压严重变形影响目的层成像和储层地震响应特征认识不清等现状,为减少解释的多解性,文章以沉积、构造和储层等地质理论知识为指导,重点分析了阿姆河右岸地区目的层地层与上覆地层接触和组合关系.设计了研究区A区与B区坡折带相变区,B区中石膏受挤压变形和储层发育在碳酸盐岩垂向上不同部位3类地质模型.并应用波动方程进行了正演模拟,总结了各类模型的地震响应特征,为坡折带相变区的层位标定追踪提供了依据,指出了盐下部分断裂假象可能是中石膏变形引起,阐述了储层发育在碳酸盐岩垂向上不同地震响应特征.对该地区勘探生产具有一定的指导作用.     

三维波动方程深度偏移和模型正演

构造复杂区的勘探和油田开发对三维地震工作提出了更高的精度要求。三维波动方程深度偏移是解决复杂构造、适度变化(纵、横向)剧烈地区地震波正确归位的唯一手段,它能够提供油气藏圈闭在三维空间的准确分布。利用三维波动方程模拟正演可以对地下地质模型进行数值模拟,为油藏描述提供有效的信息。本文运用分裂算法,将频率(ω)-空间(x)域的精度高、频散低、边界无反射的二维深度波场延拓法推广到三维波场延拓。在每一延拓深度步长内,分别用二维算子对CMP方向(x方向)和测线方向(y方向)依次进行延拓。由于采用了一步法波场延拓,所以这是一种适于速度纵、横向变化的三维叠后波场延拓的准确算法。它既可以用于三维模型的正演,也可用于构造的反演。     

波动方程正演模型及应用

本采用声波方程，通过四阶有限差分近似，实现了复杂地质构造零炮距的数值模拟。中同时展示实际应用效果。     

波动方程地震定向照明分析

 本文从地震波能量理论出发，提出了基于玻印亭矢量的地震波场方向性分解方法和地震波定向照明度计算方法。根据声波方程高精度正演模拟，计算出声波波场的能量密度矢量和能量传播方向，并通过角域滤波器实现对波场的方向性分解；进而基于方向性分解后的波场，可以计算出震源定向照明度和源—检定向照明度。数值模型试验结果表明：该法计算精度高且速度快，具有非常良好的实用性；定向照明可以用于定量分析地震采集参数对成像质量的影响；目标层CRP点照明角分布可用于地震分辨率分析。     

二维随机介质等效裂缝建模及波动方程正演模拟

针对裂缝预测问题,可以通过建立二维随机介质小尺度等效裂缝模型研究碳酸盐岩地层中裂缝的地震响应特征,从而为碳酸盐岩地层裂缝地震预测提供依据。采用指数型椭圆自相关函数随机介质模型建立等效裂缝模型(x、z方向的自相关长度分别为0.5m,1~15m),对其进行波动方程正演模拟得到包含绕射波的零偏移距地震剖面,利用叠后逆时偏移方法分析等效裂缝模型的地震响应特征。当纵向分辨率足够高时(主频100Hz),纵向3m规模的等效裂缝在零偏移距地震剖面上有响应,呈现“扁圆”状杂乱反射特征;当纵向分辨率较小时(主频30Hz),横向累计40m、纵向10m规模等效裂缝在零偏移距地震剖面上有响应,呈现“短轴”状杂乱地震反射特征。裂缝密度大小与叠加振幅呈正相关关系。这些认识对指导包括小规模缝洞储层在内的裂缝型储层地震预测具有重要的意义。