根据反射地震资料成析的确定层速度：调节方向接收法

第三章层析速度反演3.1 综述确定层速度的一些方法见图3.1。确定层速度方法综述(在迭前,非零炮检距资料上运算)3.2 CDR 层析成像的目标函数CDR 层析成像法的目的是寻找一个速度模型,使之与这些拾取到的参数最佳拟合(或最佳匹配)。为了测得这种拟合,需使用目标函数(描述模型与资料符合程度的函数)。 3.2.1 不稳定的目标函数最直接的目标函数如下:分别从 x_(?)点和 x_g 点追踪射线参数为 p_s 和 p_g 的射线,直到射线相遇。计算总的预测旅行时;目标函数由预测到的与观测到的旅行时之间的平方差组成。这种直接法不是我采用的方法.图3.2说明为什么不是我的方法的两个原因。第一个问题是射线参数小的,不可避免的误差,会给速度测量带来大的误差.     

根据反射地震资料层析地确定层速度：调节方向接收法

从反射地震学的角度来看,可以将层析成像定义为用实测的旅行时资料来确定岩石的速度。作者提出一种层析反演法,它不仅使用在震源与检波点间实测的反射波的旅行时,而且也使用了射线参数。这种射线参数(其实质是波的传播角度)是在震源点和检波点上实测的。这种方法的重大意义在于,只需假定反射面(层位)是局部连续的,且在层速度反演过程中无需确定界面的位置。借助于迭代射线跟踪技术计算拾取到的资料,以求出使非线性最小平方目标函数减至最小的层速度模型。这种目标函数是基于地面上实测的射线路径(由拾取到的资料确定)与根据速度模型计算出的射线路径之间的不吻合程度而确定的。为了消除速度模型中明显的变化,在目标函数中包含了补偿项。该层析反演法应用于合成资料及海上反射地震勘探资料时,都得出了很好的结果。     

基于高斯束的速度层析方法研究

相对于波动层析,射线层析是一个病态性很强的反问题,但射线层析的计算效率比波动层析高得多。高斯束(Gaussian beam)层析是介于二者之间的一种层析方法,它综合了二者的优点,如高效率、低病态等。在Rytov近似和Born近似的基础上,介绍了高斯束层析理论,阐述了高斯束层析核函数的计算方法。在成像域层析反演的框架下讨论了核函数的计算策略,给出了核函数的计算公式与实现方案。同时分析了成像域层析中高斯束初值的选取原则以及高斯束层析核函数的边界计算方法。高斯束层析的核函数不再是射线,而是波束体,这与实际的物理现象更吻合,验证了理论分析中高斯束层析比射线层析更加稳定的结论。将高斯束层析应用于角度域成像道集偏移速度分析,得到了理想的层析结果,理论模型及实际数据的数值实验结果证明高斯束层析理论及策略有效可行。     

利用线性旅行时内插的地震射线追踪方法

本文提出一种被称为线性旅行时内插法(LTI)的射线追踪新方法。这种方法在二维速度结构中计算旅行时和射线路径比其它常用的方法更为迅速和更精确。对二维面元模型导出了LTI法的计算公式,而旅行时和射线路径的计算只在面元边界上进行。因此,所考虑的射线路径在每个具有均匀速度的面元中总被看作是直线。这种方法适用于层析成象分析。LTI算法包括两个步骤:第一步是计算所有面元边界上的旅行时;第二步是计算所有检波器和炮点对的地     

工作站上3—D保持振幅叠前深度偏移

我们介绍了一种地震反射数据的３－Ｄ保持振幅叠前深度偏移法（ＰＡＰｓＤＭ）它是以射线加Ｂｏｍ近似法为基础的，射线加Ｂｏｍ反演方法使模型中摄动能够定量恢复，通过采用３－Ｄ非均匀平滑速度场的动态射线追踪和波前构成（ＷＦＣ）方法来计算格林函数，ＰＡＰｓＤＭ在单个处理机Ｓｕ９ｎＳＰＡＲＣ２０工作站上可以实现，要特别注意ＣＰＵ的效率和所需内存，我们把它应用于３－Ｄ实际海洋数据集（１３Ｇ字节）大约需要一周的ＣＰ     

Geophysical prospecting,1989,No.4,论文文摘

传统的层析成象反演主要是减小实测旅行时与模拟旅行时之间的偏差。但这种处理方法往往导致不稳定,因而需要一些附加的制约以使其稳定.文中提出的随机表达式概括了这项技术,并使其建立在较为坚实的理论基础之上.射线延拓法随机反演(SIRC)是一种概率方法,它把推论的地质信息考虑在内,运用概率分布来描述数据的相关性及其误差,从而使不定性有可能依赖于所得结果.估算出的参数是用来描绘平滑后界面的 B 样条系数和层速度.文中用震源和接收器之间的延拓技术来进行射线追踪.通过求解由费玛原理导出的线性方程组,     

高斯束偏移与高斯束层析反演速度建模

当前的层析反演速度建模方法大多基于射线传播算子,以射线长度为层析反演敏感度核函数,对复杂构造偏移成像的适应性不强,反演精度有待提高。基于波动方程的一阶Born近似和Rytov近似,从高斯束偏移成像条件出发,推导了成像域波动方程线性化走时层析反演核函数,该核函数的本质是有限频核函数,可通过高斯束积分表达的格林函数计算得到。利用该核函数替换常规射线层析核函数能提高层析反演精度。发展的高斯束层析反演速度建模方法通过方位-反射角度域共成像点道集与高斯束偏移串联并迭代实现复杂构造成像,该技术路线实用化程度高,能进一步提高当前工业界广泛应用的常规射线层析及射线偏移的成像精度,尤其是改善了低信噪比资料的成像质量。数值计算及实际数据应用证明了基于高斯束算子的偏移成像与成像域走时层析方法的有效性。     

立体层析反演方法理论分析与应用测试

立体层析反演方法是针对传统反射层析数据拾取困难这一问题提出的.该方法重新定义了层析反演的数据分量和模型分量,使得数据的提取不再需要沿着连续的层位进行；除地震波走时之外,炮、检点位置与炮、检点处射线的局部传播方向也被用来约束速度模型,且将模型分量映射到数据分量这一正过程只需要进行初值射线追踪.这些特点都增强了反演的稳定性.根据立体层析反演方法的特点,简化了立体层析反演的数据分量与模型分量,从而减小了反演的规模.考虑到射线扰动理论在射线中心坐标系下实现更简捷,Fr∈chet导数的计算在该坐标系下进行.通过3个二维理论模型数据反演实验,对简化后的方法进行了测试.实验一在理想无噪声数据中进行,验证了简化后方法的有3效性；实验二在含噪声数据中进行,进一步测试了方法的稳定性以及对噪声的适应能力；实验三以拾取的运动学属性作为反演的数据输入,为下一步将简化方法应用于实际数据反演奠定了基础.     

井间地震数据的声波动方程旅行时和波形的反演

本文介绍了根据井间地震数据重建井间速度分布的一种混合波动方程旅行时和波形反演方法。这种方法被称为WTW,它保留着全波反演和旅行时反演的优点;这就是说,这种方法的特点在于合理地快速收敛,这种收敛多少有点不受初始模型的限制,而且,该方法可以分辨出速度模型的详细特征。一般,WTW方法不需要进行旅行时拾取,它的计算费用与全波反演的大致相同。 我们把这种WTW方法应用于由Exxon公司在得克萨斯州Friendswood试验基地采集到的合成数据和野外井间数据中。结果表明,这种WTW层析图象的构造信息比旅行时层析图象的要丰富得多。分辨这种WTW Friendswood层析图象中的隐蔽构造特征所能达到的空间分辨率大约为1.5米,而在旅行时层析图象中,这些隐蔽构造特征仍然是模糊不清或完全就没有被反映出来。这表示中频方式获得的高质量井间数据(清晰的反射)可能要比高频方式获得的中等质量数据(高质量的初至,但反射却埋没于噪声之中)好些。 与用震源井的一条测井曲线重建的速度分布图作比较就可看出,在0米～200米的层段内吻合得相当好。而在200米～300米的层段内,速度变化也吻合得令人满意,但层析图象的速度分布图却与声波测井的速度之间相差了一个DC位移。以上着重强调了这种WTW方法的希望之处和面临的困难;它可以重建模     

伴随状态法初至波走时层析

初至波走时层析成像方法通常被用来反演近地表速度结构。传统的射线层析成像方法计算效率低,且在复杂模型计算中存在不稳定性问题。为了快速、稳定地进行初至波走时层析,本文基于程函方程的有限差分形式,利用快速扫描算法实现初至波走时的快速计算。在此基础上,采用伴随状态法计算目标函数的梯度,进而实现伴随状态法初至波走时层析。将该方法与传统射线层析成像方法应用于理论模型实验和实际资料的处理,结果表明基于程函方程的伴随状态法初至波走时层析可以取得与传统射线层析近似的反演结果,但计算效率得到大幅提升。     

基于相速度的TTI介质射线追踪方法研究

TTI介质射线追踪决定了TTI介质建模、成像的效率和精度。在程函方程法射线追踪的基础上,提出了基于相速度的TTI介质射线追踪新策略,该策略以Hamilton公式为基础推导出相速度法射线追踪系统,再代入群速度和出射角将其转换为TTI介质射线追踪微分方程,利用龙哥库塔解微分方程得到每一步延拓的坐标和出射角。相速度法射线追踪在保证精度和稳定性的前提下,提高了计算效率,所得出的参数可用于后期层析迭代反演等。模型试算结果表明基于相速度的TTI介质射线追踪方法有效且实用。     

基于程函方程的VTI介质初至波走时层析反演

VTI介质初至波走时层析是反演各向异性参数的有效方法,其难点是初至波走时的计算和各向异性参数的联合反演。本文用垂直速度、动校正速度和非椭圆系数三个参数表征介质各向异性参数,使用基于Runge-Kutta算法的射线追踪,并根据相应的群慢度近似表达式推导了上述三个参数的敏感核函数表达式;利用最小二乘正交分解算法,分别用两种参数选择方法进行联合反演;数值模拟结果表明本文参数选择方法比传统Thomsen参数选择方法具有更高反演精度,从走时层析角度也证明了基于Runge-Kutta算法的射线追踪方法适用于VTI介质。     

各向异性介质的井间层析成象

引言介质的各向异性对旅行时井间层析成象有很大的影响。如果要使速度估计准确.那么,即便是较弱的各向异性也是不能忽略的,这是因为各向同性介质的旅行时层析成象是把各向异性视作非均匀性加以处理的。在本文实例中,用各向异性介质的射线追踪码合成旅行时数据.接着,用“双层析成象”技术(Carrion.1991)对计算得到的准P波旅行时进行反演。层析成象反     

基于三维多模板快速推进算法的复杂近地表射线追踪

起伏地表条件下的高效高精度射线追踪方法是三维层析速度建模的关键技术。首先将多模板快速推进算法(MSFM)扩展到三维起伏地表条件下的走时计算。该方法通过变换坐标系引入6个三维差分模板,综合考虑坐标轴方向和对角线方向的信息,在较少增加计算成本的同时显著提高了计算精度。在MSFM的基础上,采用三线性插值和Runge-Kutta方程求取走时梯度,并从接收点开始向激发点沿走时梯度反向追踪得到射线路径。三维均匀模型和复杂近地表模型的测试应用表明,基于三维多模板快速推进算法的射线追踪方法要优于基于传统快速推进算法(FMM)的射线追踪方法。     

初至波波形反演方法及其数值模拟试验

近地表速度模型的反演精度是影响复杂地表条件下地下地质构造成像效果的主要因素之一。初至波波形反演方法将速度建模问题转化为寻求地震数据信息和理论模型的最佳拟合,即转化为求解目标函数极小化问题,利用观测记录和模型正演记录之间的最佳匹配关系建立地下模型。梯度类波形反演方法的关键因素是目标函数、梯度和步长,梯度问题可以通过确定合适的目标函数来解决,选取合适的步长可以有效地提高波形反演的计算效率和反演精度。初至波波形反演方法类似于对地表模型同时做偏移和层析,能够同时分辨出高波数和低波数成分,并且同时恢复速度值和速度界面。初至波波形反演结果与初至波射线走时层析反演结果的对比分析表明,对于速度变化比较缓慢的起伏地表,前者的反演效果明显优于后者。     

应用线性程函方程和整形正则化的三维初至波旅行时层析

初至波旅行时层析成像是近地表速度结构建模的重要方法。传统的三维旅行时层析反演在应用中存在诸多问题:一是射线追踪技术固有的计算效率低、对复杂模型计算不稳定;二是对于大规模三维模型,Tikhonov正则化难以对零空间和欠定分量进行有效约束,造成迭代收敛速度缓慢,难以满足生产需求。基于线性程函方程,结合迎风有限差分算法提出了一种新的敏感核函数计算方法,并在此基础上引入整形正则化方法,通过共轭梯度法实现了初至波旅行时层析反演。三维理论模型实验表明,与传统射线旅行时层析方法相比该方法具有更高的反演精度与迭代收敛速度。     

基于角道集剩余曲率分析的层析速度建模

中深层地下构造由于地震波场复杂、覆盖次数不足、信噪比低及有效反射较弱等原因造成速度建模精度低,进而影响了深度偏移质量。为此,本文提出一种中深层层析方法:利用角道集作为速度分析道集,推导了基于剩余曲率的层析建模方程,并将角道集的剩余曲率沿射线路径反投影进行速度更新。该方法既避免了常规反射层析在低信噪比叠前数据上同相轴拾取困难的问题,又无须在射线追踪中进行试射以拟合炮检点坐标,具有较高的反演精度。模型试算和实际数据处理结果均验证了方法的有效性。     

在工作站上实现的3D保幅叠前深度偏移方法

本文提出了一种基于射线+波恩近似的3D保幅叠前深度偏移算法(PAPsDM)。射线+波恩近似反演能够定量地恢复模型的扰动。格林函数则采用波前构造法(WFC),通过3D非均匀平滑速度场的动态射线追踪来估算。这种算法是在SunSparc 20工作站上实现的,工作站的CPU效率和内存需求应引起特别注意。我们将这种方法应用于一个3D海上数据体(13GB),获得一个7×1×1km的偏移成像结果大约需一周的CPU时间。     

近地表速度的约束层析反演

本文采用程函议程有限差分法计算通过速度模型的初至旅行时射线路径,然后引入先验地质信息和正则约束条件,用约束最小二乘交分解法（CLSQR）进行走时反演,获得近地表速度结构,这种层析反演方法以块体为基本单元,可以模拟和反演复杂速度结构,它不必识别波形,计算速度快,实际数据的反演结果表明,在复杂地表条件区表层速度存在强烈的横向变化,经层析反演获得的叠加剖面成像更加清晰。     

《Geophysical Prospecting》,1988年,No.3,论文文集

速度层析成象中某些畸变的原因 B.DYER等张庭棋译文章研究了层析成象技术用于跨井地震资料时所遇到的两种特殊畸变的原因。在测定炮点和检波器位置中的误差可在获得的图象中产生明显的畸变。文章介绍了可同时解决速度场和炮点检波器位置误差用的一种简单方法,该方法已被用于合成和实际资料。在速度界面上射线的反射和折射可引起研究区出现不明显的射线密度和射线角度覆盖面积。很明显,速度场对射线覆盖面积的影响能从根本上影响速度图象中的分辨率,即使已经考虑了射线弯曲也是如此。这种影响的一个后果是:在某些情况下,尽管有明显的射线弯曲出现,但使用弯曲射线而不