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。     

混合优化自动剩余静校正方法研究

剩余静校正量计算本质上是一个非线性优化问题。针对单独运用遗传算法或模拟退火算法求解剩余静校正计算效率低、精度不高等缺点，本文提出了混合全局优化的自动剩余静校正方法，即利用两者的优点（遗传算法具有较强的把握搜索过程总体的能力，模拟退火法具有较强的局部搜索能力）开发的一种优化算法。文中对混合全局优化自动剩余静校正的处理流程和实现技术作了深入研究。从模型数据试算和我国西部某地区实际资料的处理结果可以看到，混合优化技术无论在运算速度还是在求解精度上都优于其他方法。     

相位移加有限差分法波动方程正演模拟

本文提出用相位移加有限差分法来实现速度纵横向变化，复杂陡倾地质模型的正演模拟，为复杂波场的地震，地质解释提供了精确、实和的方法。     

遗传和模拟退火混合寻优一步法三维CRS叠加

共反射面元(Common Reflection Surface,CRS)叠加充分利用了菲涅耳带半径内的地震信息,在不降低分辨率的前提下最大程度地提高了信噪比,是低信噪比地震资料成像的有力手段.同时,CRS叠加考虑了地下反射层的倾角和局部曲率,具有更高的成像精度.常规的三维CRS叠加,多步依次求取的八参数精度较低,影响了...     

三维VSP非固定相移叠前深度偏移研究

相移法适用于层状介质中局部大倾角构造的精确归位,但因不适应速度在横向上的变化,该方法的应用受到了限制。采用非固定相移算子的叠前深度偏移方法能够适应介质速度横向变化,同时克服了常规相移偏移算法中要求速度横向不变的缺点。该方法运用基于非固定滤波器理论的非固定相移算子,具有更高的精度和稳定性,叠前深度偏移算法采取分片均匀近似的策略提高了运算速度。该方法应用于三维VSP成像并在实际资料处理中取得了比较好的成像效果。     

叠前时间偏移处理技术及应用

随着计算机技术的迅猛发展,尤其是高性能PC机群的出现,叠前时间偏移处理技术作为常规偏移成像处理手段得到广泛应用,成为改善构造复杂、速度横向变化不大地区地震资料成像效果的一种有效处理手段。目前普遍应用的叠前时间偏移技术主要包括基于波动方程积分解的Kirchhoff积分法和基于波动方程差分解的有限差分法。Kirchhoff积分法虽然计算精度较低,但速度分析快捷,运算效率高,适应能力强,是目前最为常用的方法。实际资料处理结果表明;叠前时间偏移处理技术可明显提高地震资料的成像精度,并可充分利用CRP道集进行AVO反演、叠前波阻抗反演及地震属性的提取。     

基于PML边界的变网格高阶有限差分声波方程逆时偏移

叠前逆时深度偏移采用全声波方程求解,不受介质横向速度变化和高陡倾角的影响,具有成像精度高、相位准确、实现回转波成像等优点。逆时偏移利用双程波动方程构造波场延拓算子,正向延拓时间域震源点波场,逆时反向外推时间域检波点波场,然后利用互相关成像条件实现成像,因此正演模拟技术是其成功与否的关键。当浅层为海水或者低速层时,常规的有限差分方法必须采用小网格才能有效压制频散,得到高质量的波场记录,从而保证成像精度。但是若对整个区域都用小网格和小的时间采样间隔进行波场计算,势必造成计算量的增加。本文给出了声波方程变网格算法的差分格式,推导了基于PML边界条件的变网格高阶有限差分方程,将可变网格和可变时间步长算法应用于逆时偏移的波场外推,既保证了波场外推计算的精度和最终逆时偏移的成像效果,同时又提高了计算效率,并通过数值算例试算和逆时偏移成像的应用,说明了该方法的有效性和可行性。     

高精度傅里叶有限差分法模型正演

 波动方程数值模拟方法分为有限差分法和频率—波数域法两类，其中有限差分法的计算精度取决于波场外推算子的近似程度、离散网格间距及差分方程阶数，它能适应速度任意横向变化，但在大倾角处易出现频散现象及背景噪声。频率—波数域法算法简单、精度高、噪声小，能适应任意地层倾角情况，但不适于速度场的任意横向变化。文中结合有限差分法和频率—波数域法的优点，应用傅里叶有限差分法（FFD）实现在多域用高精度延拓算子对模型进行地震记录的数值模拟，其波场外推算子由相移项、折射项（时移项）和有限差分补偿项组成。对FFD法进行了理论与误差分析，并用单程声波方程分别进行了层状模型和SEG/EAGE盐丘模型的数值模拟试验。数值试验的对比分析表明，FFD法适用于速度场横向剧烈变化情形，且具有精度高、无频散、背景噪声弱等优点，模拟结果反射特征清楚，能对复杂地质构造进行准确的地震数值模拟。     

天然气管网输配气量优化研究

天然气管网系统管理部门为了明确天然气管网的输气能力和提高天然气管网的利用率，需要对天然气管网系统的输配气量进行优化。为此，以天然气管网系统的最大流量为目标函数，同时考虑了管道强度、节点压力和流量限制等约束条件，建立了天然气管网输配气量优化的数学模型。在研究遗传算法和模拟退火算法的基础上，提出了一种由二者结合构成的具有全域搜索、快速收敛和鲁棒性强等特点的混合遗传算法。结合实例，采用这一新算法求解了天然气管网输配气量优化的数学模型。实例优化结果表明，所建立的数学模型和采用的混合遗传算法是可行和有效的，能够对天然气管网系统输配气量的调度运行起到指导作用。     

偏移速度建模与成像技术

偏移速度建模的准确性直接影响偏移成像的效果。克希霍夫积分法叠前时间偏移,虽能部分适应速度纵横向的变化,但由于没有考虑射线弯曲,所以在速度纵向变化较大时偏移效果并不理想。而弯曲射线各向异性叠前偏移方法则考虑了成像射线的弯曲及速度各向异性,更有利于消除了地层倾角和反射点弥散的影响,建立的速度模型更准确、更符合地质变化规律。采用沿层速度分析技术获得目的层面上准确的速度信息,通过CRP反偏移速度分析技术逐步优化速度模型,借助弯曲射线叠前时间偏移方法取得显著的成像效果。同时指出了在速度纵横向变化剧烈、地下构造复杂时,深度偏移才能恢复地下真实构造形态。采用相干反演法与均方根速度转换法联合建立层速度模型,利用层析成像技术优化地质模型,通过深度偏移方法研究和偏移效果的对比,总结了建立精确偏移速度场的方法和步骤,使速度建模和偏移成像在效果和效率上都得到了很大的改善。     

叠前时间偏移技术在复杂地区三维资料处理中的应

在四川东部复杂地区，地表起伏大，地震地质条件复杂多变，表层速度变化剧烈；地腹构造褶皱强烈，逆冲断层发育，地震波传播速度纵横向变化大。为了得到好的成像效果，在作好静校正处理的基础上还要选择合适的偏移方法。折射层析静校正通过迭代求解，获得表层速度模型，在此基础上实现静校正量的计算，它将首波方法的稳定性和回折波方法的灵活性结合起来，较好地解决了复杂地区静校正问题；叠前时间偏移是复杂构造成像最有效的方法之一，能适应纵横向速度变化较大的情况，适用于大倾角的偏移成像。影响偏移成像效果的主要因素是偏移孔径和偏移速度。偏移孔径过小，偏移剖面将损失陡倾角的同相轴；偏移的孔径过大，会降低低信噪比资料的偏移质量，在实际使用中应根据倾角来确定孔径。叠前偏移对偏移速度较敏感，较小的速度误差都可能影响偏移成像效果，在实际使用中通过迭代确定最佳偏移速度。文章对多个复杂地区的三维资料进行了叠前时间偏移处理，获得了归位精度高、质量好、断层断点清楚的成像剖面，为完成地质任务提供了较好的资料。     

混合优化波阻抗反演方法研究

地震反演常用的线性算法具有较快的收敛速度，但是易陷入局部最优解。因此需要引进一些非线性优化算法求解全局最优解。近年来相继出现了模拟退火、遗传算法、禁忌搜索算法和混沌搜索算法等，虽然这些算法具有较强的全局优化性能，但是其计算速度慢，远远不能满足实际生产的要求。如何将上述两类算法结合起来实现优势互补成为了反演中的一个重要课题之一。文章提出的混合优化波阻抗反演方法综合了共轭梯度算法和模拟退火算法的优点，在模拟退火反演框架内加入共轭梯度迭代算法，即在模拟退火反演过程中，当目标函数值满足给定的条件时，进行一定次数的共轭梯度迭代反演，最终以模拟退火反演结果来判断其收敛性。实际计算表明，该方法不仅收敛速度快，而且抗干扰能力强，计算得到的波阻抗剖面能较好的反映地层地质特征。     

利用有限元解波动方程求取初至时间

 叠前逆时偏移需要计算成像点的初至时间。射线追踪法因为计算效率高，常被用作旅行时的计算，但难以处理速度剧变和非规则网格情形。常用的有限元法在求解波动方程时，也会像有限差分法一样存在数据频散问题。本文采用有限元解波动方程获取地震波初至时间，与一般有限元法的主要区别在于利用集中质量矩阵压制时间频散使波前形态保真，并给出了根据震源子波第一极值出现时间求初至时间的方法。数值实验结果表明该方法能适用于非规则网格和速度剧变界面情形。     

考虑变频调速的注水系统运行参数优化

以注水系统耗电量最小为目标函数,以排量、压力等限制为约束条件,在考虑离心泵变频调速的基础上,建立了注水系统参数优化数学模型,并用外部惩罚函数法将该问题转化为无约束问题。针对遗传算法的局限性,采用浮点数编码调整了适应函数,根据泵排量和水量平衡要求改进交叉和变异操作,实施最优保留策略,并结合模拟退火算法,形成了混合遗传算法,该算法能够有效地减少不可行解的产生,提高收敛速度,避免早熟收敛。实例计算说明,该优化方法有效、实用,优化后系统运行状况明显改善。     

基于Rytov近似的叠前深度偏移方法

本文在频率一波数域和频率一空间域实现了一种基于Rytov近似的叠前深度偏移方法，并在二维空间作了Marmousi模型炮集数据的处理，通过与Split-Step Fourier和Phase-Screen等叠前深度偏移方法的比较，我们认为基于Rytov近似的叠前深度偏移方法不仅在效果上优于前两者，而且还能更好地处理速度横向变化。在散射波场的计算中，我们使用了一个比Huang L等（1999）^[3]的方法更稳定的散射波场计算公式，扩大了Rytov近似的应用范围，使基于Rytov近似的叠前深度偏移方法能够适应更剧烈的横向速度变化。     

基于双重编码遗传算法的注水系统运行优化

以耗电量最小为目标函数，建立注水系统优化数学模型。根据运行优化要解决最优开泵方案及排量2个问题，遗传算法采用了二进制编码和实数编码相结合的双重编码。针对遗传算法的局限性，对适应函数进行了调整，改进交叉和变异操作，结合模拟退火算法，该算法能够有效地提高收敛速度，避免早熟收敛。同时在遗传算法操作过程中，给出了泵排量的处理方法，使排量约束得到满足，系统水量保持平衡。算例说明了该方法的有效性。     

基于混合法波场外推的波动方程基准面校正

在偏移成像中,通常要求记录和震源都在同一水平面内,然而实际观测经常遇到地形起伏的情况。当速度横向变化不大时,地形起伏对数据的影响可通过常规的静校正加以消除,但当速度横向变化较大时,再用常规的静校正来消除地形的影响就会有较大的误差。 本文基于波动方程,采用波场延拓的混合法来进行基准面校正。文中阐述了波动方程基准面校正的基本原理,给出了混合法波场延拓的一般公式,并就共炮点记录和零炮检距记录进行了计算,数值计算结果证实了该方法的有效性和准确性,可用于实际资料的处理。     

带模拟退火的拟ＢＰ神经网络在伊朗某地区重力资料反演中的应用

选用目前非线性方法中的２个研究热点，即ＢＰ神经网络和模拟退火算法，用优化后的ＢＰ神经网络为主框架，结合位场反演的特点，在反演过程中引入模拟退火算法，这样既利用了ＢＰ神经网络指导学习的功能，提高了局部搜索性能，又利用了模拟退火算法的概率突跳性，实现了最终的全局收敛性，从而在减少多解性和提高反演的速度和精度等方面有了新的进展。通过模型试验，验证了该方法的有效性。本方法应用于伊朗某地区的重力资料反演，较好地反映了剖面的地质情况。     

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.     

地震叠前时间偏移处理技术

叠前时间偏移处理技术对速度场精度的要求较低，在构造复杂但速度横向变化不大的情况下有较好的成像效果，近年来在中国石油天然气股份有限公司各探区得到高度重视和推广应用。对叠前时间偏移处理的关键技术（叠前去噪、振幅补偿、反褶积、静校正、速度建模）进行了分析总结，并对其在富油凹陷整体评价、复杂断块精细勘探、碳酸盐岩岩溶地形识别、岩性地层油气藏勘探等方面的应用效果进行了分析，实践证明，叠前时间偏移是一项具有明显技术优势、应用前途广阔的地震精确成像技术，适合于在横向速度变化不大地区的地震资料处理。图6参7