三维约束Dix反演层速度方法及其应用研究

 传统的Dix公式求取层速度方法，只适用于水平层状地层和小炮检距的情况。在复杂地下介质情况下,速度横向变化剧烈，有必要研究一种规则化的速度分析技术。本文在Koren等人的稳定、快速的约束速度反演基础上，提出一种三维约束Dix反演层速度的方法，即使用Dix约束反演得到瞬时速度场，再由阻尼最小平方法输入平滑的叠加速度，用伴随矩阵线性方程给出层速度扰动，并用褶积定义平滑层速度，最终得到最优化的层速度分布。此法用于TFT工区实际资料表明：该方法计算得到的层速度剖面精度高，构造细节反映清晰，能有效识别层速度异常范围，为储层预测提供依据。     

VTI介质快速偏移速度分析

针对由反射数据难以同时估计垂向速度和各向异性参数,本文首先将地下介质近似为可分解VTI介质,其次通过介质参数更新和叠前深度偏移两步迭代进行偏移速度分析。为了解决应用中遇到的射线追踪精度与计算效率问题,本文依据可分解VTI介质,给出了-种射线追踪算法,可大幅度减少弹性模量空间求导运算;此外通过变旅行时步长样点方式,提高了点到面射线追踪计算炮检距的精度。数值模型应用表明,该方法能快速收敛于理论模型,且计算效率约是常规VTI介质偏移速度分析的4倍,是叠前深度偏移速度建模快捷且接近实际地质模型的-种方法。     

双曲时距方程对地震资料处理的影响

常规地震资料处理方法是建立在双曲时距理论基础之上的。本文主要研究了基于双曲方程的速度分析和动校正方法对叠加速度和t0时间的影响，并提出了改进的办法。首先从理论上证明水平层状介质中基于双曲方法的动校正速度随着炮检距的增大而增大；然后以水平层状介质为例进行了分析。结果表明，双曲速度分析会导致所计算的叠加速度偏大，动校正后的t0时间也偏大；反射波的炮检距越大，计算的叠加速度和t0时间偏差越大。采用非双曲时距方程可以减小计算误差。     

薄层干涉对叠加速度分析精度的影响

 在薄层发育区，无论是常规叠加速度分析，还是叠前时间偏移处理中的剩余速度估算，均应考虑薄层干涉响应对速度的影响。本文通过对薄层干涉现象的分析，指出薄层出现干涉的炮检距随着埋藏深度、地层平均速度、薄层厚度以及地震波的主频的变化而改变。地层厚度越小，出现干涉的炮检距越小；当地层厚度小于1/4波长时，无法分辨薄层顶、底界面的反射；地震波的主频越高，出现干涉的炮检距越大；地层厚度一定，地震波频率不变时，地层埋深越大，速度越高，出现干涉的炮检距越大。因此在实际的薄储层发育区的地震资料处理中，选择切除参数和炮检距范围时，应避免较大炮检距处干涉带来的影响，保证拾取速度的准确性。     

任意各向异性介质方位旅行时正演

在研究任意各向异性介质中的旅行时正演方法时，针对含气裂隙和含水裂隙模型，本文给出了各向异性介质中射线追踪计算方法。计算结果表明：①在垂直裂隙情况下，纵波反射时间随炮检距、方位角变化，含气裂隙纵波反射时间的方位差异和炮检距差异更为明显；②在相同炮检距时，随着方位角变化反射波旅行时间呈近似椭圆规律变化，含气裂隙介质反射时间的方位差异比含水裂隙差异明显；③在不同裂隙面倾角情况下，反射波旅行时间的方位差异在裂隙面垂直时最为明显，然后随裂隙倾角的减小而减小，当裂隙面水平时变成方位各向同性介质；④在不同方位的测线中，以垂直裂隙走向测线的．纵波反射时间与平行于裂隙走向测线的纵波反射时间差异最大。     

多炮检距偏移与速度分析

叠加速度最佳地表示了共中心点道集正常时差曲线的特性，而偏移速度则零炮检测距剖面和共中心点道集的绕射曲线特性。对于水平层状介质来说，由于其法向射线与成像射线一致，所以这两种速度是相同的，在倾斜地下的情况下，叠加速度取决于反射面的倾角，并与法向射线有关，但是反射点的横向分散（模糊性）与倾角有关，经倾角时差校正后，叠加速度降低了，而反射点分散现象消失，射线聚集于共反射点上，对于均匀介质来说，倾角时差校正     

地下局部角度域高斯束偏移成像

针对克希霍夫偏移无法适用于复杂构造、偏移距域偏移存在偏移假象及保幅性差的问题,本文研究了一种高效的地下局部角度域高斯束偏移方法。与常规地面偏移距域克希霍夫偏移采用地面炮检点射线追踪及走时计算不同,该方法采用地下成像点向地面进行射线追踪及走时计算,同时获得炮检点所对应地下成像点的反射角,再结合射线束偏移方法,该方法综合了射线偏移高效、高斯束偏移高精度、地下角度域成像高保幅保真的特点。模型及实际数据应用表明,该方法成像效果明显优于常规偏移距域克希霍夫成像。此外,不同于克希霍夫偏移距域偏移道集,其角度域道集为地下真共反射角道集,反应了观测系统与地下构造形态两方面的共同影响,具有更高的保幅保真度,更加适用于叠前AVA分析。     

复杂构造区t0时间漂移和叠加速度特征分析及其校正

 在山地区或陡构造区，构造翼部下伏平缓地层的叠加速度通常偏高，构造顶部下伏平缓地层的叠加速度通常偏低。此外，在构造顶部采用大炮检距反射波成像，t₀时间还存在漂移现象。为了合理解释上述现象，本文提出了复杂构造中t0时间和叠加速度计算方法，采用此方法针对模型计算了t₀时间和叠加速度随地面位置、炮检距的变化规律，并得出以下结论：①双曲时距方程计算出的t₀时间和叠加速度与炮检距范围有关，在构造平缓地区，t₀大＞t₀小，v_a大＞v_a小； ②在陡构造区不同位置，炮检距对t₀时间和叠加速度的影响不同； ③在构造底部和构造翼部，本文所描述的变化规律通常是存在的； ④在构造顶部区域，本文模型计算的结果表明，t₀大＜t₀小，v_a大＜v_a小。另外，随着构造顶部区域逐渐变宽，t₀大由小于t₀小逐渐变化到大于t₀小，v_a大由小于v_a小逐渐变化到大于v_a小，这是因为当构造顶部区域变宽到一定程度时，构造顶部区域地层就接近水平层状介质模型。     

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。     

天山南缘亚肯北地区速度建场因素分析

 本文根据天山南缘地区三维叠前深度偏移结果，建立了亚肯北地区的二维地震地质模型，模型设计中考虑了亚肯北浅层第四系西域组沿横向速度变化的高速砾岩层和深层上第三系吉迪克组构造形态变化较大的低速膏泥岩层。按照该区野外观测系统模拟计算出炮集记录，进而获得常规叠加速度及叠偏剖面，并与该模型的实际均方根速度值及地震地质模型进行了对比分析。分析结果表明：目的层上方速度沿横向渐变，叠加速度低于均方根速度；而浅部砾岩层的存在，使目的层上方的叠加速度高于均方根速度，上述两者综合影响使得叠加速度比均方根速度增大8%；浅部高速砾岩层对下伏地层的时间成像影响较小，但使得砾岩层两端的较深部位的叠加速度偏高，导致深度剖面产生凹陷假象，也使得凹陷附近的构造变化幅度增加。因此定量分析亚肯北地区的浅部高速砾岩层及低速膏泥岩层两大速度异常区的速度异常对常规速度分析产生的误差及其变化规律，对于指导常规速度分析误差校正具有重要意义。     

三维空间中等效界面定理的初步验证

推导了两个倾斜平界面构成的三维展状介质空间中各个地面观测点的自激自收距离和各个界面的等效界面的计算公式。用三维快速射线追踪法计算了１２个地质模型在３０００ｍ炮检距范围内共中心点道集分别在各个界面和等效界面的旅行时间，结果表明两者很接近，初步验证了三维地下空间中的等效界面定理，为三维地震勘探资料数字处理提供了理论依据．     

转换波叠加速度分析及动校正

在P波勘探中,仅仅依据P波零炮检距旅行时(t0P)和非零炮检距(x0)信息分析P波叠加速度。与此类似,对于PS波地震资料,文中不引入任何各向异性参数,基于地层等效介质方法,推导出新的只包含PS波叠加速度、P波叠加速度的PS波时距曲线方程,使得PS波数据处理变得更为简单;同时,推导出了速度比分析方程,据此可在CMP道集数据中快速分析速度比,为共转点道集抽取提供较为准确的初始速度比参数。以上两个方法相互补充形成一个完整的方法系列,从而提高了整个转换波速度分析与共转换点道集生成的效率。通过模拟数据和实际数据的测试与验证,表明本文提出的转换波速度分析方法可为高精度PS波速度分析提供初始参数。     

速度随炮检距变化（VVO）分析

地震勘探所面对的地表和地下情况越来越复杂，而勘探目标却要求从地震数据中提取更多，更详细和更精确的信息，为了适应新的情况，在速度分析和动校正处理中，必须考虑到速度随炮检距的变化，对双曲线型时距曲线加以改进，开成更接近实际情况的时距曲线。本文在旅行时计算公式中引入炮检距的四次项，并采用速度梯度概念来描述速度随炮检距的变化，阐明了其系数的物理含义，提高了复杂介质速度信息的精度，增加了速度分析结果的信息量     

非扫描沿层速度分析

本文利用ＡＲＡＭＶＥＬ算法直接从地震数据估算出叠加速度，其计算步骤是：（１）用初始速度值和ｔ０时间在一个小时窗内作ＮＭＯ；（２）使用不同的加权函数在炮检距上对数据求得，得出两个叠加道；（３）将这两个叠加道互相关求时差；（４）利用求得的时间差求出速度校正值，迭代计算直至时差小于某一门槛值为止。理论模型的试算结果表明，对于信噪比较低的资料，即使初始速度偏差很大，也能得到真实的地下速度；而对于有多次波和     

北海各向异性的叠前成像分析

本文给出了北海中部地区关于地震叠前成像技术的一个简单应用实例。其中应用了两种深度成像方法－共炮检距和共角度叠前深度偏移。由于该研究区块构造不复杂，所以我们有理由相信研究结果能反映出地震资料中速度各向异性的影响。我们根据井约束建立了速度场，并证明主要标志层的双程旅行时能与井精确地闭合。还证明由叠前偏移得到的小角度（和小炮检距）深度成像也与速度场（由井导出的）相一致。然而，大角度（和大炮检距）深度偏移     

地球物理资料处理基础

十一用波动方程处理地震资料 11-3 速度估算前几章集中讨论了确定地下构造的问题。从数学上讲,意味着认为介质速度是已知量(为了方便还取为常量),而认为波阻抗是地质构造间形状未知的界面上的未知的突变。现在我们想求介质的速度。传统的作法是假设地下构造由平的水平层组成。然后,根据能使共中心点道集上的同相轴最平直的、与炮检距有关的时移值(所谓正常时差或动校正量)计算介质的速度。本节中我们说明如何去掉水平层这个假设。我们还将看到,即使在全是点散射源的地区也能估算出速度。     

各向异性速度分析技术在西部DH地区的应用

西部DH地区地下构造复杂,地层埋深较深,地震资料采集中炮检距较大,地下介质的各向异性问题较为明显。由于常规速度分析方法精度较低,影响地震资料的成像质量。针对该问题,重点对横向各向同性(VTI)介质速度分析原理、各向异性参数求取方法进行了研究,总结了一套各向异性参数求取的方法。通过模型试算和西部DH地区资料的实际应用表明,各向异性速度分析技术是提高速度分析精度、改善成像效果的有效方法。     

塔中地区速度场建立及变速成图

对塔里木盆地塔中地区构造成图采用了有别于常规方法的时深转换。其主要流程是：①首先利用叠加、偏移速度精确建立三维速度场，将偏移时间域t0图转换到零偏移距时间域内；②利用叠加速度由浅至深逐层进行反演，分别反演出沿该反射层的层速度，计算并绘制出层速度平面图；③最终得到三维速度模型和零偏移距时间模型，并利用2种数据模型作时深转换。将该方法应用于塔中地区低幅度构造、岩性圈闭精细描述和研究，提高了构造成图的精度。     

复杂构造区叠加速度分析

 在地震勘探中，当目的层上覆地层存在速度横向剧烈变化时，基于双曲线动校公式中的叠加速度只是一种等效速度，而不是常规意义下的均方根速度。在地震数据处理中，用于目的层叠加成像的速度受这种速度横向变化的影响很大。若使共中心点道集内的反射同相轴校平后能够同相叠加，叠加速度则会出现一些低或高的异常。其原因是共中心点道集内远、近炮检距的射线穿过上覆地层的旅行时差随速度的横向变化而偏离双曲线变化趋势，从而使正常动校时差发生改变。因此以共中心点道集反射同相轴校平为准则求取的叠加速度与均方根速度之间的关系非常复杂。本文试图通过理论模型和实际数据对这一现象进行分析，加深对这一问题的认识。     

波场延拓+模糊决策层速度分析

为了获得层状声学介质的层速度参数,文中依据波场延拓理论和模糊决策理论改进了速度分析。首先以傅氏域内的双方根(DSR,即 Double SquareRoot)延拓方程为工具,以一定的试验速度(v_i)和双程旅行时(τ_i)延拓地表的多炮检距波场,获得延拓后的多炮检距波场;然后,根据相干准则计算延拓后波场值沿炮检距方向的相似度,并把它作为对应的速度—时间点(v_i,τ_i)(称之为备择点)处的相似度;改变 v_i,τ_i值,重复上述两个步骤,可获得 v_i-τ_i平面上的相似度,再按相似度准则、趋势贴近准则、距离最小准则将求得的相似度转换为对应备择点的亮度;最后,根据各备择点的亮度便可自动拾取速度和双程旅行时,从而达到从多炮检距波场中自动求取层速度和同时确定最佳层底双程旅行时的目的。对理论模型和实际资料试算的结果表明,用该方法求出的层速度具有精度高、误差不累积的优点,该法还具有适应弱反射和抗干扰的能力。