一种基于角度域傅里叶变换的逆时偏移生成角道集方法

复杂地质构造条件下,介质横向非均匀强,地震波场存在严重交叠,常规方法难以准确识别不同波场分量的传播方向,影响角道集的提取效果。为了克服该问题,提出一种通过上、下行波场分离,同时利用角度域窗口傅里叶变换进行交叠波场分离获得每一个角度的切片,再应用Poynting矢量法计算对应波场分量传播方向的角道集生成方法。该方法无需划分空间窗口,具有较高的计算效率。通过数值模型验证了该方法提取角道集的有效性,相比常规的Poynting矢量法提取结果,地震波的振幅更加保真,信噪比更高。将该方法应用于海上实际资料,获得了理想的角道集数据,为地震属性分析、储层反演提供了高质量的叠前道集。     

波场分解算法与逆时偏移角道集

逆时偏移生成的角度域共成像点道集(ADCIGs)有利于提高成像质量,可用于偏移速度分析和AVA/AVO研究等。使用Poynting矢量估计波传播方向可以快速生成角道集,但当模型和波场比较复杂时,不同方向传播的波场分量相互重叠,无法准确计算波的传播方向。波场分解可以提高Poynting矢量的准确性。为此,研究了波场分解算法,在计算Poynting矢量之前先将波场分解成不同方向传播的分量,用于生成角道集。为解决传统的傅里叶变换在频率-波数域进行波场分解时计算量大的问题,对波场分解算法进行了优化,并提出了SSE(单指令多数据流扩展)向量化和多线程并行计算实现算法,从而提高了计算效率。理论和数值计算结果表明:使用波场分解可以显著提高逆时偏移角道集的质量,此优化算法能够得到与传统方法一致的结果并且提高了计算效率。二维Sigsbee2A模型和三维SEAM TTI模型的数值计算也证明了该算法用于生成高质量角道集和逆时偏移图像的有效性和稳定性。优化后的波场分解算法并不局限于上、下行波分解,可容易地拓展到其它方向的波场分解,也可应用于最小二乘偏移和全波形反演,以消除成像噪声,提高成像质量。     

极化倾斜层SP异常的定量解释新方法

本文提出一种定量解释极化矿体或倾斜层模型引起的SP波场数据的新方法。其理论基础是研究振幅谱。研究表明.振幅谱在零频率处是不连续的,由此可确定倾斜层的倾角。此外,SP振幅谱在随极化体深度变化的特征阻尼频率处为零。SP梯度的最大振幅谱值可用于求取极化体底部埋深,因此,确定的几何     

六角晶系固体中传播的平面波的极化研究Ⅰ：理论推导

文章依据Christoffel方程推导出了六角晶系固体内传播的准P-波和准SV-波的极化系数的解析表达式,论证了准P-波的极化方向垂直于准SV-波的极化方向,给出了相速度方向和能量速度方向与极化方向之间的关系,为分析六角晶系固体的各向异性对准P-波和准SV-波的极化行为的影响提供了一个理论依据.     

六角晶系固体中传播的平面波的极化研究I:理论推导

文章依据Christoffel方程推导出了六角晶系固体内传播的准-波和准-波的极化系数的解析表达式,论证了准-波的极化方向垂直于准-波的极化方向,给出了相速度方向和能量速度方向与极化方向之间的关系,为分析六角晶系固体的各向异性对准-波和准-波的极化行为的影响提供了一个理论依据。     

多方向矢量中值滤波在多分量地震数据中的应用

多方向矢量中值滤波在压制噪声的同时能够有效地保护多分量地震信号的矢量特性。将多方向矢量中值滤波扩展应用于多分量地震数据去噪处理,把多分量地震数据当作一个矢量波场进行处理,每个时间采样点均为一个矢量。基于地震数据沿同相轴变化缓慢的特点,在矢量空间中,以当前滤波点为中心沿不同试验方向截取相邻道矢量信号片段,根据这些矢量信号片段之间的相关性自适应地选取最佳矢量中值滤波窗。扩展后的方法在压制噪声的同时能够有效保护多分量地震数据各分量之间的相对振幅信息。理论模型和实际数据测试结果表明,多方向矢量中值滤波应用于多分量地震数据去噪处理是有效的。     

各向异性弹性介质方向行波波场分离正演数值模拟

为了进一步提高对弹性波波场传播规律的认识,将波印廷矢量应用于多波多分量各向异性介质弹 性波波动方程方向行波波场分离正演数值模拟中。 根据弹性波波印廷矢量的波场数值特征,在多分量弹 性波正演数值模拟过程中,实现了上行波、下行波、左行波和右行波的方向行波波场分离。 以均匀各向异 性弹性介质模型、倾斜界面模型和 Marmousi 模型为例,开展了相应的方向行波波场分离数值模拟实验。 结果表明,这种方法计算量小,算法简单,能够准确实现波场快照和数值模拟记录的方向行波波场分离。 因此,在多波多分量弹性波资料的地震波场模拟分析和成像方面具有一定的应用价值。     

混合双程无反射波动方程偏移

本文提出了一种虚谱法和有限元法相结合的地震偏移方法。这各混合方法是在计算速度、精度和占用计算机内存等方面对虚谱法和有限元法进行折衷的一种选择，其目的是构造一种新的、更有效地地震偏移方法。该方法从双程无反射波动方程出发，沿反时方向进行波场计算，龛混合法偏移能够适应纵横向速度变化，并能有效地减弱计算中产生的层间混响。本文采用混合法偏移理论进行了试算，共结果表明，该方法用于复杂波场偏移计算是可行的。     

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。     

VSP各向异性矢量波场分离方法研究及其应用

本文介绍了一种基于各向异性(TI)介质假设的非零井源距三维三分量VSP矢量波场分离方法。该方法将经过一次旋转的共炮点数据,使用非线性约束SQP算法反演求得检波点附近的各向异性Thomsen参数,根据介质的各向异性性质,计算每个波场(上、下行纵波和上、下行横波)的传播角度、慢度和极化矢量。在频率域使用正则化的最小广义逆算法求出每种波的傅里叶振幅分量,再反变换到时间域得到分离后的各种波场。通过对非零井源距三分量VSP模型试算、实际资料处理以及与各向同性参数反演矢量法结果对比分析,验证了该方法的可行性和优越性。     

VSP三分量资料处理

在 VSP 观测中采用三分量检波器接收,每个分量所记录的信息都是空间波场振动在该分量上作矢量投影的合振动,因此,VSP 资料处理的关键,就是进行波场分离。为了获得好的波场分离效果,必须确定两水平分量的定向和求取偏振角。两水平分量的定向可以借助于直达 P 波的偏振方向在水平面内的投影加以确定。偏振角可通过矢端曲线和瞬时相位法求取。两水平分量定向后,上、下行 SH 波的水平分量被分离到 H_T(t)分量中,上、下行 P 波和转换 SV波的水平分量被分离到 H_S(t)中。将 Z(t)分量和 H_S(t)分量按在垂直平面内估算的下行 P 波偏振角进行坐标转换,即可实现下行波场的初步分离。然后,再联合使用波场分离和反转投影方法对上行波场进行分离。但是,反转投影只能实现上行 P 波和 SV 波的主能量分离,不能完成全波场的分离。文中展示了在PDP-11/24计算机上使用人机交互三分量处理软件的处理效果。     

VSP浮动坐标系偏振滤波

 偏振滤波是三分量VSP纵、横波波场分离最常用的方法之一。在传统的偏振滤波方法中,偏振角的计算是基于直达波的传播方向而确定,没有针对所需要的上行波。本文通过建立针对反射波的主能量方向计算偏振角,建立随反射深度变化的坐标系,即浮动坐标系,以有效提高波场分离精度。理论模型试算和实际资料处理结果表明,在浮动坐标系下,偏振滤波方法以所需波场为基础,能够实现波场的最优分离。     

可极化球体的椭圆极化特性

电磁波的椭圆极化参数描述了电磁波的矢量特性。计算了在大地电磁场源作用下，均匀半空间中可极化高阻球体、不极化高阻球体、可极化低阻球体、不极化低阻球体的椭圆极化参数，分析对比了相同条件下可极化球体与不极化球体的割面特性和断面特性。结果表明在相同条件下，极化球体具有明显异常的形态特征。     

应用τ-p域矢量旋转的地震数据波场分离

高保真的弹性波波场分离已成为多波多分量地震勘探中的关键处理流程。常规波场分离方法可归纳为基于波场的运动学特征和基于波场的动力学特征两大类。前者在空间域或τ-p域对纵、横波波场进行分离,后者则侧重于计算不同波型的偏振特性,但二者均受制于各自的局限性,难以达到理想的分离效果。将波场的动力学与运动学特征相结合,文中提出一种基于τ-p域矢量旋转的波场分离方法。即以近地表纵波速度作为波场分离的关键参数,在τ-p域下对地震波数据的垂直分量与水平分量进行极性旋转,根据不同波型的偏振特性,实现将P-P波与P-SV波分离到各自的偏振方向上的目的。针对层状介质模型、Marmousi Ⅱ模型及实际地震资料的试算处理结果表明,该方法比传统方法能更精准地分离P-P波和P-SV波,解决了能量异常、波场混叠及空间假频等难题,分离后的波场保幅性较好。     

三维TTI介质中的弹性波场分解

根据三维TTI介质倾斜对称轴与观测坐标系之间的几何关系,经坐标旋转,可以将其近似看成三维VTI介质,故适用于VTI介质的波场分解方法就可以应用于TTI介质。为此,从三维各向异性弹性波动方程出发,通过求解Christoffel方程的特征向量,构建了三维VTI介质的波场分解算子;再利用坐标旋转推导了三维TTI介质的波场分解算子;最后通过泊松方程实现三维TTI介质的弹性波场分解。引入改进的快速算法,避免了直接求解泊松方程。推导的分解算子考虑了随空间变化的弹性参数和倾斜对称轴,可适用于复杂的三维TTI介质模型。当各向异性参数以及对称轴倾角都为零时,该算子可以退化为各向同性的形式。数值计算结果表明,该TTI介质波场分解算子比各向同性或VTI介质算子能得到更精确的分离结果,可高效实现三维各向异性矢量弹性波场分解。     

正交介质中地震波传播数值模拟与分析

建立了正交各向异性介质中的波动方程,应用高阶有限差分进行数值模拟,得到三分量地震波场快照,并在此基础上,分析了正交各向异性介质中地震波场特征,结果表明：在正交各向异性介质中,地震波场十分复杂,三个分量相互藕合,两个水平分量波的偏振方向与裂隙走向既不平行,也不垂直。     

阵列侧向测井曲线极化角影响因素研究

侧向类测井电阻率曲线的极化角对地质构造的解释、地层界面的判断有很大帮助,但也会导致电阻率曲线失真且产生假薄层特征,因此通过正演计算明确影响极化角的因素可以提高油气层评价的准确性。运用三维有限元法建立了层状介质模型,探讨了围岩电阻率、钻井液电阻率、侵入带特性、仪器特性、层厚、井径和井斜角等因素对阵列侧向测井曲线极化角的影响。正演计算表明,目的层电阻率与围岩电阻率的比值大于4时,极化角更加尖锐且幅值急剧增加;钻井液电阻率主要影响极化角的形态,钻井液电阻率越大极化角越尖锐;侵入带对极化角的影响较复杂,要综合考虑侵入带电阻率与侵入深度来判断;仪器探测深度对极化角形态的影响不大,仪器纵向分辨率越高,极化角越平缓且幅值越小;井径越大,极化角越不明显;当地层厚度小于仪器纵向分辨率时,阵列侧向测井曲线极化角消失,随着层厚增大,极化角幅值变大但趋于平缓;当井斜角大于60°时,极化角基本消失,且井斜角越小,极化角越明显。研究结果表明,围岩电阻率、仪器纵向分辨率和层厚对极化角的影响尤其明显,这可为现场正确利用极化角进行油气储层解释提供指导。      

vsp三分量资料合成的新方法

利用V SP三分量资料向其偏振方向投影,提出一种新的合成方法,此法有三个步骤构成:(1)用模型计算每一道、每一个采样点所对应的反射角;(2)用三分量中两个水平分量的直达波振幅比先求取下行P波的偏振角,然后经过时不变角度旋转求取合成后的水平分量;(3)用三分量资料的直达P波垂直分量和合成后的水平分量振幅比先求出直达P波的入射角,然后把三分量资料向直达P波偏振方向投影求得最佳下行波能量的W_D记录,向上行P波偏振方向投影求得最佳上行P波能量的记录W_U。以该方法编制的模块已在CYBER系统和PE 3284的GOS系统上运行。经对三口井的实际VSP资料试处理,计算列表和处理结果均是正确的,使非零井源距资料的处理质量有了很大提高。     

两组任意夹角倾斜裂缝介质地震波场模拟

 两组任意夹角的倾斜裂缝在自然界中具有普遍性,本文针对两组任意夹角的倾斜裂缝介质模型,采用交错网格高阶差分法进行地震波场二维三分量数值模拟。根据Hudson理论和Bond矩阵变换得到裂缝型储层在观测坐标下的弹性系数,对比了在本构坐标和观测坐标下地震波场之间的差异,分析了不同方位角下炮记录波场特征、不同炮检距方位角道集上的波场特征,以及改变裂缝夹角后在方位角道集记录上的响应特征。研究表明,裂缝型储层的各向异性特征是裂缝的综合反映,各向异性的强弱不仅与裂缝的发育强度有关,还与裂缝发育的复杂程度有关。通过对方位各向异性介质数值模拟和波场特征的分析,可为方位各向异性介质的裂缝反演提供理论基础。