初至走时层析成像的一个应用实例

利用基于最短路径树弯曲射线追踪的联合迭代重建层析成像(SIRT)技术进行井间地震层析成像,对胜利油田的一对井间实际资料进行了处理。层析成像结果表明,层析成像算法可靠稳定,收敛性好,层析成像结果的精度较高。     

井间地震层析成像中自动生成初始速度模型的方法研究

初始速度模型对走时层析成像的质量和收敛速度影响很大，但对初始速度如何选择这一问题的探讨不多。经初步研究，提出了一种自动求取层析成像初始速度模型的方法。该方法假定激发点到接收点间的射线是直射线，并利用从地震记录上拾取的初至走时来求取初始速度模型。初始速度模型的建立由程序自动实现，无需人工干预。最后，用数值模拟和物理模型进行了验算，将获得的初始速度模型用于同时迭代重建技术（SIRT）层析成像处理，处理结果与真实速度模型基本对应。     

小波多尺度井间地震波形层析成像方法

井间地震波形层析成像是一个很复杂的非线性反演问题,常规线性化反演方法的处理结果依赖于初始模型的选择,容易陷入局部极小;对于复杂模型和大扰动模型,用常规线性化反演方法无法得到满意的解,本文提出了小波多尺度井间地震波形析成像方法,数值实验结果表明,小波变换多尺度反演方法极大地改善了现行的线性化反演方法的性能,成像效果显著,同时,该方法还能提供不同分辨率的反演图像,有利于图像解释。     

三维重力地震剥层联合反演

以地震资料解释的三维构造图作为模型，用重力三维正演剥离基底及基底以上界面所产生的重力效应，然后对分离后的基底岩性异常进行反演求取基底密度。在具体联合反演算法上，首次将广泛用于地震层析成像反演的DLSQR法引入位场反演，不仅增加了联合反演结果的稳定性，而且极大地提高了反演速度。理论模型的试算和实际资料的反演结果表明，两者反演的剩余密度等值线图形十分相似，剩余密度最小值和最大值相对误差小于4％。     

用广义Radon变换对地震反射波资料进行层析成像

探讨了离散情形下的广义Ｒａｄｏｎ变换公式，提出一种用广义Ｒａｄｏｎ变换反投影公式对地震反射波资料进行层析成像的方法。并阐明了用此方法进行层析成像时如何确定广义Ｒａｄｏｎ变换的变换曲线簇。计算实例表明，该方法计算灵活，收敛速度快、反演效果较好，是一种可行的层析成像方法。     

反演近地表物性参数的地震层析成像方法综述

针对反演近地表物性参数的地震层析成像方法的发展历程开展了论述。首先,阐述了传统的联合代数重建法(SIRT)、最小二乘QR分解(LSQR)等求解方程组的方法以及最新发展的局部最优化算法(包括伴随状态法与改进的散射积分法)的模型更新方式;其次,从简单到复杂论述了层析成像方法在射线理论、有限频理论、波动理论下的发展历程;再次,从初至波到时-频率依赖的初至波到时-初至波波形反演方面阐述了反演精度逐步提升的技术关键;然后,介绍了目前对地下物性参数要求提升的情况下,地震层析成像方法从单参数速度到各向异性等多参数反演的最新研究动态;最后,分析了地震层析成像这种高度非线性的反演过程的模型参数化、反演策略、Hessian矩阵利用等问题。综上所述表明:地震层析成像在实际应用中仍具有不可替代的作用;通过不断挖掘数据中更多的信息,其理论方法与实现方式正在向全波形反演靠拢。     

论反射成像与透射层析成像之间的关系

以前反射成像技术（地震偏移）和透射层析成像技术（井间反演）的推导是相互独立进行的，本文指出，这两种技术之间具有密切关系，目前，人们主张用偏移算法来实现井间反演，文中给出了一种将透射测量结果转换为反射数据的方法。     

地震波反演成像方法与技术核心问题分析

常规的地震反演成像分为偏移速度分析与层析成像、叠前深度偏移(角度道集产生)和AVA分析/反演3个重要环节,其中的关键技术是当前勘探地震学中的核心技术。全波形反演(FWI)是理论意义下十分完善的地震波反演成像理论框架。原则上,FWI可以把上述3项常规的反演方法技术合为一体,给出比较理想的反演成像结果。但是,由于叠前地震数据的不完备、地震波正演模拟方法不能很好地模拟实测地震波场、初始模型不够精确、地震子波的未知和空变,使得严格意义下的FWI方法尚不能很好地解决实际问题。通过叠前地震数据和地下介质模型的特征表达,提出把经典的FWI分成透射波层析成像、最小二乘叠前深度偏移成像和反射波层析成像3个线性化反演方法的串联,构成FWI反演成像的实用化流程。针对我国陆上地震数据的特点,指出做好浅层速度模型建立、背景速度模型建立、成像道集层析速度模型建立、最小二乘叠前深度偏移成像、张角及界面倾角道集的产生以及小角度成像道集波阻抗反演,是当前推进FWI反演成像方法技术应用与发展的关键所在。     

海底天然气水合物地震研究方法及海底地震仪的应用

为促进水合物地震探测和研究方法的深入，在对已有研究方法（直接法、叠加速度分析法、ＡＶＯ、全波形反演）进行综合分析的基础上，针对原方法中存在的问题，提出了用海底地震仪（OBS）开展层析成像的方法和技术思路。首先对OBS的走时和波形联合反演的方法、水合物地震层析成像技术作了介绍；其次，分析了该方法存在没有或不能充分利用海底震仪的三分量记录，尤其是S波信息，没有真正意义上的3D资料，没有开展更深部的探查（仅限于似海底反射界面）等问题；最后，提出发展和完善OBS地震层析成像技术研究水合物、游离气以及碳氢化合物的深部迁移通道的初步设想和技术方案。这对海洋天然气水合物的勘探有一定的指导作用。     

快速射线寻迹井间走时层析成像算法及其应用

本文给出一种迭代射线走时层析成像算法。在该算法中,采用三角网格节点值的线性插值计算速度。利用此法进行正演计算,射线轨迹和走时都有解析表达式,从而可节省大量的计算时间;在反演计算中,射线轨迹点处的慢度可用三次多项式基函数予以计算。在线性化处理后,走时与某一未知模型参数的偏导数为走时与该模型参数的线性关系系数,从而加快了Jacobi矩阵的运算。由本算法对物理模型及野外井间地震资料进行层析成像结果表明,该算法快速、稳定、适用。     

基于薄层模型的有限频率井间地震波层析成像

地震射线层析成像需要进行旅行时和射线路径的计算，而复杂介质的地震射线追踪方法受到地震波频率有限的影响。为此，提出了基于薄层模型的有限频率井间地震波层析成像方法。给出了方法的基本原理，即在Fresnel带内寻找长度最短的路径，在弯曲射线追踪方法表示旅行时大小的目标函数中，加入一项与射线长度有关的惩罚项，把有限频率地震射线追踪问题转化为求解该目标函数无约束最优化问题，从而实现基于薄层介质模型的有限频率地震射线追踪，最后通过反演计算实现井间地震射线层析成像。该方法计算简单，易于实现，理论模型试算验证了方法的有效性。     

程函方程差分法层析成像

在程函方程差分解法的基础上，本人曾给出了在已知二维空间网格点上的初步走时来一次求出所有接收点至激发点之间的地震初至波射线路径，从而利用瞬时迭代重建技术实现了任意两维地下介质速度分布情况下的弯曲射线法层析成像反演算法。     

井间观测系统的讨论

如何选择井间观测系统，对于地震层析成像而言，是至关重要的。因为不同的井间观测系统，不但在野外工作效率上，而且在其层析成像的结果上，可能极不一样，本文将根据直射线的ＳＩＲＴ方法，通过不同井间观测系统对成像质量的影响，提出了选择井间观测系统应遵循的某些原则，进行获得炮间距，道间距和最大排列长度间的估算关系。     

层析成像低速带速度反演和静校正方法

在地形起伏剧烈和表层低速带速度横向变化较大的地区，做好野外静校正是取得高质量叠加剖面的重要一步，面确定表层低速带速度是做好静校正的关键。常规的（基于折射波到达时或者微测井等）方法在复杂近地表条件下很难求得正确的低速带速度和静校正量。理论模型试验结果表明利用层析成像技术可由初至波的到达时反演表层低速带速度并求得静校正量。正演使用最短路径法射线追踪，反演采用SIR方法。实际资料处理结果可看出明显改善了复杂地区（沙漠、山地等）地震叠加剖面的质量。     

复杂地表条件静校正中的3D表层速度层析反演研究

针对复杂山地的静校正问题，研究了利用基于初至时间的3D表层速度层析反演技术。给出了反演方法的基本原理，即采用基于最短旅行时原理的射线路径追踪法计算初至波的路径和旅行时，采用同时迭代重建技术（SIRT）计算速度修正量．修改速度模型。最终的速度模型通过正演和反演多次迭代获得，不依赖于初始模型。用一个速度变化复杂的卵论模型对该方法进行了试算，结果表明．该方法很好地重建了横向剧烈变化的3D速度结构。对南方某山地3D资料处理结果表明，用该方法可以获得可靠的3D近地表速度模型和静校正量。     

基于井间电磁波CT在浅地层溶洞探测中的正反演

浅层溶洞探测是岩溶地区地铁工程建设中面临的主要地质难题。传统钻探手段不能完全解决特殊性溶洞的问题,运用井间电磁波CT成像新地球物理技术,在其基本原理的基础上,通过建立地质体理论模型,对3种反演算法成像图进行对比,得出联合迭代重建算法(SIRT)反演效果最好;利用SIRT研究双溶洞中心点之间不同距离对溶洞勘查的影响,得出当溶洞中心点之间的距离为8m及3m时,都能有效识别出2个溶洞的形状;当中心点距离为1m时,双溶洞在反演等值线图中呈现为1个溶洞异常。选用联合迭代重建算法(SIRT)并应用于某地铁线溶洞勘查项目中,取得了较好的应用效果。     

综合静校正技术及其在川东高陡构造区应用效果

不同的静校正技术基于不同的模型假设,适用于不同的地表地质条件。川东高陡构造地区,地震资料处理效果证明,在老地层出露区,微测井约束的层析静校正方法取得了满意的效果;在地表平缓地段,基于EGRM的折射静校正效果最好。只有采用综合静校正技术才能优势互补,解决好一次静校正问题。然后进行初至波多域剩余静校正和反射波剩余静校正。讨论了折射静校正、层析静校正和初至波多域剩余静校正的原理、假设条件、适用范围和误差分析,结合实际资料,处理中利用野外高密度的微测井资料,获得折射静校正的风化层速度;利用折射静校正反演的速度模型和微测井建立的速度模型,建立层析成像初始速度模型;利用直达波、折射波和回折波,进行初至波射线路径追踪、走时计算和大型稀疏矩阵方程的求解。