初始模型对CFP成像技术的影响研究

CFP成像技术是一种理论特性优良的成像技术，不涉及地下速度场修改，更新的仅是聚焦算子。其偏移过程由一个算子驱动，叠前偏移的实现由两个连续的相互独立的聚焦步骤来完成。CFP成像技术的基础是时差，其关键是时移的拾取和聚焦算子的更新。初始模型的选取往往会对时移的拾取和聚焦算子的更新产生影响，因此需对初始模型的建立原则和初始模型对聚焦算子更新的影响进行研究。为此对起伏地形水平界面三层理论模型进行了不同初始模型和特征点的DTS模板及算子更新过程的数值模拟。结果表明，聚焦点相应层位在DTS模板和CFP道集中的位置和同相轴斜率随初始模型的改变而改变，且模型t0时间的改变比速度的改变敏感；模型速度的增加与模型时间的减小对DTS模板和聚焦算子更新的影响具有类似规律和特征；初始模型的改变不仅影响在DTS模板上对应层位时移的正确拾取，而且将引起在DTS模板上拾取时移时出现串层现象。聚焦算子的更新主要体现在第一次更新上。     

地震处理新方法——共聚焦点技术

共聚焦点（CFP）叠加成像方法以算子驱动代替模型驱动，以算子修正代替速度修正，可以避免叠前深度偏移对速度模型的要求太高，速度模型修正比较困难的问题，适用于复杂地表地质条件下的构造成像处理。论述了两次聚焦成像的原理，讨论了聚焦算子的修改方法，并给出了一个理论模型试算结果及CFP的其他应用。     

基于波动方程的共聚焦点成像技术

对于较复杂的理论模型和低信噪比的实际地震资料处理来说，用基于射线理论的有限差分走时法共聚焦点（CFP）成像技术生成的CFP偏移剖面不能精确地对地下构造成像。为此，探讨了基于波动方程的傅里叶有限差分法（FFD）共聚焦点（CFP）成像技术。该技术可以自动检测宏观速度场正确与否，大大提高了聚焦算子的计算精度和双聚型保幅成像精度。数值模拟验证了方法的正确性，实际资料处理验证了方法的有效性和实用性。与基于射线理论的有限差分走时法的CFP成像剖面对比结果表明，基于波动方程的CFP偏移剖面分辨率更高，层位更清楚，可以对地下构造清晰成像。     

基于共聚焦点技术的成像速度建模方法研究

成像速度建模是复杂构造深度成像的关键技术，它包括成像速度分析方法和用于综合分析的速度建模技术两部分内容。本文对现有的主要成像速度分析方法进行了分析，指出成像速度分析方法的研究应该向体系化的方向发展。文中对基于共聚焦点(CFP)技术的成像速度建模的体系化和实用化进行了研究，并根据旅行时相等的原理及算子更新的思想，提出了两种基于CFP道集实现速度分析的方法：①基于谱分析的交互速度分析方法，主要用于建立初始成像速度模型；②层析速度反演方法，主要用于实现成像速度模型的迭代更新。SeisVel速度建模软件为这两种方法的实现提供了集成环境。模型数据试验表明，文中提出的基于共聚焦点技术的成像速度建模的思路是有效的，所研制的方法和软件基本能够满足实用的要求。     

速度模型反演的CFP方法

针对叠前深度偏移速度模型的建立，本文深入研究了应用CFP技术进行速度模型反演的两种方法(即同步反演和异步反演)。同步反演是指同时反演聚焦算子和速度模型，通过调整速度模型来调整DTS响应，使道集拉平并且位于零线，每一次调整速度模型之后都要计算聚焦算子、CFP道集和DTS响应，并根据DTS响应计算速度模型的修正量。这种方法基于等时原理，速度模型的调整和DTS道集的拾取紧密联系在一起，该方法直观可靠，主要工作量在于DTS响应的拾取。算子和速度模型的异步反演则是先根据误差对称准则迭代计算正确的聚焦算子，然后根据算子反演速度模型，两个步骤截然分开，速度模型的反演不再涉及DTS响应的拾取，该方法间接求取速度模型，大大减少了拾取的工作量。和常规的偏移速度分析方法相比，CFP方法可以在反射界面的单个几何点上进行，不需要区域性重复偏移，大大减少了计算量；它也不需要常规方法中的小炮检距假设或小倾角假设，适宜复杂地下介质的偏移速度分析。文中合成记录的速度反演取得了满意的结果，并对实际资料的反演进行了初步实验。     

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文章针对共聚焦点（CFP）成像技术的研究现状，给出了常规CFP成像技术所存在的不足，提出了时差自动拾取CFP成像技术的基本思路和步骤，进行了多层水平与起伏（包括有、无高斯噪声两种情况）层状介质理论地质模型的常速度初始模型时差自动拾取CFP成像的数值模拟计算。应用该技术对某油气田三维测区中的实测测线资料进行了常速度初始模型时差自动拾取CFP成像计算，并与叠前偏移结果和声测井曲线进行了比较分析。研究结果表明：①时差自动拾取CFP成像技术是具有理论依据的和可行的：②该技术有效地避免了由于人工拾取时差的不正确所引起的串层现象和提高了时差拾取精度；③该技术既可实现波场归位又可提高记录的信噪比，具有较强的抗噪能力；④该技术有效地提高了CFP成像技术的精度和效率，使CFP成像技术更具有实用性。     

基于共聚焦点技术的起伏地表基准面重建

复杂地表条件严重影响了来自地下的反射信息，如果地表一致性的条件不能满足，常规的时移静校正就不再适用，基于共聚焦点技术的起伏地表基准面重建为解决此类问题提供了一种新的思路。在起伏地表以下选定某一水平界面作为基准面，在基准面上求取一系列的聚焦算子，这些包含了起伏地表信息的聚焦算子可用来跟初始炮记录作用进行波场重建生成新的炮记录。模型试算表明，重建后的炮记录基本消除了起伏地表的影响，成像效果良好。     

三维观测系统聚焦性能分析技术及应用

三维观测系统聚焦性能分析是一种应用共聚焦理论(common focus point,CFP)进行三维地震采集观测系统设计评价的方法,通过对检波点与震源点进行聚焦成像,进而分析观测系统聚焦成像的分辨率和清晰度,指导观测系统设计。分析了三维观测系统的面元大小、覆盖次数、排列长度、检波点远近等因素对聚焦分辨率和聚焦清晰度的影响,从整体上评价了观测系统聚焦性能,为采集的资料具有最佳叠前偏移成像效果提供了保证。马场实际资料处理分析结果与应用聚焦性能分析技术分析的结果十分吻合,说明三维观测系统聚焦性能分析技术是科学合理的,可以用来指导观测系统设计。     

共聚焦点层析速度建模方法

讨论了基于双聚焦成像理论的层析速度反演方法的基本原理，利用该反演方法实现成像速度模型的迭代更新，使最终模型速度更接近于实际地层速度。由双聚焦成像产生的共聚焦点（CFP）道集是一个部分偏移过的道集，借助于反射层析思想，利用逆时聚焦算子和共聚焦点响应两者之问的时移，通过算子的更新来反演地层速度的更新量。该方法用向量参数化来描述速度模型，用摄动法来更新模型参数，因此提高了计算的稳定性。利用大庆油田的模型数据和胜利油田的实际地震数据对该方法进行了验证。结果表明，用该方法得到的速度模型进行叠前深度偏移，成像效果得到了改善。     

CFP道集交互速度分析

基于双聚焦成像理论，本文提出一种共聚集点（CFP）道集交互速度分析方法，用于建立初始成像速度模型，完成从时间层位到深度层位、从时间域速度场到深度域速度场的转换。该方法根据旅行时相等原理确定地层速度，以成像质量最优作为速度正确性的判别标准。根据时间解释结果计算CFP响应曲线和时移曲线是CFP道集交互速度分析方法从理论到实践过渡的关键一环，也是本文在理论和实践上的一个新贡献。此方法具有实现灵活、过程稳定、分析结果比较准确的特点。通过对大庆地震数据模型和实际地震数据的速度建模验证了方法的稳定性、有效性和实用性。     

共聚焦点层析成像方法

面对复杂的地下空间,传统的层析成像方法存在诸多问题,比如在迭代求解的过程中需要反复进行偏移,计算量较大;利用射线追踪正演,地质结构复杂时射线反射角度难以求取。为此,提出了一种基于共聚焦点（CFP）理论进行速度反演的方法。该方法首先通过拾取DTS面板上的时移,迭代求取逆时聚焦算子;再利用逆时聚焦算子与时间残差,对速度模型的聚焦位置进行扰动;最后利用代数迭代方法中的系数将旅行时残差换算成慢度变化量,分配到射线路径上的每一个网格上,得到扰动后的速度模型;交替迭代更新聚焦点位置和网格速度以获得最终模型。与常规的速度反演方法相比,该方法利用单向旅行时进行反演,不需考虑复杂结构的反射问题,同时不用在每次迭代中重复偏移,并且只需考虑反射界面的数个几何点,避免了大型矩阵的求逆,从而大大减少了计算量。模型试算结果表明,即使在初始速度模型误差较大的情况下,也能快速收敛,取得较为满意的结果。     

相干层速度反演在叠前深度偏移中的应用

常规时间偏移和叠后深度偏移均不能解决崎岖海底地区地震成像问题,而叠前深度偏移是解决这一问题的有效方法.叠前深度偏移的效果取决于建立的速度-深度模型的精度,而相干层速度反演方法与深度域层析成像相结合,有能力得到更为准确的速度场.基于模型,分析了影响相干层速度反演精度的因素:上层速度反演的结果会明显地影响到下层速度反演的结...     

起伏地表波动方程叠前深度偏移技术——以川东复杂地区应用为例

在我国西部或南方地区的山地、山前带地震勘探中,起伏地表是影响复杂构造成像的重要因素。为此,开展了直接从起伏地表进行波场延拓与成像的波动方程叠前深度偏移方法研究。包括：基于Reshef提出的“逐步-累加延拓”思想,采用带误差补偿的频率-空间域有限差分单程波延拓算子实现单炮记录的波场延拓;基于时间一致性成像原理提取地下反射界面的成像值;利用层析反演技术和剥层技术建立起伏地表深度域层速度场。理论模型和实际资料的偏移结果表明,该方法能够对复杂近地表和复杂地下地质构造很好地成像。     

地震波反演的基本问题分析

Bayes 理论框架下的地震波全波形反演是油气勘探中的导引性技术,其基本思想在去噪音、反褶积、 地震数据规则化、一维波阻抗反演、AVA（叠前）弹性参数反演、叠前偏移成像、速度分析及层析成像中占 据核心位置。但由于观测数据与反演模型参数之间的高度非线性性,导致在实际地震数据处理中地震波 全波形反演（FWI）的难度增大。据此,首先从概率论的观点说明了地震波反演的本质,指出在假设观测噪 音为高斯白噪的情况下,Bayes 估计可以在最小二乘意义下实现;接着分析了数据空间向参数空间映射的 数学物理含义,指出映射的非线性性强弱取决于数据和模型之间的非线性关系,更准确地说取决于介质 模型的复杂性和描述地震波物理传播过程的正算子的复杂性;最后在分析陆上和海上地震数据特点的基 础上,指出了地震波反演走向实用化的策略。通过以上分析,提出：①速度场的反演是利用特征波场的反 演（CWI）,而不是全波形的反演;②合理地增加波场的相位信息在泛函中所占的比例;③尽量充分考虑初 始模型的先验信息。只有满足以上3 个条件,才能使地震波全波形反演逐步走向实用化。     

OVT域宽方位层析速度建模与深度域成像

叠前深度偏移常规速度建模技术,不能有效利用宽方位地震资料的方位角信息,导致速度模型精度不足,最终偏移结果不如预期。本文提出了一套在OVT域实现的宽方位层析速度建模技术流程。该方法利用CIP道集中的方位角信息,能反演出细微的小尺度速度变化,具有很高的精度和分辨率。通过OVT域宽方位层析反演得到的蝴蝶道集拉得较平,方位剩余时差得到消除,碳酸盐岩串珠成像质量明显改善。分析认为,这种方位剩余时差实际上主要是由储层的非均质性引起而不是由方位各向异性引起。研究表明,与常规速度建模技术和分扇区多方位层析技术相比,OVT域宽方位层析反演技术更灵活高效,能得到更高分辨率的速度模型,从而提高深度域成像质量。