多分量波场的矢量法叠前深度偏移技术

本文研究了二维各向同性介质中两分量记录的矢量法叠前深度偏移方法———叠前逆时深度偏移方法。首先从弹性波波动方程出发,在交错网格空间中推导了各向同性介质中弹性波逆时延拓的高阶有限差分格式;然后从程函方程出发,采用逆时差分格式求解地下各点的地震波走时。为确保算法满足地震波传播的因果性条件及其对复杂模型的适应性,用扩展波阵面算法追踪波前并搜索全局极小,以上述方法的计算结果作为弹性波逆时偏移的成像条件,实现二维多分量资料的叠前逆时深度偏移。模型试算和实际单炮记录试验表明,叠前逆时深度偏移方法考虑了地震波的矢量特征,是一种有效的矢量波场处理技术。     

高精度地震资料叠前逆时偏移模型分析与应用

为了满足松辽盆地中浅层地质目标精细刻画的要求,开展了高精度叠前逆时偏移技术的探索应用研究。首先采用层状介质模型合成了逆时偏移脉冲响应,分析了地震波数值频散现象在不同空间方向的传播效应;接着,采用国际标准的TTI介质模型,开展了不同逆时偏移参数对地震成像结果的影响分析;最后,在松辽盆地PN地区,对高信噪比地震资料进行了高精度逆时偏移处理实践。研究结果表明,逆时偏移参数在纵向上必须满足数值频散关系,而在横向上可以适当放宽数值频散关系的约束,同时,通过提高逆时偏移频率参数,丰富了参与逆时成像的波场信息,从而提高了最终逆时偏移结果的信噪比和纵横向的分辨能力,这在高精度地震资料叠前逆时成像处理和精细地质构造目标刻画等方面具有一定的推广应用价值。     

嫦娥五号探月雷达的数据处理方法研究

探月雷达对于认识月球和开发月球资源具有重要意义,我国发射的嫦娥五号探测器已于2020年12月1日在月球表面着陆,圆满完成了嫦娥三期工程"采样返回"任务.根据嫦娥五号的任务安排,月壤结构仪在月表采集的雷达数据传回地表后,需要准时对月壤钻头下方2m深度范围内的月壤结构和可能存在的月岩进行高分辨率成像,为后续月壤钻取任务提供...     

碳酸盐岩储层叠前逆时偏移及GPU/CPU异构计算方案研究

针对碳酸盐岩储层地质构造的特点,提出采用基于声波方程的叠前逆时偏移算法对其进行成像,并在偏移过程中引入优化差分系数和完全匹配层(PML)边界条件来提高波场的数值模拟精度,同时利用GPU/CPU异构并行加速技术对算法进行优化,从而显著提升偏移的计算效率。模型测试表明,与传统差分系数相比,同阶的优化差分系数具有更高精度,压制频散效果明显;PML边界条件能够有效的吸收边界反射,减少边界反射对有效波场的干扰;叠前逆时偏移方法可有效识别碳酸盐岩模型中的小尺寸孔洞和裂缝,归为准确,刻画清晰,对碳酸盐岩储层成像具有显著优势;GPU/CPU异构并行加速技术可明显提高偏移的计算效率,与传统CPU算法相比,加速比可达60倍,对于实际推广应用具有重要意义。     

非局部平均滤波噪声压制方法及其在VSP资料逆时偏移中的应用

基于双程波的逆时偏移会产生低频成像噪声,在成像后运用拉普拉斯滤波法可以取得较好的压噪效果,但是,该方法严重依赖于角度参数,使得滤波后的成像剖面上常常存在同相轴不光滑和噪声压制不完全的情况。基于叠后地震资料同相轴结构的特点,为进一步提高逆时偏移叠加数据的信噪比,引入了非局部平均滤波法,针对拉普拉斯滤波后的成像数据进行进一步的压噪处理。非局部平均滤波法将输入的地震数据分解为不含噪声的地震数据和噪声数据两部分,利用不同成像点与其它成像点间的相似系数,实现滤波处理。二维复杂模型VSP正演模拟数据逆时偏移结果的试算表明,应用非局部平均滤波后的剖面信噪比得到进一步提高,同相轴的连续性明显增强。实际VSP资料逆时偏移低频噪声压制试处理也表明非局部平均滤波方法具有计算精度高、算法稳定性好和易于实现的特点。     

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。     

GeoEast-Lightning叠前深度偏移软件系统

GeoEast-LightningV1.0软件是一款为了满足油气勘探和开发需要而研制的,能够适应大规模并行机群,交互式作业调度管理的单程波、逆时叠前深度偏移软件系统,其逆时偏移功能可在GPU-CPU异构多核集群上运行,适用于大规模二维、三维地震资料成像处理,在油气田资源勘探过程中能够得到广泛应用。为增强自主创新能力和核心竞争力,满足油气勘探复杂程度日益增大对地震成像技术的需求,突破国际技术封锁,开发具有自主知识产权的逆时叠前深度偏移软件填补国内空白,东方地球物理公司于2009年开始了"GeoEast-Lightning波动方程叠前深度偏移软件"的研发。该软件率先实现了逆时偏移技术在国内的规模化和工业化应用,整体技术达到国际同类先进水平,部分技术指标达到国际领先水平。     

基于波场分离的逆时偏移成像条件研究及在准噶尔盆地的应用

与传统深度偏移成像方法相比,基于双程波的逆时偏移方法针对地下陡倾角地区和复杂地下地质条件地区的成像有着无可比拟的优势。逆时偏移方法的实现通常有3个步骤:①在时间域实现震源波场的正向外推;②在时间域实现检波点波场的反向外推;③应用合理的成像条件构建成像结果。在实际应用过程中,通常是采用互相关成像条件来构建成像,然而,互相关成像条件构建的逆时偏移成像结果会产生强振幅的低频噪音,这些噪音会极大地降低资料的信噪比,容易导致浅层构造被噪音掩盖而无法识别,仅采用单纯的带通滤波并不能很好地滤除这种噪音。提供了一种新的基于波场分离理论的逆时偏移成像条件,此方法能有效地消除这些特定的噪音,其核心思路就是将震源及检波点波场分离成它们的单程波传播分量,然后仅在反射点处利用互相关的成像条件构建成像结果,从而实现逆时偏移成像。Marm-ousi模型数据验证了该方法的准确性;同时,采用文中提到的成像条件在准噶尔盆地百口泉地区进行了逆时偏移测试,测试结果充分证明新成像条件对野外资料的适应性。     

一种基于新差分模板和无穷范数的震源波场重建方法

伴随状态法广泛应用于偏移成像和全波形反演中。模型的像或梯度可通过震源波场和伴随波场之间的相互运算得到。但两种波场分别沿时间正向和反向传播,无法同时访问。为避免对震源波场进行存储,可采用边界波场逆向重建震源波场。但现有的重建方法仍无法平衡精度和存储需求。为此,发展了一种新的交错网格有限差分震源波场重建方法。新方法通过存储边界区域的N层波场和M-N层波场的线性组合来重建内部区域的震源波场(M为差分算子长度参数,0≤N≤M)。推导了基于新差分模板的频散关系,构建了无穷范数型目标函数,采用Remez交换算法优化了重建系数。详细分析了所提方法的精度和稳定性,并将其应用于声波逆时偏移和弹性波全波形反演。数值结果表明：新方法可以获得足够精确的重建波场、偏移剖面和反演结果;其内存需求仅为传统方法的(N+1)/M。     

“复杂山前带勘探技术”和“逆时偏移”专题征稿启事

《石油物探》计划2011年出版"复杂山前带勘探技术"和"逆时偏移"两个专题,欢迎广大科研人员踊跃投稿。在线投稿地址为http://gpp.geophysics.cn,在线投稿时请注明"复杂山前带勘