三维时变倾斜时差校正的探讨

在中国东部的复式油气区,为了准确地确定断块和断层位置,唯有采用三维地震勘探,使用三维叠前偏移技术。鉴于叠前偏移处理的工作量太大,采用三维DMO技术是切实可行的。本文从理论上说明时空域的三维DMO算子和二维DMO算子是等价的。在CMP域作三维DMO是比较容易实现的。只需对每个CMP面元,按各自的炮检距方向,用二维DMO算法把校正数据送到附近有关的CMP道集面元中去。也就是说可用叠后偏移技术(零炮检距偏移)作叠前积分法的部分偏移,偏移速度为x/T_N(适用于均匀恒速介质)或为kx/T_N(适用于速度呈垂向变化地区);然后将每个面元内相同炮检距资料求和,即可作为DMO校正的结果。这种叠前部分偏移的DMO校正可以在动校正之后进行,也可在动校正之前进行。本文还按曲射线原理对动校前TVDMO的偏移速度系数_k值进行了理论计算,导出用多项式拟合的经验公式,从而进一步完善了TVDMO方法。     

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双平方根（DSR）方程为波动方程偏移提供了一种新的理论框架。基于“沉降观测”概念的DSR方程叠前深度偏移已经成为了一类重要的地震波成像方法。与单程波方程偏移方法相比，其计算效率要高很多，便于输出角度域的共成像道集，有利于开展波动方程偏移速度分析。DSR方程全偏移方法对计算机条件要求太高，且对地震勘探中大量存在的窄方位三维地震数据不太适用。文章结合DSR方程叠前深度偏移的波场传播算子与成像条件，讨论了它在窄方位三维地震数据成像中的应用问题，对比分析了几种稳相近似DSR方程偏移方法的特点与适用条件。数值试例表明，基于DSR方程的窄（共）方位角叠前深度偏移方法对盐丘（或礁体）、古潜山等复杂构造具有很强的成像能力，值得在石油天然气勘探中推广应用。     

论常炮检距地震剖面叠前偏移方法

本文对共炮检距地震剖面叠前偏移方法的几何原理进行了分析,并阐述了叠前全偏移方法的新思路,进而提出了实现手段与成像点的位置均与DMO方法有所不同的叠前全偏移波动方程法。该方法是将多次覆盖中不同炮检距的地震反射波通过坐标变换及相应的波动方程法外推波场,使之一次偏移到它们自身的反射点上,然后进行叠加,即得最终结果。此法适用于任何倾角。对物理模型试算的结果表明,本文提出的叠前全偏移波动方程法是可行的,并能用于实际地震资料的处理。     

波动方程共方位角三维叠前偏移方法

本文针对双平方根(DSR)单程波动方程全三维偏移方法在地震波成像实际应用中面临的计算量大,对覆盖次数很低的窄方位三维地震资料会产生很强的相干噪声,影响成像效果等难题,结合Crossline共炮检距偏移理论,首先推导出了基于双域传播算子的共方位角叠前深度偏移公式,然后通过坐标变换提出了沿双程垂直走时方向进行递归波场延拓的共方位角叠前偏移新方法。通过对SEG/EAGE盐丘模型合成数据偏移试验,证实了共方位角叠前偏移深度域和时间域成像方法的有效性。将该法和常用的Kirchhoff叠前偏移法同时用于实际地震资料偏移处理对比,展示出该法在成像精度与分辨率方面具有明显的优势。     

波动方程叠前深度偏移角度道集求取方法

针对常规直接转换法和直射线叠前时间偏移(PSTM)法提取的角度道集无法满足地质构造复杂地区的AVA分析与反演精度的问题,研究基于共炮检距道集波动方程保幅叠前深度偏移方法,提取角度域共成像点道集。首先,对地震数据进行叠前深度偏移得到炮检距域共成像点道集;其次,在频率-波数域对炮检距域共成像点道集利用快速插值映射法抽取角度域共成像点道集。通过与直接转换法和直射线PSTM法提取的角度道集比较,分析不同方法求得的角度道集信息的准确性和AVA特征。数值试算和实际资料处理结果表明:共炮检距道集波动方程保幅叠前深度偏移方法求取的角度道集的振幅相对保真,角度范围更广,更适用于AVA分析。     

反射地震成像的波场变换方法

遵循反射地震数据叠前偏移可分步描述的思想,即动校正＋叠加＋叠后偏移,根据叠前观测波场、零炮检距波场和叠前时间偏移波场之间的坐标位置关系,通过波场变换实现了偏移到零炮检距地震剖面和叠前时间偏移。计算实现简单,只是空间方向的Fourier正反变换与时间方向的积分,并且偏移到零炮检距地震剖面与叠前时间偏移计算量基本相当,计算没有任何关于小炮检距近似或小反射倾角近似假设。最后讨论了这种方法在研究保幅成像、地震道插值等方面的应用可能以及处理实际地震数据可能面临的问题。     

DMO和叠前时间偏移的共同起点

DMO和叠前时间偏移对于改善速度分析及叠加效果,最终提高剖面成像质量都是很有用的工具,一般在共偏移距道集中进行。其实现方法有多种,如等价偏移距方法（equivalent offset migration,Bancroft et al,1994)、DMO PSI(prestack imaging)方法（Gardner,1986）和非成像的炮集偏移（non-imaging shot-record migration,Berryhill,1996）等。这些方法的一个共同特点是用一个新定义的偏移距替代原来的偏移距。在每一种方法中,成像过程都归结为以新偏移距定义的共反射点双曲线型时－距关系上的动校正。本文中,我们证明了不同方法的DMO和叠前时间偏移有其共同起点－－双平方根算子,说明它们在原理上是等价的;最后我们提出了基于波动方程的DMO和叠前时间偏移方法。     

叠前部分偏移分析

根据射线理论,讨论叠前部分偏移原理,导出用于动校正前及动校正后共炮检距剖面部分偏移的速度(ν′)。并以动校正后叠前部分偏移为例,结合射线理论,在速度为ν′/2的参考介质中建立了使共炮检距剖面记录满足波动方程的“爆炸反射面元”模型,从而使叠前部分偏移方法可以用波场外推原理来实现。文中进一步导出了外推算子。最后应用波动方程的线性特征对完全叠前偏移作了简单的描述。通过将有限差分波动方程叠前部分偏移法应用于野外实际资料的数据处理,并与常规水平叠加资料相比较,充分表明叠前部分偏移对处理大倾角地层反射波是有效的。     

三维叠前波动方程共偏移距拟屏深度偏移

在中点偏移距坐标系中，横向双平方根(DSR)方程为使用屏传播算子研究三维叠前波动方程深度偏移提供了一种方便的框架。共偏移距拟屏深度偏移是偏移共偏移距、共方位角地震资     

复杂地表的单程波动方程地震叠前正演

基于数学检波器和等时叠加原理,实现了复杂地表的单程波动方程地震叠前正演模拟。该方法采用虚拟的数学检波器接收地下反射地震信号,可灵活地将接收点布置在地表的任何地方,从而满足地表起伏的要求。此外,根据等时叠加原理,该方法采用单程波动方程进行波场延拓和成像,计算简单、快速。通过复杂正断层的数值模拟,得到了高信噪比的共炮地震记录;采用适用于起伏地形的深度偏移方法对该共炮记录进行了叠前深度偏移,实现了地震波的偏移归位。从而证明了本文提出的适用于起伏地表的单程波动方程地震叠前正演方法的正确性和准确性。     

叠前深度偏移技术的应用

波动方程叠前深度偏移技术是复杂地区地震资料成像的有效方法。应用研制的基于地表的炮域波动方程FFD混合算法对江汉平原海相、鄂西渝东山地等复杂地表和复杂构造的地震资料进行了波动方程叠前深度偏移处理，与常规时间偏移剖面相比，其构造层位清楚，断层、断点清晰，取得了明显的成像效果。     

共炮域波动方程叠前深度偏移技术在委内瑞拉探区的应用

委内瑞拉探区为盐丘、刺穿、逆冲构造发育的复杂构造区，共炮域波动方程叠前深度偏移技术被认为是复杂构造区地震偏移成像的一个重要而有效的工具，该技术主要分为两步：第一步利用单程波波动方程，分别从炮点和检波点对波场进行向下延拓；第二步为成像调整，即在每一个成像点上，对延拓得到的连续的检波点和炮点波场进行相关处理。共炮域波动方程叠前深度偏移技术的不足之处是高频成分损失较多，造成剖面的相干性较强。偏移背景较差。本文分析了共炮域波动方程叠前深度偏移技术的参数试验及存在的问题，认为强相干背景、CPU计算能力、对地震资料的振幅补偿精度要求更高等因素影响该技术的推广使用。文中认为可在偏移耗时可以接受的条件下，尽可能地选择较大输入频率范围，能够改善偏移背景。实例分析表明，在构造复杂地区。叠前。深度偏移成像效果要好于叠前时间偏移，共炮域波动方程叠前深度偏移成像效果要好于Kirchhoff叠前深度偏移。     

基于GPU的三维起伏地表单程波叠前深度偏移

相对于双程波逆时偏移,单程波叠前深度偏移具有计算效率高、高频信息保持好且易于提取成像道集等优势,适用于我国陆上高陡构造不甚发育探区。为满足陆上复杂地表三维探区海量地震数据成像的需求,发展了基于GPU平台的三维起伏地表裂步傅里叶(Split-Step Fourier,SSF)叠前深度偏移技术,并引入了单程波偏移的相位校正技术以及基于分布式炮域成像结果的偏移距域道集并行提取技术。陆上复杂断块及缝洞探区实际资料成像试处理表明:基于GPU的三维起伏地表单程波叠前深度偏移成像方法不仅计算效率高,而且能较为准确地刻画复杂断块及缝洞储集体,在横向变速不太剧烈及陡倾构造不甚发育的探区具有很高的应用价值。     

三维VSP数据的波动方程偏移成像

常规的三维VSP地震数据偏移成像大都使用基于射线理论的Kirchhoff积分方法在共炮点道集中进行，因此对地下速度横向变化大的复杂构造区适应性差、效率很低。基于三维VSP地面激发井中接收观测系统的特殊性，利用地震波场的互易性原理，提出了一种在共接收点道集中进行三维VSP地震数据波动方程偏移成像的方法，不仅极大地提高了三维VSP偏移成像的计算效率，而且还适用于速度横向变化大的复杂构造区。为了利用时间域偏移成像方法对速度模型的相对不敏感特性，在三维VSP偏移成像中，借助于波动方程叠前深度偏移成像算法的概念，还提出了一种可以满足时间域速度模型横向变化要求的波动方程叠前时间偏移成像方法，拓展了波动方程叠前时间偏移成像的应用范围。     

温西南三维叠前时间偏移处理技术及应用效果

当地层倾角较大时，反射点偏离较大，动校正叠加得到一个零炮检距剖面的假设，与实际情况相差较远，叠后时间偏移很难获得较理想的偏移归位效果。叠前时间偏移方法，从理论上取消了输入数据为零炮检距数据的假设，避免了动校正叠加所产生的畸变，是复杂地区地震数据成像较理想的方法。通过近两年的开发和应用，叠前时间偏移技术已经趋于成熟，在温西南地区，该技术取得了令人满意的效果。     

基于波动方程正演模拟的偏移孔径分析

采用声波波动方程正演模拟方法激发单炮地震记录,用Kirchhoff叠前深度偏移对激发的单炮记录进行成像,讨论了不同偏移距范围地震数据和不同偏移孔径对地震成像效果的影响;对实际连片地震资料进行了Kirchhoff叠前时间偏移处理.结果显示,适当的大偏移孔径下,相邻区块互相贡献使深层陡倾角地层成像效果明显改善.研究成果对实际地震资料叠前偏移处理提供了依据.     

单程波动方程叠前深度偏移并行计算与应用

利用单程波动方程炮道集叠前深度偏移方法,建立了相关叠前深度偏移处理流程;在研究地震资料海量数据管理特点和波场外推算子并行算法的基础上,提出了主从模式动态负载平衡并行算法;研究了大规模地震数据并行计算的断点恢复技术,实现了软件级的断点恢复策略。应用自主研究开发的地震叠前成像软件系统对胜利油田BS6探区160km2的三维实际资料进行的生产性处理取得了较好的效果。     

保幅型裂步傅里叶叠前深度偏移方法探讨

利用地震资料进行岩性分析,要求叠前深度偏移成像结果不但包含走时信息,还要包含振幅信息。但是应用传统的单程波方程偏移算子只能得到地震波的运动学特征,无法得出其动力学特征。裂步傅里叶叠前深度偏移方法是基于单程波方程的一种快速稳定的叠前深度偏移方法,它遵循速度场分裂的思想,分别通过频率-波数域的相移处理和频率2空间域的时移处理来实现。但是传统单程波方程在保幅性方面的缺陷制约了该方法在岩性成像中的应用。文中引入了裂步傅里叶保幅偏移算法,分别通过频率2波数域的相移保幅校正算子和频率-空间域的保幅时移校正算子实现了保幅偏移。文中针对Marmousi 模型的炮点照明分析结果及其叠前深度偏移成像结果的对比表明了该方法的正确性和有效性。     

基于时移成像条件的波动方程保幅成像

在波动方程保幅偏移方程的基础上详细推导了单程波方程延拓算子，在二维和三维共炮点叠前深度偏移中，通过使用时移成像条件，在成像的过程中能够计算出延拓步长之间的成像值，对步长之间的成像值进行数值内插。这一方法能够明显提高计算效率，而且不影响成像效果。通过对国际标准的Marmousi模型进行数值试算，结果验证了基于时移成像条件的波动方程保幅偏移方法的正确性和有效性。时移成像条件也可应用于叠后深度偏移。     

针对不同地质目标的叠前时间偏移成像解释评价

随着计算机硬件和地震勘探成像技术的发展，叠前时间偏移正逐步替代常规的NMO加DMO加叠后时间偏移成为地震数据成像处理方法的主流。但对于不同的地质目标，叠前时间偏移的成像效果是否优于常规NMO加DMO加叠后时间偏移的成像效果呢？为此，从地震数据成像处理方法、处理流程和处理参数等方面进行了讨论，并基于某地区三维数据常规处理结果和叠前时间偏移处理结果，针对不同地质目标进行了剖析与评价。认为：叠前时间偏移成像的垂向分辨率较常规处理明显降低，但对于空间波阻抗变化明显的河流和断层，叠前时间偏移成像的空间分辨率要高于常规处理；对于小于1／4波长的叠置薄储层，叠前时间偏移成像的垂向和空间分辨率低于常规处理结果。