共中心点道集的平面波法叠前时间偏移

 本文提出了一种适用于速度弱横向变化介质中基于平面波分解的波动方程叠前时间偏移方法。通过对共中心点道集地震数据的平面波分解，得到适用于双平方根波场外推方程的共〖WTBX〗p〖WTBX〗h平面波参数道集。对共中心点道集进行炮检距平面波分解时，不需要进行通常意义下的〖WTBX〗τ p 变换计算，对分解后的每个共〖WTBX〗p〖WTBX〗h道集数据做偏移时则采用既实现简单方便、保幅性能较好，又不失计算效率的相移算法。偏移后可以抽取〖WTBX〗p〖WTBX〗h〖WTBZ〗射线参数共成像点道集进行速度分析和AVO岩性分析。     

加权平面波叠前深度偏移

常规平面波偏移具有计算效率高的特点，但是它的偏移精度却受慢度取值范围的影响：慢度范围太小，在断层位置处，平面波偏移会产生平滑作用，偏移效果不明显；慢度范围较大，在断层位置和浅层地层中，平面波偏移会产生低频化人工混淆。为了克服常规平面波偏移的这些缺点，提出了加权平面波偏移。它根据不同慢度取值范围对偏移结果的不同影响，在常规共平面波道集偏移结果上进行加权叠加，即对常规平面波偏移结果进行“带通”滤波。Marmousi模型的数值试验分析表明，加权平面波偏移方法偏移计算速度与常规平面波偏移基本相同，并能保证构造偏移效果的稳定性，提高叠前深度平面波偏移方法的偏移效果     

利用速度滤波改善平面波分解与偏移

 平面波叠前深度偏移是高效率的深度偏移技术，精确的平面波分解是平面波精确成像的前提。双曲速度滤波方法能有效地去除CMP道集τ-p变换产生的假频与噪声。本文提出了一种利用快速双曲速度滤波技术改善平面波分解与偏移质量的方法：首先对CMP域的τ-p变换进行Mitchell等的快速双曲速度滤波，然后将炮检距平面波拟合成炮域平面波，最后对拟合的平面波进行傅里叶有限差分深度偏移，从而通过改进平面波品质实现提高平面波偏移的精度。实际资料处理结果表明：速度滤波能够有效地滤除倾斜叠加产生的噪声，反射能量显著增强，同相轴更加连续，偏移成像剖面断点更加清晰，断层更加清楚。     

平面波偏移、分角度成像与AVA道集生成

基于波场延拓的叠前深度偏移是实现复杂构造地质体成像的可靠方法，但存在着计算量大、对观测系统适应性差等缺点。平面波偏移是利用波动方程实现精确叠前成像的另一类方法，其基本原理是：通过地表延迟放炮的方式生成平面波震源，利用下行波方程进行波场正向延拓得到下行波场；对地表采集的炮集记录，以组合延迟放炮的方式叠加，得到地表平面波记录，利用上行波方程进行波场反向延拓得到上行波场；二者互相关求和，实现平面波地下波场成像。分析表明：平面波成像技术的精度与单平方根算子的共炮点道集偏移和双平方根算子的共中心点道集偏移相当，但计算速度要快得多，且易于并行计算。二维Marmousi模型数值计算表明，射线参数的范围和间隔是影响平面波成像质量的主要因素；不同角度入射的平面波对最终成像结果的贡献是不同的，据此可以有针对性地选择射线参数进行平面波成像。     

互易定理在平面波偏移成像中的应用

与常规炮域波动方程偏移相比,平面波偏移可以用较少的计算量得到同等质量的成像结果。然而,单边接收方式常常影响这种偏移方法的应用效果,双边观测才是适用于平面波偏移的最优观测方式。系统分析了单边观测方式对平面波偏移的影响,基于互易定理提出了两种将单边数据转为双边数据的方法,通过数值模拟验证了方法的正确性。同时,研究了互易定理在双边观测数据中的应用效果,认为互易定理提供了一种内插模式,可以克服共检波点道集的空间假频问题,改善平面波偏移质量。对标准Marmousi模型炮集数据应用互易定理前后的效果作了对比分析,结果表明,应用互易定理能够明显提高平面波偏移质量,同时减小了计算量。最后,用实际数据平面波偏移结果证实了上述结论。     

基于起伏地表的合成平面波叠前深度偏移

实践表明,波场延拓叠前深度偏移比Kirchhoff积分法成像精度高,但计算量大;而平面波叠前深度偏移比炮域叠前深度偏移运算效率高,且成像精度相当,但只适应水平地表.为此,介绍了一种适应起伏地表的合成平面波叠前深度偏移方法,其基本思路是:以地震排列的最高点所在平面为波场延拓起始面,将起伏地表的地震排列观测数据(检波点或炮点)向下延拓到地表最低点所在的水平基准面,实现波动方程基准面校正;在此平面上应用p变换将全部炮点合成为平面波震源,从而使全部炮记录分解成平面波记录;运用下行波方程、上行波方程分别将平面波震源波场、平面波记录波场沿深度方向外推,在每个深度进行波场相关并累加,获得该深度的成像波场值,得到共分角度的平面波偏移道集;将所有不同共分角度的平面波偏移道集按坐标叠加,得到基于起伏地表的合成平面波叠前深度偏移成像结果.四川龙驹坝地质模型的理论试算及四川实际山地资料HNT12线的处理结果表明:基于起伏地表的合成平面波叠前深度偏移成像结果的质量与传统炮域叠前深度偏移的结果相当,但运算效率显著提高,且适应起伏地表.     

二维Offset平面波有限差分法叠前时间偏移

在岩性油气藏勘探中,保振幅或保波形成像是进行储层特征分析和参数估计的基础.由于Kirchhoff积分叠前时间偏移、F-K域波动方程叠前时间偏移不适应弱横向变速介质情形,因此,基于偏移距(Offset)域平面波偏移思想,提出了Offset平面波有限差分法叠前时间偏移方法.讨论了CMP道集平面波分解原理,推导了Offset平面波方程及其有限差分解法,给出了角度道集生成方法.利用大庆油田的一个横向缓变的速度模型,对Offset平面波有限差分法叠前时间偏移方法的有效性进行了验证.结果表明,该方法适应缓横向变速介质情形,波场外推算子保幅,计算效率高,可以为AVP/AVA分析提供较好的基础数据.     

起伏地表条件下的合成平面波偏移及其并行实现

 基于波动方程的延拓方法保持了波场的动力学和运动学特征，能很好地克服时移静校正法（使波场产生畸变）的不足，消除地表起伏的影响，将非水平观测界面记录改造为水平观测界面（新基准面）记录。在重建的水平基准面上进行平面波源和平面波源记录的合成，可克服以往由于地形起伏而无法进行平面波源和平面波源记录合成的问题，完成起伏地表条件下的平面波偏移。为了进一步提高运算效率，可按照将平面波的不同入射角、不同频率范围分配到各个节点的原则，进行MPI并行计算，可成倍地提高计算效率。具体步骤如下：①将共炮集数据延拓至最低起伏面以下的新基准面；②从延拓后的共炮集数据中抽出共接收点道集；③将共接收点道集延拓至最低起伏面以下的新基准面；④从延拓至新基准面的接收点道集中抽出共炮集数据。上述整个过程相当于将观测系统下移至新的基准面。模型试算及实际资料处理结果表明，基准面重建后的并行平面波深度偏移结果与基于原始炮记录应用波场直接下延法得到的深度偏移数据的效果相当，但是前者的计算效率随着应用节点数的增多而成倍地提高。     

基于构造滤波的VTI介质平面波最小二乘FFD叠前深度偏移

中国中东部地区沉积地层广泛发育,地下介质中地震波传播速度不仅与空间位置有关,还受传播方向影响,研发适用于各向异性介质的成像方法有利于提高反演成像精度。通过将VTI介质高阶傅里叶有限差分波场延拓算子纳入反演成像体系,本文实现了基于VTI介质的最小二乘FFD叠前深度偏移。针对该方法计算量大、相干成像噪声明显的不足,进行了优化：采用引入平面波编码策略,压缩地震数据,显著提高计算效率;迭代过程中提取CIG道集,在该道集上应用平面波构造滤波算子压制相干成像噪声,提高成像信噪比。基于各向异性Marmousi 2模型的数值测试结果表明,本文的优化偏移成像方法取得三点改进： ①适用于复杂强横向变速VTI介质; ②成像信噪比提高,效率更高; ③克服了单程波类算法近地表成像精度低的缺陷。     

TI介质带限射线束传播及偏移方法

地震数据是典型的带限信号，这限制了传统高频射线理论在其偏移处理中的应用。本文构建了一种适用于横向各向同性（TI）介质的带限射线束传播算子，并应用于射线束偏移。在局部平面波近似下构建了带限射线追踪算法，并将该算法扩展到TI介质。在带限中心射线基础上引入旁轴近似展开，构建适用于TI介质的带限射线束传播算子，将该带限射线束传播算子应用于各向异性介质射线束偏移。该传播算子在保持射线类方法高效灵活优点的基础上，兼具波动类波传播算子能够描述带限波场传播的特性。数值实验表明，各向异性带限射线束改善了盐丘等复杂构造与各向异性区域的照明，提高了偏移成像剖面和角度域共成像点道集的质量。     

三维Born近似波动方程炮域叠前深度偏移

基于射线理论的Kirchoff三维偏移方法，在解决复杂构造的成像时遇到了困难。基于波动方程的三维叠前深度偏移对横向剧烈变速具有较强的适应性，且成像精度较高。Born近似傅里叶偏移方法，是基于小扰动假设，引入参考慢度，可以适应横向变速。利用频率波数域与空间频率域混合域偏移算子，构造出炮域波动方程三维叠前深度偏移算法，形成相应的处理流程。对SEG/EAGE盐丘模型数据集C的宽方位角三维数据进行了测试，实现真正全三维波动方程叠前深度偏移处理；对胜利油田CB地区部分海上实际资料进行了试处理。     

快速面炮记录叠前深度偏移

本文提出了一种允许部分相位值依赖频率，部分相位值不依赖频率的混合相位编码技术。将这一新的相位编码技术应用到目标照明的面炮记录叠前深度偏移上，即可使面炮记录偏移效率成倍提高，又可降低因相位编码产生的人为误差，从而得到了一种新的快速面炮记录叠前深度偏移方法。该方法基于递归波场延拓，具有较高的成像质量。由于既使用了比单炮记录偏移高效的面炮技术，又使用了相位编码技术，用相当于一个平面波震源的面炮记录叠前深度偏移的计算量，近似地得到多个面炮记录叠前深度偏移叠加结果，因此具有高效的特点。Marmousi模型数据和实际墨西歌湾海底电缆纵波数据试算结果表明了本方法的正确性、有效性和实用性。     

共偏移距道集波动方程叠前深度偏移的Green函数法

在基于波动方程的偏移速度分析中，共偏移距道集数据的波动方程叠前深度偏移是十分重要的，因为它能提供地质上可解释的偏移图像（如不同偏移距的共成像点道集）。本文根据共偏多距道集数据的具体物理特性，采用Green函数法实现共偏移距道集数据的波动方程叠前深度偏移。在Green函数算子的具体构造中使用了稳定的Rytov近似计算慢度横向扰动引起的散射波场。用Marmousi模型数据进行了试验，结果表明共偏移距道集波动方程叠前深度偏移Green函数法的偏移结果不仅与常规的利用双平方根算子的共偏移距道集波动方程叠前深度偏移方法的结果相当，而且还能为偏移速度分析提供了不同偏移距的共成像点道集，对野外各种观测系统的适应性也很强。但本文的Green函数法的计算量较常规共偏移距波动方程叠前深度偏移法有明显增加。     

基于起伏地表的混合法叠前深度偏移

对于起伏地表条件下的叠前深度偏移，克希霍夫积分法可以灵活地处理起伏的地表条件，但是对于复杂构造成像的精度较低；而波动方程混合法偏移对复杂构造的成像精度很高，但是不易处理起伏的地表条件。本文实现了起伏地表条件下的波动方程混合法叠前深度偏移，从而达到既能使复杂构造精确成像，又能处理任意起伏地表的目的。从起伏地表开始的叠前深度偏移，将地表的高程校正隐含在了偏移本身的过程中，且比常规的高程校正更精确，因为常规的高程校正仅仅是垂向的静态时移，忽略了水平分量，而偏移过程中的高程校正则是按照波的实际传播路径来校正的。     

平面波射线追踪与面炮波场时间滞后深度成像

面炮(Arealshot)偏移技术是对实际炮集数据按照不同方向传播的平面波进行时间延迟分解并合成组合炮记录,分别进行组合震源下行波的向下波场外推和组合记录上行波的向下波场延拓,在相遇深度得到该方向平面波的反射波成像。本文基于面炮深度偏移技术,充分利用射线追踪计算量小和波动方程波场延拓的良好振幅特性,提出了用平面波射线追踪法计算平面波组合震源下行波前走时和面炮波场滞后时间成像的深度偏移方法,并着重讨论了程函方程有限差分法计算平面波传播时间和组合记录上行波场时间滞后的深度成像方法。通过对Marmousi模型数据的成像检验,表明该法要比积分法偏移效果优越。     

复杂近地表波动方程波场延拓静校正

当地形起伏剧烈、地表高程差较大时，采用传统的垂直静校正方法会使地震波场发生扭曲。基于单平方根算子的波动方程基准面静校正方法，将起伏地表的叠前数据通过波场外推到高于地形线的某一基准面上，在基准面与地形线之间填充一套新地层，填充层的速度选为接近于直达波；从地形线以下的某深度出发，在共炮点集中，根据菲涅尔原理以及检波点的空间位置，以检波点接收的地震数据为二次震源，通过上行波正向外推将检波点延拓到基准面上；再根据炮点、检波点互易原理，通过下行波反向外推将炮点延拓到基准面上。数值模拟结果证明，该方法正确有效，有利于后续的常规处理和叠前成像。     

平面波射线追踪与面炮波场滞后时间成像

面炮(Arealshot)偏移技术是对实际炮集数据按照不同方向传播的平面波进行时间延迟并形成组合炮记录,然后分别作组合震源下行波的向下波场外推和组合记录上行波的向下波场延拓,在相遇深度得到该方向平面波成像的技术。本文基于面炮深度偏移技术,充分利用射线追踪计算量小和波动方程波场延拓具有良好振幅的特性,提出了用平面波射线追踪计算平面波组合震源下行波前走时和面炮波场滞后时间成像的深度偏移方法,着重讨论了有限差分程函方程(Eikonalequation)计算平面波传播时间和组合记录上行波场的滞后时间成像。     

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。     

弹性波Kirchhoff叠前深度偏移速度分析

本文提出的弹性波偏移速度分析方法是基于Kirchhoff叠前深度偏移形成纵波和转换波炮检距域共成像点道集拉平准则,分别对纵波和横波偏移速度进行更新。当两分量地震数据成像深度不-致时,通过调整横波偏移速度进行深度匹配,完成高精度的弹性波场偏移速度分析。文中分别给出速度更新及深度匹配方法。模型数据和实际资料试算结果表明了该方法的可行性和有效性。