波动方程保幅叠前深度偏移与AVO响应

从全声波方程出发,基于严格的解耦理论进行单程波保幅分解,得到直观、高效率的直接面对地震波传播波场的压力分量进行延拓的单程波动方程;按照叠前深度偏移方法中的波场双重向下延拓理论实现共炮域公式到CMP(共中心点)域公式的转换,推导出由双平方根方程定义的保幅单程波动方程,从而将振幅误差补偿作为偏移的一部分在偏移过程中实现,使得地震成像在给出正确位置的同时也给出真实振幅.在此基础上获得的CRP(共反射点)道集在保证真实振幅的前提下,有效解决了绕射波干涉、反射点弥散、与倾角有关的NMO等问题,使AVO响应更加清晰,提高了AVO资料的分析精度.     

基于反周期扩展边界方法的单程波正演模拟

单程波动方程的正演模拟相对于基于双程波方程的正演模拟,有很多的优势。但是基于波动方程波场延拓中大都会存在边界反射吸收问题,常规的衰减型边界吸收条件在单程波正演模拟中难以达到较好的效果。而本文采用了反周期扩展边界条件可以很好的解决这个问题。经过模型试算对比可以说明,该方法具有更好的效果。     

基于惠更斯原理的波动方程共炮点道集地震正演

地震非零炮检距正演模拟技术在叠前地震资料处理和解释中有重要意义.作者利用下行波将震源场延拓到地质介质任意深度,实现单程波动方程模拟叠前正演记录.用单程波动方程法对一个盐丘地质模型生成129个共炮点地震记录,并对所有共炮记录进行叠前深度偏移.在共炮记录中,来自盐丘地质模型的反射波和绕射波十分清晰.叠前深度偏移剖面和盐丘地质模型完全吻合.该方法生成记录质量好且计算效率高,并且叠前正演记录没有多次波、直达波和其他干扰波.     

虚谱法无反射速度-应力方程地震数值模拟

基于单程波波场廷拓算子的零偏移距地震数值模拟方法难以适应复杂地质条件下地震波速度的空间剧烈变化,且其最大成像角度有不同程度的限制.本文依据地震反射的形成机理,重置模型空问的密度分布,使得模型空间内纵波阻抗为常量以压制层间多次波;采用虚谱法可得到高精度的地震波场空间导数,因此可有效抑制空间数值频散,同时提高了数值模拟的垂向分辨率.数值模拟结果表明,得到的零偏移距地震记录绕射波场完整,偏移归位效果优于频率-波数域或频率-空间域的单程波模拟结果.无反射一阶应力-速度方程零偏移距数值模拟可有效压制多次反射波,在较大网格间距时,虚谱法仍可有效抑制数值频散.     

频率域2.5维电磁测深有限元模拟中的吸收边界条件

针对频率域2.5维电磁测深问题,借鉴地震波模拟中吸收边界的处理方法,将波数域电磁场方程分解成两个传播方向相反的单程波方程,以沿边界外法向衰减的单程波方程作为该边界上的吸收边界条件.给出了全吸收边界条件的构造方法,并导出了15°吸收边界的具体形式.数值计算结果表明,该吸收边界条件使边界反射得到了有效压制,在相同的计算量下计算精度显著提高.     

基于双平方根算子叠前深度偏移成像技术的结构损伤成像与探测

介绍一种基于双平方根算子的叠前深度偏移方法用于结构损伤探测.首先推导上行波传播时间(走时)的全微分表达式,推导在频率波数域和频率空间域中,用源点和接收点坐标表示的双平方根算子波动方程.然后,用频率空间域的有限差分法及混合法进行双平方根算子的波场外推,推导关于炮点和检波点的差分方程,以及双平方根算子混合法波场外推公式.最后,用Marmousi数据体对结构损伤进行偏移成像.根据双程波动方程分析该方法的数值频散性、奇异性以及波场、位移、振幅、能量、动应力集中系数等力学特征,计算得到波场快照图和剖面图,达到对结构损伤成像的目的.数值算例证明了这种方法的适用性.     

粘弹性波动方程波场重建

传统的波动方程波场重建基于完全弹性介质,不能获得满意的地震资料分辨率,在此,基于能描述大地吸收传播效应的斯托克斯波动方程,提出了一种新的有效的多尺度粘弹性波动方程波场重建的方法;根据地震波传播核函数的物理特性,研究了一种新的物理小波;利用具有较高分辨率或较低吸收率的测井信息来估计粘弹性系数,用多尺度方法进行波场重建.实践结果表明,这种多尺度粘弹性波动方法波场重建的方法是有效的,采用该方法能提高地震资料的分辨率.     

起伏地表条件下的波场上延法叠前深度偏移

直接从起伏地表开始的叠前深度偏移方法是分析复杂地表和复杂地质体成像的有效手段.借鉴Beasley和Lynn提出的"零速层"的概念与Reshef提出的"逐步累加"法的思路,根据地震波在真实介质中的传播特性及波的可叠加性,利用"波场上延"法,实现基于相移(时间域)法上延和频率空间域有限差分(深度域)法(ω-xFD)上延的波动方程法叠前深度偏移成像.理论分析和模型试算结果表明,深度域"波场上延"法是解决起伏地表和地下复杂构造双重成像的一种有效方法,实现了波动方程基准面校正和深度域成像的有机结合,其有效性和准确性使该方法可用于实际资料的处理,有较好的应用前景.     

一种复杂山地多波勘探的有限差分模拟方法

针对复杂山地开展多波地震勘探时,合理的观测系统设计是获取有效资料的关键因素,如何利用数值模拟方法建立更为准确的观测模型,也成为亟待解决的问题。模拟过程中首先采用中心差商逼近波动方程中的偏导数,建立多波(纵波和转换波)波动方程的显式差分格式。其次,以SPML(分裂式完全匹配)方法和NPML(非分裂式完全匹配)方法为基础,设计一种高效的PML改进算法来消除起伏地表的边界影响。最后,以Marmousi模型为基础建立复杂山地地形的理论模型,得到地震波场数值模拟结果。利用所提出的算法对该模型进行波场分离,分离的最终效果很好地验证了这一算法的可行性。     

整体波场延拓法基准面校正与常规方法对比

消除近地表对地震波场所造成的影响,常规的解决方法是静校正和波动方程基准面校正。当勘探区域近地表出现较大的地形起伏或速度横向变化时,波动方程基准面校正则成为唯一有效的选择。传统波动方程基准面校正在实现过程中需要在双域对炮点、检波点分别进行延拓成像。为此,作者曾提出一种新的近地表问题解决方法——整体波场延拓法基准面校正(WEDD)。本文对WEDD方法和常规基准面校正方法在理论上进行了对比分析,并通过数值模拟讨论了各基准面校正方法的优缺点和适用范围。     

起伏地表条件下的波场上延法叠前深度偏移

直接从起伏地表开始的叠前深度偏移方法是分析复杂地表和复杂地质体成像的有效手段。借鉴Beasley和Lynn提出的“零速层”的概念与Reshef提出的“逐步一累加”法的思路，根据地震波在真实介质中的传播特性及波的可叠加性，利用“波场上延”法，实现基于相移（时间域）法上延和频率空间域有限差分（深度域）法（ω-xFD）上延的波动方程法叠前深度偏移成像。理论分析和模型试算结果表明，深度域“波场上延”法是解决起伏地表和地下复杂构造双重成像的一种有效方法，实现了波动方程基准面校正和深度域成像的有机结合，其有效性和准确性使该方法可用于实际资料的处理，有较好的应用前景。     

方位各向异性介质的裂缝预测方法研究

对于裂缝性储层 ,应用纵波和转换波资料提取波场特征参数 (如速度 ,振幅 )反演的裂缝走向、裂缝密度等参数来研究裂缝。基于纵波震源三分量地震资料 ,提出了方位各向异性介质的裂缝预测方法。对经过压缩后的转换波剖面及纵波剖面进行速度反演 ,获得了裂缝参数 ,其中包括与裂缝密切相关的各向异性系数γ和描述潜在气藏的裂缝密度参数。综合利用P波、转换波的各向异性 ,可以更客观、更准确地预测介质的裂缝 ,实际资料应用证实该方法可行。     

消除近地表地震散射噪音的方法

假设近地表垂直点力产生的地震波场由入射波场和散射波场组成。散射波场由深层散射和浅层散射两个部分组成 ,若只考虑消除近地表区域的面波散射对地震资料的影响 ,则通过地震散射模型来估算近地表散射波分布。由波动理论建立近地表传播和散射模型 ,并在平行地表的一个网格面的各个节点上设置波阻抗差函数来近似地表的非均匀性。散射波场是入射波场与波阻抗差函数的函数。在这样的模式下 ,由炮集记录提取入射波场 ,进而通过最小二乘法 ,求解波阻抗差函数 ,最终得到散射波场的估计。从炮集记录中减去散射波场 ,实现地震散射噪音的衰减     

基于最优Born近似的叠前深度偏移方法

波动方程法中的叠前深度偏移是实现复杂构造和岩性地震成像的关键技术。其中 ,广义屏法是近几年发展起来的一种新方法 ,它基于散射理论、屏近似和一般Born近似 ,具有较高的精度和效率 ,是条件稳定的。为了提高算法的稳定性 ,提出了基于最优Born近似的叠前深度偏移方法。即对散射波场成像所使用的介质速度横向扰动公式不做任何近似 ,并且采用与两个延拓深度层中间位置处的地震波场最接近的波场代替层间的平均波场 ,而不是用上一延拓层处的地震波场代替层间的平均波场。模型试算结果表明 ,最优Born近似法对复杂地质体具有较强的适应性 ,在保证计算效率和成像精度的前提下 ,明显提高了算法的稳定性。     

海底电缆采集地震数据多次波压制处理

波动方程数值模拟与分析表明,浅海多次波与有效反射波耦合在一起,海平面强反射多次波改变了有效波波形与相位,降低了地震资料频率.针对海底电缆双检采集地震数据,在地震上行波波场与下行波波场分析和实际地震资料处理试验基础上,提出在对水检记录地震数据和陆检记录地震数据能量均衡后,进行地震数据合并压制多次波的便捷方法.并利用该方法对某浅海海域地震资料进行处理,叠前炮集对比和叠后偏移剖面对比分析都表明多次波得到有效压制,地震资料品质有较大程度提高,证明了方法的有效性.     

波场延拓静校正在复杂地表区的应用及分析

在西部复杂地表地区地震勘探中,近地表剧烈变化引起的静校正问题尤为突出,静校正成为地震资料处理中的一项重要工作。常规的静校正技术均基于地表一致性假设,在复杂地表地区已经不再适用。为了适应复杂地表地区特点,基于非地表一致性假设的波场延拓静校正被提出,相对常规静校正技术具有明显优势。通过模型正演和实际资料处理效果,对比了波场延拓静校正与常规地表一致性静校正方法,并定量地分析了近地表速度模型对波场延拓静校正效果的影响。     

Curvelet域垂直地震剖面波场分离

针对垂直地震剖面（VSP）资料处理中上下行波重叠难以分离的问题，提出了一种基于奇异值分解（SVD）和Curvelet变换相结合的分离上下波方法．首先基于数据中随机噪声是统计平稳的假设，在Curvelet域通过分尺度选取阈值压制随机噪声，再利用奇异值分解方法滤除部分下行波能量，最后根据VSP资料中上下行波在Curvelet域分布区域不同，进行上下行波场分离．合成和实际资料处理结果表明，该方法与f-k滤波方法和SVD方法相比，不仅提高了信噪比，而且减弱了边界上的波形畸变，得到了更好的分离效果．     

瑞雷波数值模拟中的数值频散校正策略及实例分析

为寻求快速、高精度的瑞雷波数值模拟方法,将常用于流体动力学中的通量校正传输技术(FCT)与交错网格有限差分方法相结合,对浅层各向同性弹性介质进行包括瑞雷面波和体波在内的全波场模拟。模拟结果表明:该方法有效地压制了粗网格条件下的数值频散现象,并保留了真实的波场振荡,特别是层状介质中瑞雷波的频散特征被凸显;在同一精度下,该方法与细化网格方法相比,计算效率提高1.3倍。     

粘弹性介质地震复合波变焦分离与波场外推技术

从粘弹性波动方程出发，建立了一种地震散射波场纵横向高分辨波场外推方法．这一方法有别于当前完全弹性介质三大波场外推方法（即有限差法、克希霍夫法和Ｆ－Ｋ法）；同时，与Ｎ．Ｂｌｅｉｓｔｅｉｎ和Ｊ．Ｋ．Ｃｏｂｅｎ成像方法也不同，它对积分方程无需作线性化近似而进行反演，具有较大的适应性，能改善地震资料纵横向分辨率．此外，作者还通过实例对该理论推断予以验证．     

二维粘弹介质五点八阶超紧致有限差分声波方程数值模拟

本文首次将五点八阶超紧致有限差分格式(CCD8)用于粘弹介质声波方程的数值模拟中。此文根据泰勒级数展开粘滞声波方程,建立了位移场时间二阶离散格式,将CCD8用于对位移场空间导数的求取。然后,对CCD8格式进行稳定性研究,频散的压制效果对比分析,及截断误差对比。将CCD8格式运用于均匀介质模型以及水平层状介质模型中进行数值模拟,最后运用于对Marmousi模型的数值模拟中。研究结果表明：(1)CCD8与普通八阶紧致差分相比,具有更小的截断误差、更高的模拟精度以及低数值频散的优势;(2)CCD8具有较高稳定性;(3)采用完全匹配层(PML)对人工边界进行处理后对均匀介质、含有层状介质以及Marmousi模型进行粘弹声波方程的数值模拟,发现模拟效果不错,从而验证了方法的实用性和有效。