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。     

扩散滤波方法在地震资料处理中的应用研究

从各向异性扩散滤波方程出发,给出了其对应的数值离散公式及其最简单的各向同性扩散滤波离散计算公式,开展了扩散滤波方法在低频逆时偏移噪音的多尺度分离、地震反射波和散射波波场的相对分离、保断层边缘的随机噪音压制以及地震数据插值处理等4个方面的应用,并给出了其对应的应用假设条件。计算结果表明,扩散滤波方法可在不同应用假设条件下取得较好的处理效果。该方法可指导实际地震资料数字处理。     

各向异性弹性介质方向行波波场分离正演数值模拟

为了进一步提高对弹性波波场传播规律的认识,将波印廷矢量应用于多波多分量各向异性介质弹性波波动方程方向行波波场分离正演数值模拟中.根据弹性波波印廷矢量的波场数值特征,在多分量弹性波正演数值模拟过程中,实现了上行波、下行波、左行波和右行波的方向行波波场分离.以均匀各向异性弹性介质模型、倾斜界面模型和Marmousi模型为例,开展了相应的方向行波波场分离数值模拟实验.结果表明,这种方法计算量小,算法简单,能够准确实现波场快照和数值模拟记录的方向行波波场分离.因此,在多波多分量弹性波资料的地震波场模拟分析和成像方面具有一定的应用价值.     

单频干扰的高精度自动识别和自适应压制方法

根据原始地震资料中工业电干扰的单频特点,提出了基于归一化互相关系数自动识别含单频干扰地震道并进行自适应压制的方法.选择深部位时窗,采用正弦函数和余弦函数的组合形式来表征单频干扰,以此逼近实际地震数据中可能含有的单频干扰,并使目标函数（实际地震数据与单频干扰的平方残差）达到极小值,由此求得单频干扰的振幅、相位和频率;再将该单频干扰与实际地震数据进行归一化互相关系数计算,归一化互相关系数越大,则该实际地震数据中含有单频干扰的可能性越大,反之则不合有单频干扰或含有的单频干扰能量较弱,可以忽略;对归一化互相关系数设置单频干扰的识别门槛值来分选含有单频干扰的实际地震道,并将单频干扰从实际地震数据中减掉,由此实现地震数据中单频干扰的自动识别和自适应压制.实际地震资料验证了所提方法的准确性和有效性,在单频干扰识别精度和压制效果方面均优于常规带通滤波均方根能量单频识别方法和某工业化软件,为实际地震资料保幅处理提供了一种有效的方法.     

一种实用的水波数值模拟方法

建立了一种实用的水波动态数值模拟方法,它是基于达朗贝尔粘弹性介质的理论,构建了二阶中心网格有限差分水波正演递推算子,并将常规波场的频散现象作为水波的涌浪特征而得到有效利用,同时构建了多种真实、动感且实用的涌浪波场传播场景。数值计算表明,通过调节该水波离散系统的模拟参数可以有效模拟多种复杂环境下的水波传播,从而更好地为水利建设服务。     

地震波旅行时计算方法及其模型试验分析

地震波旅行时的计算是地震波偏移成像技术和地震层析成像技术的核心内容,同时也是实现保幅叠前偏移成像的重要因素。推导了地震波波动方程高阶有限差分法计算格式,提出了最大绝对振幅能量节点初至旅行时拾取的方法。均匀介质模型试验表明,该方法与用解析解、程函方程法计算的旅行时等值线基本重合。基于层状介质模型、凹陷模型和Marmousi模型对方法的适用性进行了试验,将由该方法计算得到的初至旅行时作为叠前逆时成像条件,对凹陷模型和Marmousi模型的数值模拟记录进行了叠前逆时偏移成像,偏移叠加剖面很好地反映了模型的地质特征。     

高精度数值模拟多分量数据的采集

多分量地震勘探常采用位移波场的接收方式,且多分量传感器位于同一个检波点位置处,而室内弹性波数值模拟通常观测的是速度形式的弹性波场,且各分量波场常采用交错网格的配置方式,为此,提出了在原有速度波场计算的基础上,采用积分法求取位移形式的多分量弹性波场,用节点平均法实现节点交错位置规则化的方法。数值实例表明,多分量位移波场和速度波场相差90°的相位移,且波场能量无损失,计算量较小,积分法可以更好地压制数值频散,节点平均法可以进一步平滑数值噪音,提高弹性波数值模拟记录的信噪比,因此,可以用于精确模拟多分量资料的室内数值采集并指导野外多分量地震勘探。     

地震波逆时偏移方法研究综述

地震波逆时偏移是目前精度较高的深度域成像方法,不同学者从不同的角度对逆时偏移方法进行了研究。因此,在回顾地震波逆时偏移方法发展历程的基础上,概述了当前流行的几种叠前、叠后逆时成像方法及其适用性,通过模型实例分析了几种叠后逆时成像方法存在的一些问题,同时对比了几种叠前逆时成像方法对Marmousi模型的逆时成像效果,最后指出了逆时偏移方法的发展方向。     

基于交错网格的纵横波波场分离数值模拟方法

为了更精确地研究混合波场中纯纵波和纯横波波场的传播规律,常采用算子分裂方法构造等效的一阶双曲型弹性波动方程,实现弹性波波场分离数值模拟,这不但增加了计算量和额外的计算时间,而且还增加了计算的复杂度。提出了基于交错网格的二阶弹性波动方程波场分离数值模拟的快速实现方法,对层状介质模型和固液界面模型进行模拟试验,并根据交错网格的特点计算出相应的纯纵波(散度场)和纯横波(旋度场),从而克服了上述困难。数值计算结果表明,该方法能够从混合波场中准确地分离出纯纵波和纯横波波场,计算精度和效率得到有效提高,同时指出波场分离数值模拟方法不适用于固液界面等情况。     

加权吸收边界条件的优化设计

基于声波波动方程的旁轴近似吸收边界条件可以通过提高泰勒级数展开的旁轴近似阶数获得更好的吸收效果,但这样不仅增加了差分计算的复杂性,同时还导致计算过程不稳定。针对这一问题,提出了优化加权吸收边界条件。首先从理论上讨论了优化加权吸收边界条件,提出了加权因子概念,通过调节加权因子来拓展边界反射完全吸收角度;然后利用脉冲响应和数值模拟对优化加权吸收边界条件的吸收效果进行了分析。结果表明,选择合适的加权因子可以将边界处的完全吸收角度拓宽到60°以上,反射系数误差不超过2.5%。该方法简单易行,计算量小,而吸收效果比常规旁轴近似吸收边界条件更好。