混合法Q吸收补偿

本文提出了一种在频率域和时间域混合实现高效、稳定的Q吸收补偿方法,适用于时、空变的层Q模型,对每一个常Q层,首先将地表波场延拓到当前层的顶部作为输入波场,并在频率域进行高效准确的相位补偿;再变换到时间域,通过零相位增益限制滤波器实现稳定的振幅补偿;最后输出当前层的结果并继续下一层的处理;层间波场延拓的稳定性也由增益限制所控制。合成数据和实际数据应用结果都证实了该方法的有效性和实用性。     

衰减与频散的补偿方法

大地滤波作用不仅引起高频成分的迅速衰减,而且造成子波相位特征的畸变。要进行高分辨率地震资料的处理;必须对上述衰减和频散进行补偿。本文采用李氏经验公式计算的衰减因子Q值,提出一种具有空变和时变特性的Q值补偿方法。补偿处理是在单道上进行的,可以是动较正后的叠前道,也可以是叠后道,使用非常方便。     

波动方程有限差分法频散衰减方法研究

波动方程式已被广泛用于正演和偏移中波场的数值模拟，但是，空间和时间上的微分近似值的精确才能确保有限差分法结果的精确。传统上，取得精确的数值需要通过使用相对更密集的有限差分网格或很长的有限差分算子；否则，数值误差（即数值频散）将会在很大程度上污染有效信号；然而，以上两种方法将导致大量增加的计算成本。这里提出一种简单和低计算成本的改进的波动方程式用来压制数值频散，当改进的波动方程式数值求解采用有限差分法时，数值频散相对于标准的波动方程式有明显的改善，且几乎没有增加额外的计算。二维数值试验表明，修改后的波动方程式极大地提高了图像质量，而且修改后的计算增量可忽略不计。     

黏滞声学介质地震波吸收补偿叠前时间偏移方法

为了在叠前偏移中沿波场传播路径补偿黏滞性介质的吸收衰减效应,提高地震分辨率,首先导出黏滞声学介质条件下的波场频散关系,引入等效Q值实现频率域波场延拓,基于稳相原理求出波场延拓的渐近解,利用反褶积成像条件得到成像结果,并给出了偏移算法稳定性和数据高频折叠的处理方法,研制出工业化应用软件,完成多个三维工区的地震数据处理。另外,根据VSP资料,正演分析了松辽盆地的地层吸收对地震波场传播的衰减效应。与现有常规叠前时间偏移结果相比,黏滞声学介质吸收补偿地震叠前时间偏移在保护地震低频成分的前提下展宽频带15Hz左右,大幅提高了地震成像分辨率。     

波动方程叠前深度偏移处理技术开发与应用

针对地质结构复杂、岩性变化大、勘探目的层深、速度横向变化大地区的地震数据准确偏移成像,已成为目前石油工业界所面临的一大难题;传统的Kirchhoff积分法偏移固有其很强的适应性和高效的运算能力,但其射线追踪计算旅行时和振幅保持等方面的局限性越来越难以满足这些构造偏移成像的要求;为满足复杂油气田勘探开发的需要,对具有更高成像精度的波动方程叠前偏移成像技术的开发及应用必将成为地震偏移成像技术发展的必然趋势。     

偏移中地震波粘滞效应的补偿研究

探讨了在地震资料偏移时对地震波粘滞效应进行补偿的方法。给出了方法的基本原理,即将地震波的吸收和频散考虑到偏移延拓算子中去,在进行波场延拓的同时,补偿地震波的吸收和频散。偏移延拓算子通过求解线性最优化和非线性最优化问题来获得,因此保证了算子的稳定性和精度。偏移时,通过延拓算子查表法,利用McClellan变换实现三维波场的向下延拓。数值模拟表明,与传统偏移方法相比,在偏移中考虑粘滞性吸收和衰减能够获得更真实、更精确的地下成像。     

基于广义S变换的吸收衰减补偿方法

探讨了利用广义S变换代替短时Fourier变换或连续小波变换，进行吸收衰减补偿的方法。对短时Fourier变换、连续小波变换、S变换和广义S变换进行了分析和比较，给出了基于广义S变换的吸收衰减补偿方法。该方法的实现步骤是：①用广义s变换对高信噪比的叠加地震信号逐道进行时频分析；②在每个时间点，根据地层吸收特点提取各个频率的能量吸收衰减因子；③用加权方法对每个时间所对应的各个频率的广义S变换系数进行补偿，使各个频率在不同时间的能量相同；④将所有时间各个频率加权补偿的结果重构回地震记录，实现对地层吸收的补偿。模拟结果表明，广义S变换时频分析方法能够提高信号时频分布的分辨率。对实际二维地震数据的试算结果表明，基于广义S变换的吸收衰减补偿方法能较好地对地层吸收进行补偿，提高地震资料的分辨率，改善地震资料的品质。     

粘弹性介质中地震波的吸收衰减补偿方法

地震波在地下介质中传播时,高频成分易被吸收。研究地震波的吸收与衰减机制可以部分地补偿被吸收与衰减的地震波成分,但是,实际地下介质的地震波吸收与衰减机制很复杂,非一个简单的数学模型可以充分描述的。尽管如此,地震波的吸收与衰减补偿对提高地质构造和岩性分布反演的分辨率仍有重要意义。地震波的吸收与衰减不但与岩性有关,而且也依赖于传播路径。因此,除了研究常规的单道吸收与衰减补偿方法外,研究沿地震波传播路径的吸收与衰减补偿方法更接近真实情况,补偿更准确。     

一种数据驱动的面波预测和自适应衰减方法

面波压制是地震数据处理的重要环节,为了在压制过程中确保信号保真度,减少空间假频的影响,近年来基于频散特征的面波预测与压制方法受到青睐。该方法利用面波固有的频散属性,通过分析计算得到的频散关系预测面波,并将其从原始数据中消减,以达到压制的目的。但该方法也存在频散谱精度不高、面波预测欠准确,或频散谱精度虽然较高但计算耗时长等问题,导致该方法未能广泛应用。文中介绍一种经过改良的频散面波压制策略,即通过使用自适应面波数据提取技术、随炮检距变化的面波重建方法及面波模型匹配相减,结合高精度的频散谱分析方法对面波噪声进行准确预测,使该方法在对海量数据的处理中得到有效应用。实际资料测试结果表明,该方法能有效去除面波,最大限度地保护有效信号,在面波发育区有广泛应用前景。     

频率—慢度域延拓关键参数优化的鬼波压制方法

鬼波的陷波特性限制了海洋地震资料的有效带宽,因此鬼波压制是海洋资料宽频处理的重要步骤之一。鬼波与一次波的延迟时间和振幅差异系数是鬼波压制的关键参数,两者的精度直接影响处理效果。受崎岖海底、起伏海面及反射层深度变化等因素的影响,实际鬼波参数随空间和时间而变化,导致鬼波压制算子出现误差,无法取得较好的处理效果。为此,以频率—慢度域鬼波压制方法为基础,构建频率—慢度域波场延拓算子,并利用滑动时间窗口降低鬼波参数时变的影响,在滑动时间窗口内用原始地震数据分别加上和减去延拓一次的记录,以运算所得的两个新记录乘积的绝对值之和最小作为度量,交替迭代寻找最优平均鬼波延迟时间和振幅差异系数,进而压制鬼波。斜缆的合成数据和实际资料试算表明,该方法能较好地压制鬼波、拓宽频带,提高地震资料的分辨率。     

三维混合延拓一步法波动方程深度偏移

对于二维陡倾斜地层，相位移延拓方法成像精度高、稳定性好、速度快，但难以适应速度的横向变化；频率、空间域的有限差分算法简单、稳定性好、能适应速度的纵、横向变化，但成像精度低、运算速度慢；而用快速的45°有限差分法与相位移延拓法相结合，则能使整个延拓过程既适应速度的纵、横向变化，又能够使得陡倾角地层精确归位。本文把这种混合延拓思想拓展成三维相位移加有限差分混合延拓法，并进一步提出了能适应速度纵、横向变化，构造任意复杂介质的三维一步法深度偏移。数值模拟试验结果表明，该方法具有移速度快、精度高的特点。     

波场延拓层速度分析方法

根据波场延拓理论和模糊决策理论,本文介绍一种对于层状介质,利用地表 CMP 道集数据自动反演各层的层速度和双程旅行时的层速度反演方法。直接利用波场延拓层速度方法所获得的地下介质层速度与根据 VSP 资料计算所获得的层速度不太吻合,前者通常偏高。文中对影响波场延拓层速度精度的三个主要因素进行了校正,校正后的波场延拓层速度结果与VSP 层速度结果吻合很好。用此法求取层速度的精度高,并具有较强的适应弱反射和抗干扰的能力,是一种很有潜力的技术。     

三维波动方程正演及模型应用研究

为了真实准确地反映三维地质体的波场特征,在频率-波数域将二维波场延拓算子推广到三维空间,采用三维波动方程延拓方法实现了三维地质模型的快速叠后正演.该方法可以采用相位移加插值方法处理一定的横向变速情况,可以更加灵活方便地模拟地下复杂的三维地质体.首先进行了三维French模型数值模拟,得到了和实际物理模型实验结果相一致的正演记录,并对比分析了三维偏移剖面和二维偏移剖面的偏移效果;然后进行了三维缝洞地质模型的正演计算,得到了高信噪比的正演记录.模拟结果验证了三维正演和偏移方法的正确性,以及利用该方法进行缝洞地质体识别和研究的可行性.     

直接下延法波动方程叠前深度偏移

对于地表和地下地质条件复杂地区的地震资料偏移处理来说，由于现有的偏移方法大都假设激发点和检波点在同一个水平面上，因此给偏移结果带来了一定的影响。为此，探讨了直接从起伏地表开始的波动方程叠前深度偏移方法。简述了逐步一累加法和频率一空间域有限差分叠前深度偏移方法的基本原理，在此基础上提出了复杂地表和地下地质条件下的直接下延波动方程叠前深度偏移方法，该方法不受起伏地表条件的限制，对模拟层速度的适应性强。模型试算和实际资料试处理表明，该方法直接从起伏地表开始向下偏移，将波动方程基准面校正和叠前深度偏移有机地结合起来，既能对复杂构造精确成像，又能适应任何起伏地表条件。     

波动方程正反向延拓滤波

压制面波等干扰波，提高信噪比，是地震数据处理中的一个重要内容。本文提出一种全新的方法，利用波动方程正反向延拓进行滤波。该方法基于这样一种思想：将地表记录通过波动方程正向延拓至一定深度，在此深度上，面波等干扰波分布于浅层，而有效反射保持在原来的层位，将浅层的波场置零后，再反向延拓记录至地表，达到消除干扰的目的。本文对该方法的原理及计算方法都进行了比较详尽的讨论，实际资料处理表明，该方法是正确和可行的     

波场延拓+模糊决策层速度分析

为了获得层状声学介质的层速度参数,文中依据波场延拓理论和模糊决策理论改进了速度分析。首先以傅氏域内的双方根(DSR,即 Double SquareRoot)延拓方程为工具,以一定的试验速度(v_i)和双程旅行时(τ_i)延拓地表的多炮检距波场,获得延拓后的多炮检距波场;然后,根据相干准则计算延拓后波场值沿炮检距方向的相似度,并把它作为对应的速度—时间点(v_i,τ_i)(称之为备择点)处的相似度;改变 v_i,τ_i值,重复上述两个步骤,可获得 v_i-τ_i平面上的相似度,再按相似度准则、趋势贴近准则、距离最小准则将求得的相似度转换为对应备择点的亮度;最后,根据各备择点的亮度便可自动拾取速度和双程旅行时,从而达到从多炮检距波场中自动求取层速度和同时确定最佳层底双程旅行时的目的。对理论模型和实际资料试算的结果表明,用该方法求出的层速度具有精度高、误差不累积的优点,该法还具有适应弱反射和抗干扰的能力。     

时频空间域球面发散与吸收补偿

陆上地震勘探由于近地表岩性的空间变化，导致激发能量和激发子波也随之产生严重的空间变化，进而引起最终成像储层反射地震属性信息的变化，并且这种变化要远大于地质和油气因素引起的储层信息变化，势必给储层的识别带来困难。以往的球面发散与吸收补偿、地表一致性振幅补偿和地表一致性反褶积在某种程度上可以消除一定的近地表影响，但它们难以在时间、频率和空间三个域内有效地消除近地表的影响。为此，本文在原有时频域球面发散与吸收衰减补偿方法的基础上，提出了“时频空间域球面发散与吸收衰减补偿”方法。该方法通过对油田的三维开发地震数据的处理、解释和开发钻井的验证，表明该补偿方法在消除近地表对地震属性的空间影响的同时，还满足相对保持储层振幅信息的处理要求。因此该方法是陆上地震勘探进行近地表和大地吸收衰减补偿的有效方法。     

复杂地形条件下波动方程叠前深度成像

复杂地形勘探越来越被人们所关注。直接从起伏地表开始的叠前深度偏移方法是对付复杂地表和复杂地质构造成像的有效手段。“波场上延”法能实现由非水平观测界面开始的偏移过程，解决起伏地形对地下构造成像的影响，并克服基于“零速层”(Beasley 和 Lynn,1992)［1］法在计算上的不稳定因素，具体实施时更加灵活。理论模型的试算表明，“波场上延”方法较“零速层”法有着明显的优势，较好地克服了起伏地形对地下构造成像的影响，取得了令人满意的效果，达到了波动方程基准面校正和深度成像的有机结合。     

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。     

一种频域吸收衰减补偿方法

针对地震信号的吸收衰减补偿问题，在重新建立吸收系数和Q值关系的基础上，提出了一种基于反Q补偿的分时窗频域吸收衰减补偿方法。首先，逐道抽取地震信号，从浅层到深层选取不同长度的时窗进行傅里叶变换；然后从非均匀粘弹介质波动方程出发，导出更加准确的吸收系数与Q值的关系，并应用于频域吸收衰减补偿中；最后将处理得到的频谱反傅里叶变换回时间域重构地震信号。将该方法应用于松辽盆地某地区的叠前和叠后地震资料的吸收衰减补偿，取得了很好的效果，地震资料的信噪比和分辨率得到了提高。