各向异性介质中转换波和非转换波的克希霍夫偏移与速度分析

我们导出实现各向异性介质克希霍夫偏移的渐近表达式并概述了工序。这种技术基于利用对射线振幅和旅行时的解析式获得的方位各向同性介质的新的格林张量表达。由于在实际应用中,一般各向同性在偏移方法中的运用会受所考虑速度模型的可得性和可靠的限制,我们研制的一种新的各向异性速度分析方案来产生方位各向同性介质中偏移非转换波和转换 qP-qSV 波的仿真各向异性模型。这种速度分析方法各向同性的五个弹性常数给出的非双曲线时距显式。成象技术用于非转换波和转换波地面地震数据,在这两种情况下该法提供地下界面的精确图象。证明了即使弱的至中等的各向异性,用各向同性偏移算法也不能使地下界面成象。本文提供了各向异性介质速度分析和偏移的新的非常规技术,并证明了利用转换波和非转换波的可行性。     

正交各向异性介质中多方位三维转换波叠前时间偏移

目前大多数转换波叠前时间偏移(PSTM)算法只考虑了VTI各向异性介质对转换波旅行时的影响,而具有垂直裂缝的HTI各向异性介质具有较强的速度方位各向异性特点,不同传播方向的速度按照椭圆规律变化,仅使用VTI各向异性参数而不考虑速度方位变化对旅行时的影响,将导致多方位三维转换波叠前偏移成像质量下降。针对上述问题,提出一种基于正交各向异性介质的多方位三维转换波PSTM偏移算法,其转换波旅行时计算公式同时考虑了VTI和HTI各向异性参数,更加接近于地层介质的实际情况。由于转换波还受到映射在水平径向分量(R)和切向分量(T)的快、慢横波影响,因此需要在转换波叠前时间偏移之前进行R,T分量的快、慢横波分离。在常规三维转换波资料处理的基础上,利用基于正交各向异性介质的多方位三维转换波PSTM偏移算法对西南地区某实际资料进行了测试处理,结果表明,转换波叠前时间偏移结果在构造解释上更加合理,地层特征更加清晰,证实了算法的合理性和实用性。     

用转换S波进行各向异性速度分析

沉积岩由于其成层很细、非球状颗粒的择优取向以及各向异性的矿物等原因,通常是各向异性的。为了将地震处理扩展到各向异性介质,则需要一个各向异性速度模型。对于具有垂直对称轴的横向各向同性介质,Alkhalifah和Tsvankin(1995)已经证明,将各向异性参数η和PP反射波小偏移距正常时差(NMO)速度结合起来,足以完成P波数据的时间域处理。虽然P波已成为大多数工业地震测量的基础,但横波能提供与地层岩性以及空隙充填有关的独特信息。最近的技术发展已经使海底采集多分量地震数据成为现实。用PP和PSV反射波的小偏移距旅行时来确定三参数横向各向同性模型(ANNIE)的参数,可以在没有任何深度和垂直速度信息的情况下建立由Schoenberg等针对页岩提出的简单三参数模型,并可靠地估算η值。用这种方法可以准确预测横向均匀介质中水平反射层产生的PP和PSV反射的大偏移距(非双曲线)旅行时差,尽管在分析中往往只有小偏移距数据可供使用。因此,只要用PP和PSV反射的小偏移距旅行时就足以描述横向均匀介质中水平反射层的PP和PSV反射的大偏移距时差曲线。     

用转换Ｓ波进行各向异性速度分析

沉积岩由于其成层很细、非球状颗粒的择优取向以及各向异性的矿物等原因,通常是各向异性的,为了将地震处理扩展到各向异性介质,则需要一个各向异性速度模型。对于具有垂直对称轴的横向各向同性介质,Ａlkhalifah和Ｔsvankin(1995）已经证明,将各异性参数η和ＰＰ反射波小偏移距正常时差（ＮＭＯ）速度结合起来,足以完成Ｐ波数据的时间域处理。中蟾Ｐ波已成为大多数工业地震测量的基础,但波能提供与地层岩性以及空隙充填有关的独特住处。最近的技术发展已经使海底采集多分量地震数据成为现实。用ＰＰ和ＰＳＶ反射波的小偏移距旅行时来确定三参数横向各向同性模型（ＡＮＮＩＥ）的参数,可以在没有任何深度和垂直速度住处的情况下建立由Ｓchoenberg等针对页岩提出的简单三参数模型,并可靠地估算η值;。用这种方法可以准确预测横向均匀介质中水平反射层产生的ＰＰ和ＰＳＶ反射的大偏移距（非双曲线）旅行时差,尽管在分析中往往中有小偏移距数据可供使用。因此只要用ＰＰ和ＰＳＶ反射的小偏移距旅行时就足以描述横向均匀介质中水平反射层的ＰＰ和ＰＳＶ反射的大偏移距时差曲线。     

用于各向异性介质中的偏移算子方程

偏移算子方程,给出了零偏移距反射地震剖面中反射界面的视倾角与真倾角的关系。对均匀介质来说,这一问题用频率域偏移算法很容易解决。对速度随方向变化的各向异性介质而言,类似的关系式可由惠更斯原理推导而得。偏移算子方程的各向异性形式适用于椭圆型和非椭圆型两类各向异性介质。对各向异性介质中f—k域偏移算子实现的特性则用横向各向同性介质进行了说明。在这种介质中,SH波是椭圆型各向异性的,而P波为非椭圆型各向异性。数值模型资料和物理模型资料都证明了这种算法的性能,每一种模型都恢复到了原始结构。我们对各向异性物理模型资料进行了各向同性和各向异性偏移试验,并对两者做了比较。模型中介质的速度各向异性函数具有垂直对称轴,只有在作各向异性偏移时原始结构才能得以恢复。     

非均匀各向异性介质中的转换波反射地震

与纯模式处理相比,转换波处理对与岩石速度有关的物理假定的依赖性更大,因为成像点的时差和偏移距都取决于介质的物理参数。因此,介质均匀性和各向同性的不真实假定比波的纯模式传播影响也就更大(在后一种情况下,成像点偏移距是用几何方法而不是物理方法确定的)。在层状各向异性介质中,转换点的偏移主要受有效速度比γ_(eff)≡γ_2~2/γ_0(式中γ_0≡(?)_p/(?)_s为平均垂向速度比;γ_2是相应的短排列时差速度比)控制。如果在相应的反射同相轴之间建立起近似的相关关系,这些比值便可根据P波和转换波数据求得。若简单地根据γ_0而不是γ_(eff)进行采集设计,那么就会导致不甚理想的数据。适用于均匀各向同性介质算法的计算机程序也能勉强用来处理层状各向异性介质,在把γ_(eff)作为速度比函数的情况下,有时精度较高。然而,简单的闭形公式允许进行双曲线校正和剩余校正以及转换点偏移计算,而没有这些约束性假定。在这些方程式中,把垂直脓行时作为独立变量更好(相对于深度),因为在出现极性各向异性的情况下,深度的确定不够精确,可放到处理流程的后期解决。如果地下介质显示横向变化和/或方位各向异性,那么在互换震源和检波器位置时,转换波数据就不会是一成不变的,因此一个中间放炮排列的道集就会出现不对称的     

转换波各向异性校正方法与应用

为了实现宽方位转换波精确成像,基于横波分裂理论并采用两分量旋转技术实现了转换横波分裂分析,利用宽方位转换波资料进行了多层裂缝介质的层剥离横波分裂分析,完成了转换波方位各向异性校正研究.首先,利用两分量旋转技术求出第一层裂缝介质的各向异性方向、快慢横波时差等参数,然后将快、慢横波时差应用于慢波数据进行慢波时差补偿,最后根据第一层的方位角将快波和补偿后的慢波旋转回原来的径向、横向分量,从而使第一个裂缝层的转换波径向、横向分量得到方位各向异性校正,第一层裂缝介质也转换为各向同性介质.依此类推,进行其下多层各向异性介质横波分裂分析,并对各层转换波进行方位各向异性校正.该方法已用于宽方位三维三分量数据处理,校正了转换波方位各向异性对成像的影响,提高了转换波径向分量的成像质量.     

对倾斜横向各向同性介质下面的构造进行成像

倾斜页岩的地震各向异性会使下伏构造的成像和归位出现问题。我们开发了一种适合于横向各向同性介质的Ｐ波地震资料的各向异性深度偏移方法,这种横向各向同油介质具有垂直于地层的倾斜对称轴。我们在深度成像速度模型中加入了各向异性及倾角参数,并使用叠前深度偏移成像道集以一种诊断方式来修改各向异性速度模型。用各向异性偏移和各向同性偏移得到的倾斜各向异性介质下面的构造的视位置差别很大。用修改后的２－Ｄ叠前基尔霍夫深     

非均匀各向异性介质中的转换波反射地震

与纯模式处理相比，转换波处理对与岩石速度有关的物理假定的依赖性更大，因为成像点的时差和移距都取决于介质的物理参数。因此，介质均匀性和各向同性的不真实假字比波的纯模式传播影响也就更大（在后一种情况下，成像点偏移距是用几何方法而不是物理方法确定的（。在层状各向异性介质中，转换点的偏移主要受有效速度比γ＝γ２＾２／γ０（式中γ０＝Ｖｐ／Ｖｓ为平均垂向速率比；γ２是相应的短排列时差速度比）控制。如果在相应     

各向异性弹性波叠后逆时深度偏移

大量数据表明地下岩层的地震各向异性是普遍存在的。然而在常规偏移中，通常视地下介质为各向同性介质，这必然导致一定的误差。研究了各向异性弹性波的有限元逆时延拓算法及有关人工吸收边界条件等问题，实现了各向异性弹性波有限元逆时深度偏移系统。2个理论模型的自激自收资料实算表明，该系统能够清晰准确地进行偏移成像。另外，对这两个模型资料的各向同性移证实，常规各向同性偏移剖面上存在较大误差。     

转换波各向异性叠前时间偏移在喇嘛甸地区的应用

介质的各向异性对转换波成像的影响非常大,直接影响到大炮检距道集的成像。本文以转换波各向异性非双曲旅行时方程为基础,提出了一种简单实用的高精度γ0(纵、横波平均速度比)场的建立方法和构造速度扫描方法。应用这两种方法能够得到较准确的γ0场和转换波均方根速度场,并应用各向异性双平方根散射旅行时方程可精确求取偏移旅行时。据大庆长垣喇嘛甸地区的三维三分量的转换波资料三维Kirchhoff叠前时间偏移结果显示,各向异性叠前时间偏移剖面的同相轴连续、断点清楚、断面清晰、归位准确。     

各向异性介质P-SV转换波速度分析方法及应用

由于地球介质中广泛存在各向异性，地震时距关系多表现为复杂的非双曲线形式。因此，基于双曲时距关系的速度分析方法不适用于各向异性介质转换波的速度分析。采用了由转换波资料直接进行速度分析和各向异性参数估计的方法，该方法应用分式展开时距方程及改进的相似系数能量准则，可简化处理过程、避免求取转换点、减少误差累积、提高速度分析精度。垦71地区实际资料的转换波速度分析处理表明了该方法的正确性。     

叠前时间偏移在三维转换波资料处理中的应用

在转换波资料处理中，共转换点道集的抽取和倾斜时差校正等是处理的难点，而叠前克希霍夫时间偏移技术不需要进行共转换点道集抽取、倾斜时差校正和叠后偏移等处理，就能实现三维转换波资料的全空间精确成像。为此，探讨了叠前克希霍夫时间偏移技术在转换波资料处理中的应用。论述了建立叠前时间偏移初始速度场的方法原理——根据转换波的特点，在转换波散射旅行时方程中引入各向异性参数，针对转换波速度和各向异性参数，利用“三谱”分析技术建立叠前时间偏移初始速度场；论述了建立叠前时间偏移速度场的方法原理——通过对共成像点道集的偏移、反正常时差校正处理、交互迭代解释速度和各向异性参数等，确定最佳的偏移速度场。将该技术应用于XC气田的三维三分量转换波资料处理，处理后的三维转换波叠前时间偏移剖面成像清晰，归位准确，地质形态细致。     

倾斜TI介质以下的成像构造

在倾斜页岩中,地震各向异性引起下覆构造成像和定位问题。我们为相对层面法向具有倾斜对称轴的横向各向同性介质(TI)P波地震数据开发出一种各向异性深度偏移方法。对深度成像速度模型输入各向异性和倾角参数,并用叠前深度偏移成像道验证拾取的各向异性速度模型。倾斜各向异性覆盖层以下的构造在各向同性和各向异性偏移中位置发生了显著变化。通过对TI介质倾斜对称轴旅行时的计算,2D叠前基尔霍夫深度偏移射线追踪法得到修正。各向异性深度偏移算法应用于物理模型和加拿大落基山逆断层及褶趋带的野外地震数据中,极大地改善了各向同性算法得到的地震数据定位和反射层连续性     

各向异性介质P—SV转换波速度分析方法及应用

地球介质中广泛存在各向异性,使得地震时距关系多表现为复杂的非双曲形式。因此,基于双曲时距关系的速度分析方法不适用于各向异性介质转换波的速度分析。我们在垦71地区资料处理中采用了由转换波资料直接进行速度分析和各向异性参数估计的方法,获得了较好的处理效果。该方法应用改进的相似系数能量准则,可简化处理过程、避免求取转换点、减少误差累积、提高速度分析精度。     

水平横向各向同性介质的反射时差反演：精度,限度和采集

水平横向各向同性介质（ＨＴＩ）是用来描述各向同性基质中垂向断裂最简单的方位各向异性模型。假设地下界面是横向均匀的；并且利用Ｐ波ＮＭＯ速度至少在三个不同炮检方向上随测量的方位的椭圆变化，我们可以估算出ＨＴＩ介质的三个关键参数：垂向速度、各向异性和对称轴的方位。这样的参数估算对２－Ｄ采集时测线之间的角度或３－Ｄ采集时的炮检方位以及反演过程使用的一组方位都比较敏感。尤其是估算方位时的精度对于各向异性的强     

应用几种算法分析直达波和转换波VSP数据的横向各向异性

在做横波勘探时,若不考虑方位各向异性的影响,就不能取得精确的结果。为了勘查裂隙,可以直接利用各向异性测量资料推断出裂隙的存在及其方位。然而,在应用横波勘探进行成像及AVO研究时,必须考虑各向异性引起的数据失真。因此,测量出研究区目的层的横波各向异性的量级、方位及随深度的变化是非常必要的。 文中用三种不同的算法研究了合成和实际数据集。这两种数据集都含有正交偏振产生的直达横波及地表纵波震源产生的转换横波。 算法是:包括剥层处理在内的四分量旋转法,它只能用于正交横波震源数据;互相关预测模拟法以及参数反演法。这些算法已用于直达横波以及地下模型转换所产生的横波。后两种算法还可用于单个震源产生的单相偏振的数据。 当这三种算法用于合成数据时,都可获得类似的结果。三种算法用于实际数据所获得的结果也基本相似。只是由于数据特征不同具有不同的灵敏度。实际转换波数据的分析结果是令人满意的,因为这些数据的频带比地表产生的数据的频带更宽。纵波震源的偏移距非常小,在2100米的井中为300米,因而转换横波传播路径是近于垂直的,这就避免了横向各向同性介质产生的各向异性效应的干扰。 实际数据分析表明,井底存在双折射的某些证据(可能达5％的各向异性),各向异性层与各向同性层呈     

转换波地震资料处理方法研究与应用

随着油气勘探开发的不断深入,转换波地震勘探已成为当前地震勘探研究的热点。通过对转换波处理当中的转换波静校正问题、方位旋转方法、共转换点道集抽取方法、转换波各向异性四参数速度分析方法以及叠前时间偏移成像等技术问题进行研究,并形成一套转换波地震资料处理流程。将上述方法与技术应用于苏里格地区实际地震资料,取得良好的应用效果。     

三维转换波叠前时间偏移方法研究与应用

三维转换波叠前时间偏移是在变速介质中的一种转换波偏移方法。影响转换波叠前偏移成像的主要因素有两个:一是旅行时;二是偏移算法。三维转换波叠前时间偏移的旅行时受偏移孔径、速度模型及双程垂向旅行时等诸多因素的影响,转换波旅行时由从激发点到成像点的纵波旅行时和成像点到接受点的转换波旅行时两部分构成。通过研究,提出了一种合理切实的转换波速度模型建立方法和旅行时计算方法,并通过理论计算和实际资料处理的结果表明,三维转换波速度模型建立方法和旅行时计算方法是非常可信和实用的技术。     

各向异性介质弹性波高斯束偏移方法

弹性波高斯束偏移是一种兼顾成像精度与计算效率的多分量地震成像方法,但当前的研究多集中在各向同性介质声波、弹性波成像和各向异性介质声波成像,针对各向异性介质弹性波偏移的文献相对较少。为此,在前人的研究基础上,发展了各向异性介质弹性波射线追踪方程,以二维各向异性弹性波Kirchhoff-Helmholtz积分为基础,利用弹性动力学表征的格林张量推导了各向异性介质中弹性波波场正、反向延拓公式,提出了一种针对各向异性介质多分量地震数据的成像方法。通过在成像公式中引入权函数,很好地压制各向异性介质成像中不同波型引起的串扰。通过引入符号函数,解决了转换波成像过程中的极性反转问题。TTI介质洼陷模型和TTI介质多层构造模型试算结果表明：与各向同性介质弹性波高斯束偏移方法相比,各向异性介质弹性波高斯束偏移成像结果的信噪比较高、同相轴连续性较好、构造位置更准确;使用多分量地震记录,利用纵、横波波场信息成像,有效提高了成像分辨率;与传统的基于标量波场的成像方法相比,所提方法的适应性更好。