在地震频带中计算的最大能量旅行时

利用初至旅行时进行克希霍夫叠前偏移,在复杂构造地区,其成像很差。为了避免这一问题,我提出了一种计算旅行时的新方法。它计算的是最大能量波至的旅行时,而不是初至旅行时。这种方法估算的是在地震频带中有效的旅行时,而不是通常的高频近似。我对赫姆霍基方程进行求解,来估算几个频率的波场,用它来代替求解程函方程得到旅行时。然后,为了计算旅行时、振幅和相位,我对波场进行了参数拟合。将这些参数用于克希霍夫成像算法而得到的图像,在质量上可与由全波场、有限差分、炮剖面偏移得到的图像相比。     

地震频带中计算的最大能量旅行时

业已证明,采用初至旅行时的叠前克希霍夫偏移法在复杂构造地区,其成像很差。为了避免这个问题的发生,我提出一个新的旅行时计算方法,即估算最大能量波至的旅行时;而不是初至波的旅行时。该法估算的是在地震频带内有效的旅行时,而不是常用的     

应用程函方程旅行时现克希霍夫偏移

计算克希霍夫偏移的绕射曲线的常规、稳健方法之一,是采用爆炸射线及在规则网格上进行旅行时插值。一种替换方法是直接在规则网格上求解程函方程,并求取旅行时,而无需计算射线路径。在这种网格上求解程函方程可简化偏移网格的时间插值问题,但在旅行时场的两个分支相遇点上该方法的定义不明确。同时,计算及存储问题限制了两种方法在三维情况下的应用,它们在二维情况下并不重要。新设计的网格化程函方程求解方法已经考虑了这些问题。该算法的二维形式已用于计算旅行时,以便用精确的速度模型实现Marmousi合成数据集的偏移。我们已将该结果与其它三种图像做了对比(标准的F-X域偏移、射线追踪克希霍夫偏移及常用的基于程函方程计算的旅行时的克希霍夫偏移)。F-X偏移图像上成像目标较克希霍夫偏移清晰。我们提出一种直接原因来解释这一现象。射线追踪克希霍夫偏移能产生最好的图像,其它两种方法产生的图像质量相当。     

能否用初至旅行时来绘制复杂构造图

当我们利用叠前克希霍夫深度偏移,并用程函方程进行有限差分得到的旅行时来完成复杂速度场的地震图像时,常常会遇到困难。问题并不在于克希霍夫偏移法本身的局限性,而是由于有限差分难以计算代表波场的强能量部分的旅行时。进一步分析表明:初至波在一定程度上常常与强能量同相轴有关.而与后续的波至存在于何处无关。其结果是用了运动学上不恰当的因子绘制了强能量地震同相轴,因而造成了深度上的错位。因此,我们建议:当速度场决定多个传播波至时,在对程函方程进行有限差分得到的初至旅行时域中,要十分慎重地将其应用于克希霍夫偏移。典型的情况是由地质构造引起的极强的局部速度不均匀的地方,这些地方将把入射与反射波场分成多个波至。严格地说,在这种情况下不能认为成象是运动学过程,因为成象必须明确依据多个波至中有关的振幅来完成。     

用半递归克希霍夫偏移法进行复杂构造的成橡

作者提出一种半递发克希霍夫偏移算法，该法通过波动方程拉平和克希霍夫偏移取得复杂构造的精确图像。该方法之所以颇为成功的原因在于：综把复杂的速度构造划分成若干小的渡区段，区段划分以易于放行时计算并能对应高能波至为原则。上述区段内计算得到的旅行时首先用于成像，然后再用于把整个观测系向下推延至下一区段的边界。由这一方法 图像一由炮点－剖面偏移法所获得的图像不相上下，但计算费用却可以降下来。因为旅行时是在很     

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。     

实用化的二维波动方程叠前深度偏移

实用化的波动方程叠前深度偏移技术正在进一步发展完善之中。本文仅比较了其中四种具有代表性的方法，即分步傅里叶法(SSF)、傅里叶有限差分法(FFD)、广义屏法(GSP)和空间一频率域有限差分法(XWFD)。这四种方法的基本思路是：将速度场分裂为背景场和扰动场；背景场的波场延拓采用相移法实现；扰动场的偏移成像采用不同的实现方式，从而构成各种方法的不同特点。文中对四种方法相应的脉冲响应进行了测试分析，同时用Marmousi模型数据和实测地震数据作了偏移成像处理，计算结果比较理想。还将波动方程偏移结果与克希霍夫积分法偏移结果进行了对比，分析表明波动方程偏移成像结果在分辨率和对弱信号的成像能力等方面明显优于克希霍夫积分法。     

用半递归克希霍夫偏移法进行复杂构造的成像

作者提出一种半递归克希霍夫偏移算法,该法通过波动方程拉半和克希霍夫偏移取得复杂构造的精确图像。该方法之所以颇为成功的原因在于:它把复杂的速度构造划分成若干小的深度区段,区段划分以易于旅行时计算并能对应高能波至为原则。上述区段内计算得到的旅行时首先用于成像,然后再用于把整个观测系(炮点和检波器)向下推延至下区段的边界。由这一方法获得的图像与由炮点剖面偏移法所获得的图像不相上下,但计算费用却可以降下来。因为旅行时是在很小的深度范围内计算的,所以不会产生焦散波、首波和多次波的不利影响。原则上,这种方法仅需要与标准偏移法相同的旅行时计算次数。以此法对Marmous数据集进行的试验产生了优异的结果。     

各向异性克希霍夫叠前深度偏移

随着地震勘探精度的提高,各向异性对于常规克希霍夫叠前深度偏移效果的影响已不容忽视。研究了利用P波非双曲旅行时求取各向异性参数的方法,当道集的排列长度远大于勘探目的层深度时,P波走时资料包含的信息可以用来确定VTI介质的各向异性参数。利用VTI介质的CMP道集,研究了二步法提取η参数的方法,即先利用短排列地震数据求取均方根动校正速度,再利用长排列数据和水平速度扫描法得到水平速度,通过转换得到各向异性η参数;采用基于声学近似的VTI介质程函方程,通过各向异性射线追踪计算旅行时。模型及实际资料处理结果表明,利用上述方法提取各向异性参数,进行VTI介质各向异性克希霍夫叠前深度偏移,使成像精度和质量得到了明显提高。     

稳健而有效的3D逆风有限差分旅行时计算

用3D程函方程的逆风有限差分解可以稳健而有效地计算复杂3D介质的初至波旅行时。此方法的重要应用是在用3D叠前克希霍夫深度偏移计算实现地震数据成像时旅行时的计算。该方法可实现以球面坐标表示的三分量慢度向量的径向外推。旅行时则通过     

上风有限差分计算旅行时

用上风(upwind)有限差分法可以高效地计算规则网格上的地震旅时。在其应用中要求解描述时间场各样度分量变化的守恒方程,再用数值积分就可容易地从守恒方程的解中得到旅时场。此守恒方程是从程函方程导出的,它的解就是初至时间场。与Vidale最近提出的类似方案不同之处在于,上风有限差分格式可完全以向量化形式实现。所得的旅时场可用于克希霍夫偏移和地震模拟,也可用于地震层析成像。现有很多可靠的方法可用于求解守恒方程。守恒原理起源于流体力学用来描述质量、动量的守恒。已经证明,地震勘探应用一阶上风有限差分格式已足够精确。上风格式模拟流体的变化过程,它只使用上游的信息因而它是稳定的。其他常用的差分格式在受到冲击时(即流体变量发生间断时),或表现不稳定,或损耗过多。在我们的方法解程函方程时出现的是时间梯度的间断现象。     

井间地震资料克希霍夫积分法叠前深度偏移

针对井间反射波资料的特点，采用克希霍夫积分法进行井间资料叠前深度偏移成像。讨论了对井间上、下行波场进行叠前深度偏移成像的一些技术细节和难点，以及井间叠前深度偏移成像处理中涉及的层析成像速度反演、波场分离等技术，并分析了井间反射波偏移成像的有效范围。最后通过模型试算，验证了方法的可行性，并取得了较好的成像效果。     

约束加权克希霍夫法VSP资料反射成像

本文给出一种ＶＳＰ资料共炮点道集地震资料反射成像的方法，它是由一种通过射线追踪求格林函数的方法，示出各成像点到各炮点和检波点的射线旅行时，射线振幅和射线路径，然后根据Ｓｎｅｌｌ定律找出满足反射定律的炮检对，利用约束加权克希霍夫法进行成像。本方法适应速度的纵向和横向变化，它优于简单的ＶＳＰ－ＣＤＰ资料转换成像方法，通过模型和实际资料的成像应用表明，此法不仅成像精度高，而且有利于改善剖面的频率特性。     

三维叠前转换波克希霍夫时间偏移方法研究

在地层含气时，转换波勘探可以获得更为丰富的地下信息。但由于转换波的射线路径不对称，因此转换波的叠前偏移比纵波复杂。在VTI介质中，三维叠前转换波克希霍夫时间偏移的旅行时受偏移孔径、速度模型和双程垂向旅行时等多种因素的影响，为此，对转换波旅行时的计算方法和偏移算法进行了讨论。转换波旅行时由激发点到成像点的纵波旅行时和成像点到接收点的转换波旅行时两部分构成，通过建立旅行时表来提高偏移计算效率，保证旅行时精度。同时，讨论了基于VTI介质的三维转换波叠前时间偏移近似算法，利用理论模型验证了叠前时间偏移方法的正确性。对西部某油田实际转换波地震资料进行三维叠前时间偏移的结果与井资料较为吻合，含气地层的成像优于纵波。     

经济的二维叠后可西霍夫深度偏移技术

通过地震剖面的倾斜信息来估算入射波的方向，可以提高可希霍夫偏移的效率，只在入射波的方向上才需射线追踪。因此追踪量大大减小。谈方法不需建立旅行时表，因此只占用少量内存。输入数据压缩，将每次抽样分布限制在射线的一个菲涅尔带内，减少计算时间。野外数据测试表明：该新算法比传统的可希霍夫方法快近30倍，主要的结构特性可以很快描述出来。在速度和图像数量上存在一种折中，最佳的折中可通过选择偏移参数来实现。     

3D真振幅有限炮检距偏移

非零偏一次反射纵波能被成像到经3D时间偏移或深度偏移后的反射波剖面之中,因此偏移后的波场振幅反映了反射波系数随入射角的变化,包括最近提出的加权绕射叠加法在内的各种偏移/反演算法都是以Born近似或克希霍夫近似法为基础的。本文提出了一种3D克希霍夫型叠前偏移法,这种方法预先以零级绕射线近似来描述被成像波场的一次反射波。这样,试图恢复与入射角有关的反射系数这一主要问     

双参数层析校正的聚焦深度分析

叠前偏移速度分析的难点是速度模型的迭代修正。本文以深度聚焦分析和双参数反射层析成像两种不同的速度估算方法为基础，通过时移，利用克希霍夫积分法深度偏移获取深度聚焦分析面板，利用CRP层析成像方法来调整速度和深度模型，不仅克服了常规深度聚焦分析中模型修正公式的三个基本假设条件(小倾角反射层、小偏移距和简单上覆层)的限制，而且推出了一种新的地震速度估计和修正的方法。该方法通过聚焦深度分析和CRP射线追踪来获得剩余时差，避免了叠前反射层析成像繁重的旅行时拾取工作。从数值模型的计算结果看，本文方法对常规速度分析难以处理的速度横向剧烈变化和复杂上覆层问题有较好的适应性和处理效果。     

苏北盆地火成岩发育区复杂断块精确成像对策

叠前深度偏移是解决构造及速度场双复杂区成像的有效方法,为了验证克希霍夫积分法叠前深度偏移及逆时偏移在苏北盆地火成岩发育区复杂断块的精确成像能力,进行了基于苏北盆火成岩区复杂断块模型的成像试验,结果显示:在提供可靠的高频近似速度场的情况下,逆时偏移优势明显,反之,则克希霍夫积分法叠前深度偏移是可行的选择。为验证实验结果,选取信噪比较高的实际数据建立可靠的高频速度场并进行成像处理,结果证实:逆时偏移在断块成像及火成岩下目的层成像方面,效果明显优于克希霍夫积分法叠前深度偏移。因此,苏北盆地火成岩区复杂断块精确成像的方法选择,应根据数据信噪比而定,信噪比高,可建立较准确的高频速度场,宜采用逆时偏移;信噪比低则采用克希霍夫叠前深度偏移。     

无反射递推算法叠后逆时偏移的研究与应用

偏移成像是地震数据处理的重要环节之一,传统的偏移方法主要有基于克希霍夫积分法和基于波动方程两种。克希霍夫积分法射线追踪困难,复杂介质中存在焦散、多重路径的缺陷以及高倾角构造成像精度低的问题。传统的偏移方法都是按深度外推计算的,而逆时偏移则是在时间轴上实现外推,可以看作反时间方向的正演模拟过程。传统的基于波动方程的偏移成像方法都是基于单程波实现的,而逆时偏移则基于全波(双程波)方程。逆时偏移结果是上行波传播时间等于零时的空间域地震波场,相当于在地下的地层界面上进行观测的结果。逆时偏移不存在倾角限制问题,理论上可以适用于速度任意变化的模型。本文从叠后逆时偏移出发,对无反射递推算法叠后逆时偏移技术做了较深入的探讨,并将该技术应用于模型数据处理和实际资料处理中,均取得了很好的效果。     

井间直达波层析成像的井斜校正研究与应用

在钻井过程中由于地层倾斜等原因，导致井的轨迹不是过井口的垂线，而是一条空间曲线，这就造成井间地震成像计算所用的初至旅行时存在偏差，影响成像精度。为此，本文提出了解决井斜校正的方法。通过对合成井问地震记录和实际记录进行试算，结果表明，该方法能够解决井斜造成的直达波旅行时误差，可提高速度反演的精度。