克希霍夫法VSP多波联合成像

VSP转换波跟VSP纵波或常规地面转换波相比,具有较高的分辨率和信噪比,但传统的VSP成像方法只利用了反射P波信息,而把转换波(反射S波、透射S波)以及透射P波当作影响成像质量的噪音.本文给出了一种VSP共炮点道集多分量地震资料克希霍夫法偏移成像的方法.本方法充分利用了多波(反射P波、反射S波、透射P波、透射S波)信息,根据转换点处四种波同时起跳,能量叠加最大的原理,从接收点分别用向绕射点延拓它们的能量,并将其叠加起来,求得的和最大的一点即反射点.通过模型试算和实际资料处理表明,此法成像精度高,信噪比高,且有利于改善剖面的频率特性.

隧道瞬变电磁克希霍夫偏移成像与地质灾害探测

隧道绿色施工不仅需要预报工作面前方突水突泥等低阻异常,更需要查明灾害体的地质构造,为灾害预警与防治提供保障。传统的瞬变电磁解释方法仅能够提供单一电阻率信息不能满足隧道地质灾害治理要求。因此,将虚拟波场成像技术引入到瞬变电磁隧道探测技术中,期望实现灾害体电性与结构综合解释。首先,根据波场变换原理将瞬变电磁数据转换到虚拟波场;然后,利用电阻率成像算法计算工作面前方电阻率建立虚拟波场速度模型,利用波动方程克希霍夫积分解进行波场延拓实现瞬变电磁虚拟波场偏移成像;最后,综合电阻率与偏移成像结果对工作面前方地质体进行解释,判断地质灾害体的电性与构造特征。分别采用充水溶洞、充水断层两类常见灾害模型对算法进行验证。充水断层模型电阻率成像结果可以识别工作面前方低阻异常,但是异常分布范围略有增加,且不易判断倾斜角度;而偏移成像结果有效地识别异常的边界位置且对应准确,更易容判断异常倾斜方向。充水溶洞模型电阻率成像结果可识别溶洞的低阻异常与位置,但是异常形态与实际模型略有偏差;偏移成像结果圈定了模型的前后边界且与模型吻合较好。实测数据偏移成像结果有效圈定了低阻异常位置与裂隙形态,预测结果与已知出水孔情况相符。理论模型与实测数据结果表明,虚拟波场克希霍夫偏移成像结果既包含地质灾害体的电阻率分布,又能识别灾害体电性分界面,为地质灾害预警与防治提供了丰富的地质信息。

叠前克希霍夫成像技术及其应用

对绕射面进行精确估算并使它们收敛到真实位置 ,就可以得到准确的成像。常规动校正和DMO只能近似地完成这项工作。叠前克希霍夫成像能够避免近似计算 ,并使地震成像更为精确。通过实际资料和合成数据的应用 ,表明了叠前克希霍夫偏移能够提高成像的分辨能力。偏移可以在时间域和深度域实现 ,叠前时间域和深度域成像的区别仅仅在于它们处理横向速度变化的方式不同。深度域算法能够适应速度的横向变化 。

基于双程波方程走时的克希霍夫深度偏移技术

传统克希霍夫偏移采用高频近似假设,难以适应复杂速度模型结构。在复杂速度结构工区,射线追踪方法存在焦散、阴影和多波至问题,走时场精度较低,偏移算子的振幅加权是走时场的函数,在折射盲区与模拟波场的振幅差异较大。本文实现了基于GPU的双程波方程克希霍夫偏移,首先利用双程波波动方程计算走时场和振幅场;然后采用振幅场对偏移算子进行加权,逐道偏移,最终输出成像道集。试验中采用GPU求解双程波方程来改善运算效率,利用坡印廷矢量进行上下行波分解,存储下行波最大振幅的走时场和振幅场。结果表明,本文实现的偏移算子脉冲响应不存在偏移阴影区域,成像剖面在盐丘下部信噪比和同相轴连续性明显优于传统克希霍夫方法。本文研究的方法改进了克希霍夫偏移的成像质量,保持了传统克希霍夫高频率、高效率、灵活输出各种道集的优势,具有较高的实用价值。

基于程函方程的克希霍夫全平面域偏移成像方法

本文分别以直射线和弯曲射线初至波层析反演技术重建的速度为偏移速度,采用波前扩展外推方式求解程函方程,求取了成像区域内各节点初至波时间场,应用克希霍夫积分偏移技术对复杂模型叠前数据进行全平面偏移成像,成像结果表明:弯曲射线层析反演方法获得的速度场较直射线层析结果对速度异常体的刻画更准确,以弯曲射线层析反演速度场作为偏移速度可以获得较好的偏移成像结果。

高精度克希霍夫三维叠前深度偏移及并行实现

针对三维叠前克希霍夫深度偏移过程中成像精度和偏移计算效率两项技术指标 ,开展了实用技术研究。一是为提高成像精度而开发的 3种反假频算法、 3种走时插值方法、 2种偏移孔径计算方法及振幅保真处理 ;二是为提高计算效率进行的并行处理机制研究 ,包括叠前数据分割、成像体分块、数据空间重排、内存控制、输入 输出效率的优化及利用偏移算子的局部性解决跨节点负载平衡问题。采用国际通用的Marmousi模型、SEG EAGE模型进行测试 ,成像深度误差小于 5% ,并行计算效率高达 80 % ,应用于霍多莫尔 118km2 的三维地震资料处理后 ,取得满意结果。

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。

克希霍夫三维偏移中的反假频技术

克希霍夫三维偏移过程中,由于受假频的影响,偏移成像结果的质量往往会降低。针对这一现象,主要探讨了算子反假频问题。其思路是首先获取相关的算子假频准则,然后通过对地震道进行局部的三角形滤波,从而实现对偏移算子进行反假频处理。通过实际资料的应用可看出,与常规孔径加权法相比,基于三角形滤波的反假频技术能够有效地去除算子假频。

克希霍夫积分偏移在探地雷达中的应用及实现

详细分析和论述了克希霍夫积分偏移原理及其在探地雷达成像中的应用,针对单目标和多目标做了仿真实验。实验结果证明:将克希霍夫积分偏移原理应用在探地雷达成像中具有精度和效率较高、算法简单等优势。

输出道成像方式的共反射面元叠加方法I——理论

共反射面元(Common Reflection Surface)叠加是一种独立于宏观速度模型的零偏移距成像方法,该方法属于典型的克希霍夫型成像方法.根据成像方式的不同,克希霍夫型成像方法可以分为两大类:输出道成像方式和输入道成像方式.考察共反射面元叠加方法,它属于输入道成像方式.本文基于理论模型数据,实现了输出道成缘方式的CRS叠加方法.相比传统的输入道成像方式,它具有能够保证大偏移距反射信息的成像精度和计算效率较高的优点,而且更加容易推广到三维情形.

基于两步弥散算子的共反射面元射线束成像方法研究

基于克希霍夫统一成像理论,对共反射面元射线束成像方法进行了深入分析.通过这种分析可以得到一种新的共反射面元射线束类成像实现方式:基于两步弥散算子的共反射面元射线束类成像方法.当仅实施第一步弥散时,即可获得信噪比大幅提高同时更为规则的叠前道集.二维、三维的理论和实际数据算例证实了上述观点.

电性源瞬变电磁地空逆合成孔径成像

电性源地空瞬变电磁法具有工作效率高、勘探深度大、采集信号信噪比高、适用于地形地质条件复杂地区等优点.但是,到目前为止,由于尚未建立起该方法的解释系统,大大制约了该方法的发展.本文旨在建立起完整的地空电磁探测系统,丰富整个探测系统的理论.本文围绕地空瞬变电磁法全域视电阻率定义、瞬变电磁虚拟波场的克希霍夫偏移成像、逆合成孔径成像方法三个科学问题进行了系统研究.提出了用磁场强度定义全域视电阻率的迭代算法,理论模型试验结果表明计算出的视电阻率曲线首支趋于第一层电阻率,尾支趋于最后一层电阻率,实现了全空域、全时域视电阻率的计算;在先前研究的基础上,实现了适合电性源地空装置的瞬变电磁虚拟波场的克希霍夫偏移成像;采用相关迭加技术,实现孔径内多测点数据合成,将传统的单点处理方式发展成为逐点推移多次覆盖的逆合成孔径处理方法.层状模型试验表明:(1)全域视电阻率能够光滑、完整、渐变地反映出模型的电性信息变化;(2)当改变三层模型中间层电阻率时,全域视电阻率曲线随着参数的改变分异明显,对电性层的识别容易且直观;(3)由于在电阻率计算中同时考虑了接收机高度、偏移距、时间等各参数的影响,全域视电阻率可实现全空域、全时域的视电阻率计算.含水采空区的复杂模型算例表明:(1)根据不同测线的全域视电阻率结果可以看出,在靠近采空区的位置,全域视电阻率断面可以清晰地反映出采空区的空间位置,随着测线离采空区越来越远,采空区异常越来越弱直至消失;(2)波场变换和偏移成像的结果显示存在两个电性差异较大的界面,上界面指示地表,由于空气和大地之间的电性差异较大,故该界面波场信号反映强烈,遍布整个区域,下界面异常信号则主要集中在中部,向外逐渐减弱,指示采空区;(3)逆合成孔径成像结果表明地表界面在合成前后没有变化,而采空区异常合成后范围明显变小,且异常边界清晰,指示的采空区位置与模型吻合很好.本文借助于逆合成孔径雷达成像的基本思想,建立了一套电性源瞬变电磁地空逆合成孔径成像方法.基于反函数思想结合迭代算法提出的电性源地空瞬变电磁法的全域视电阻率定义方法,实现了全空域、全时域的视电阻率计算;借鉴瞬变电磁拟地震偏移成像算法,实现了瞬变场的三维成像;借鉴逆合成孔径雷达的思想,提出电性源瞬变电磁地空逆合成孔径算法,进一步提高了成像的分辨率.采空区模型算例表明相关叠加合成确实具有增强有用信号、提高信噪比、提高分辨率的诸多优点,证实了瞬变电磁地空逆合成孔径成像方法的有效性.

瞬变电磁法三维拟地震成像信息提取技术

在瞬变电磁法中,为提高对地下电性界面的分辨率,可移植地震勘探中的诸多技术对界面直接成像,以克服反演中的不适定性.首先为使得波形在高低不同的电性基底所产生的虚拟反射波振幅有可比性,在将原有瞬变电磁场逆变换成虚拟波场数据的基础之上,需要求取均衡系数;接着通过对虚拟波场的离散数据求取反褶积,可基本抵消波场变换的展宽作用和大地滤波影响,以达到对电性界面精确定位的效果;然后,对波形做低通滤波处理后运用克希霍夫积分公式,将虚拟地震波场由地面向地下反向逆时偏移成像.把波场分析原理用于对瞬变电磁场的解释,就形成了瞬变电磁偏移方法.从波场角度看,它拓展和丰富了瞬变电磁场的内涵.使用本方法,可更加容易得到从前用常规解释方法处理无法提取的信息.在延拓成像中可更精确的确定界面深度,并为在瞬变电磁法中合理引入拟地震处理解释方法提供重要的理论依据和实验参照.

巷道超前探测散射成像处理技术

国内外在隧道施工过程中已开始应用反射波法超前探测前方小构造,如断层、陷落柱。由于前方的断层面、陷落柱界面起伏不平,所以接收到的反射波能量较弱,难以精确成像,而基于惠更斯原理的散射成像方法能充分利用地震信号的全波场信息,具有较好的偏移成像效果,散射成像为巷道超前探测提供了一种可行的成像方法。笔者通过建立巷道超前探测模型,分析了散射成像处理技术的效果,验证了散射成像方法应用于巷道超前探测的可行性。

旋转目标RCS的二维成像

应用标量克希霍夫积分定理分析了旋转目标RCS的二维成像问题,获得在双天线测量系统中成像剖面包含从雷达到目标的轴线和成像剖面垂直于收发天线的联线。收发天线的联线与成像剖面垂直时可得到目标RCS的二维成像;当收发天线联线与成像剖面平行时仅能得到目标RCS的一维成像。该结论为旋转目标RCS二维成像系统设计提供了理论基础。

叠前深度域偏移成像技术及其应用

根据"西部煤炭资源高精度三维地震勘探技术"项目中对国内外各种深度域偏移成像方法和特点的调研成果,对各类深度域成像的算法和特点进行了总结,指出不同深度域成像算法选取原则主要依据构造复杂程度和横向速度变化情况。结合克希霍夫叠前三维深度域偏移模块说明深度域偏移原理和工作流程,并以实例说明叠前深度域成像能够解决因第四系地层厚度剧烈变化造成的下覆煤层赋存形态被扭曲、深度误差大、断层平面位置不准确等问题。该实例中,叠前深度域成像划分的煤层深度比时间域偏移剖面解释结果向下移动40多m,钻探结果证实其解释的煤层深度和断层位置比较准确。

高斯射线束叠前深度偏移成像研究

高斯束偏移方法弥补了克希霍夫偏移方法在处理多值走时及焦散问题方面的不足,同时突破了单程波偏移算子的倾角限制。系统介绍了高斯束偏移方法的基本原理,应用理论模型验证了高斯束偏移方法在陡倾角构造成像能力上优于二阶广义屏算子这一结论。由于高斯束中心射线携带了丰富信息,在偏移算法中给出了直接计算角度域共成像点道集的方法。实际数据测试结果表明,在复杂构造、陡倾角以及低信噪比资料成像方面,高斯束偏移成像效果明显好于目前常用的克希霍夫偏移成像方法。

全方位角深度域成像在松辽盆地低信噪比资料处理中的应用

松辽盆地北部凹陷断裂发育,石炭—二叠系地层倾角大,构造复杂且横纵向变化剧烈,地震反射信号弱、资料信噪比低。常规的克希霍夫叠前时间偏移和叠前深度偏移虽然在一定程度上能解决复杂构造成像问题,但是成像方法和适应条件都有一定的局限性,特别是对于该地区低信噪比的地震资料,这两种方法都不能达到令人满意的成像效果。应用全方位角深度域成像处理技术,在松辽盆地低信噪比资料处理中成像效果明显,实现了深层陡倾角构造弱反射信号的良好成像。

井间地震反射测量的成像能力

地震偏移要取得好的效果，重要的是应知道局部构造上每个采样点的倾角采样范围。对井间地震反射测量而言，成像点的倾角采样的分布受观测系统的控制，其中有震源和接收排列的长度及各自的元素间距。我们用实际资料来说明它对井孔附近及井间中心处剖面质量的影响。

等旅行时面共反射面元叠加的应用研究

本文基于克希霍夫成像理论,对共反射面元(CRS)叠加方法进行了深入分析,阐述了等旅行时面共反射面元叠加方法(CRS-OIS)原理及其测试效果。指出CRS-OIS是对于传统共反射面元叠加方法的重要改进,它简化了传统CRS叠加方法,可以同时得到信噪比大幅度提高的叠前道集与零炮检距成像剖面。该方法首次被用于南海深水二维地震数据处理,处理结果表明基底与莫霍面的成像品质得到明显改善,提高了剖面的可解释性。