初至旅行时层析反演近地表模型精度分析

为了提高初至旅行时层析反演近地表速度模型的精度,改善静校正效果,本文研究了激发井深以及约束速度对反演精度的影响。通过建立典型低降速层近地表模型,首先对比分析零井深、井深穿过低速层和井深穿过降速层三种情况下,射线穿过网格的特性及激发井深在低速层以下时,最小约束速度对低速层反演效果的影响;其次利用井口时间确定最小约束速度,并提出了辅助点激发确定最小约束速度的新方法;最后应用于合成与实际地震数据,提高了反演精度。

地震波初至旅行时计算策略

以波前扩展法为基础,提出了适合强速度纵横向变化的有限差分法地震波初至旅行时外推策略,即在计算时采用二阶精度的有限差分法对程函方程进行了近似计算。在没有出现对负数开平方的情况下只计算三个可能的体波,当出现已知条件不满足或算法不稳定(如对负数开平方)的情况时就计算可能的3个首波和两个散射波,两种情况下都取其最小值作为地震初至旅行时。采用二分法的旅行时查找方法,完成了初至旅行时算法的改进。复杂模型试算结果表明,该方法提高了初至旅行时计算的精度和稳定性。

三角网格中地震波初至旅行时的计算

本文提出一种在三角阿格中计算地震波初至旅行时的精确、快速新算法。在正三角网格中，我们给出了求解程函方程的有限差分格式，并采用扫描算法计算出模型中离散网格点上的精确初至时间。该方法易于实现并行计算。算法中考虑了透射波、散射波及首波。因此，对于速度任意变化的模型都能得到较好的计算结果。

零井源距VSP初至旅行时反演

本文在Byun反演各向异性参数方法的基础上,将最小平方反演技术用于零井源距VSP初至旅行时反演,以求取层速度和地层深度。文中给出了求解地层参数的准确计算公式。该方法的特点是在迭代反演之后进行相似性分析,将迭代反演的结果作为相似性分析的初值,然后根据最小均方误差求出地层参数的准确值。对理论模型和实际资料的计算表明,该方法是有效的。相似性分析可以部分地克服上层参数计算带来的累积误差,提高反演的精度。

南海北部陆坡崎岖海底区地震成像:OBS旅行时反演

深水陆坡油气资源丰富,是油气勘探的重要领域。由于陆坡水深变化较大、海底地形崎岖、地质构造复杂,地震成像存在诸多难点,其中,速度模型的建立是最大的难题之一。利用OBS(ocean bottom seismometer)数据上丰富的折射初至信息,采用旅行时反演方法建立崎岖海底区速度模型。OBS数据由广州海洋地质调查局在南海北部陆坡珠江口盆地东部海域采集,数据质量良好,存在大量的初至折射波。地震成像结果表明,在深水崎岖海底区,利用OBS的初至旅行时能够获得地震成像所需要的背景速度场。受限于高频近似的假设,初至旅行时反演结果分辨率较低。全波形反演可以提供精度更高的速度结构,初至旅行时反演结构可用作全波形反演的初始模型。

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。

折射初至波射线追踪方法研究

在复杂地表区采用传统的射线追踪算法得到的近地表速度结构与微测井测量结果偏差较大,造成这种情况的主要原因是求取射线路径的精度较低。采用常规的基于旅行时平方的非线性插值法虽然提高了射线路径和旅行时间的计算精度,但是不适用于速度变化剧烈地区。本文在分析此类非线性插值法误差来源的基础上对该方法进行改进,在充分考虑各种可能射线路径的基础上,采用非线性旅行时插值方法计算地震初至波的射线路径和旅行时。数值计算结果表明:本方法在保证地震波旅行时计算精度的前提下,可以采用较粗的计算网格提高射线追踪的效率,并能够适应各种复杂的速度结构。

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Marm-ousi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。

复杂区深井VSP层析求速度场的方法

针对中国西部山前带地区叠前深度偏移速度场尤其是深层速度场难以确定的难题,提出了一种复杂区深井VSP层析求速度场的方法。该方法以零井源距VSP速度作为相对稳定值填充井径附近速度网格,并通过零井源距VSP速度加权外推建立初始速度模型,同时还给出了一种基于置信度和射线长度的VSP初至旅行时双加权层析反演的算法,通过模型试算验证了方法的有效性。

基于球面波近似算法的地震射线追踪改进

射线追踪是一种重要的地震数据处理工具,而地震波旅行时的计算是射线理论的核心问题。平面波近似旅行时计算方法精度低,且对于介质速度的适用性弱,因此本文在精度较高的球面波近似旅行时计算方法的基础上,对射线追踪算法提出了改进。数值模拟结果表明了该算法的正确性,能够有效地处理速度畸变界面,在不影响计算精度的情况下提高计算效率。