基于有限差分低秩分解策略的黏声各向异性纯qP波正演模拟方法

地下介质的黏弹性和各向异性特征会导致地震波出现相位频散和振幅衰减,如果在地震数据处理中忽略这些影响,那么成像结果会出现同相轴畸变和偏移假象。常规黏声TTI介质拟声波方程可用于模拟地震波在黏声各向异性介质中的传播特征,但存在伪横波干扰和受模型参数限制(各向异性参数ε必须大于δ)等问题。为了解决上述问题,将基于声学近似的纯qP波频散关系与常Q衰减模型相结合,推导了一种黏声TTI介质纯qP波方程。该方程包含解耦的相位频散和振幅衰减项,便于实现衰减补偿逆时偏移。基于新推导的方程,发展了有限差分低秩分解求解策略,实现了黏声TTI介质纯qP波正演模拟。数值模拟结果表明,该方程克服了黏声TTI介质拟声波方程的局限,可较为准确且稳定地模拟地震波在黏声各向异性介质中的传播过程。同时,该有限差分低秩分解求解策略继承了有限差分求解方法高效的优势,相比于传统低秩分解法具有更高的计算效率。

基于伪解析法的TTI介质纯qP波地震波场正演模拟

近年来,各向异性介质纯qP波正演模拟及逆时偏移成像技术受到广泛关注。常规拟声波方程存在伪横波干扰、受模型参数限制(ε≥δ)、传播不稳定和计算精度不高等因素影响,极大地限制了其应用。为此,本文将qP波拟微分方程变换到空间—波数域,并通过坐标变换,推导了时间域TTI介质二阶纯qP波波动方程;为提高计算精度,引入伪解析算法(pseudo analytical method, PAM),实现了基于伪解析法的TTI介质纯qP波地震波场正演模拟。数值模拟结果表明:(1)本文方法克服了拟声波方程的局限性,消除了伪横波干扰,不受模型参数限制且地震波场能稳定传播;(2)与其他方法相比,伪解析法能有效提高数值模拟精度;(3)简单及复杂模型测试验证了本文方法的正确性与适用性。

复杂介质中地震多次反射波快速正演模拟

多次波的压制方法研究及多次波对一次波振幅随炮检距变化 (AVO)影响的分析 ,需要实用的多次波正演模拟方法 .提出了适用复杂层状介质的多次波射线码的计算方法 ,使得多次波的射线追踪易于快速实现 .同时 ,提出了减少多次波计算量的量板表法及插值法 .模型的多次波计算结果表明 ,多次波振幅的计算精度高 ,计算速度快 ,对文中设计的模型 ,振幅的最大相对误差为 1.8% ,而计算时间减少了 0 .6倍 .

浅层地震反射波法数据采集参数正演模拟研究

数据采集是浅层地震勘探的首要环节,对后续数据处理和解释都有重大影响。本文在分析浅层地震勘探实际应用条件和方法技术特征的基础上,建立了浅层地震地质模型,并针对不同的采集参数进行了正演模拟研究,重点讨论了不同排列长度以及最小偏移距对单炮记录的影响,由此得出了浅层地震勘探最佳窗口选取的主要依据是浅部目的层的最大入射角,即浅部目的层层位埋深与最大偏移距的关系。正演模拟结果表明,"小排列"不仅是浅层地震勘探的特点,更是数据采集质量的有力保障。

基于地质建模的波前重构正演方法模拟多次波

地震正演模拟是地震数据采集、处理和解释的基础,随着勘探精细程度的提高,正演模拟方法越来越受到人们的重视。所采用的射线追踪正演模拟方法集地质建模和波场正演于一体,利用波前重构方法可以快速地进行全部地质体或者选择目的层进行模拟,运用该方法进行了鬼波和层间多次波的实际模拟,并给出算例,表明该方法有效且便捷。

基于反射率法正演的薄层多次波场成分及特性分析

多次波是地震数据处理中较为常见的一种噪声干扰,对于一般厚层介质,压制多次波的方法已经较为成熟。但是在薄层介质的地震响应中,多次波成分较厚层要复杂得多,常规处理手段对薄层地震响应效果不佳,因此需要对薄层地震波传播规律和波场特征进行研究,以发展适用于薄层的地震数据处理方法。文章利用反射率法正演合成厚层和单薄层的地震记录,分析薄层与厚层地震记录中多次波场特征的区别,并计算薄层地震记录中多次波能量占反射波总能量比值与二阶以上的高阶多次波占多次波总能量比值。研究结果表明,薄层地震记录中多次波与一次波存在混叠且多次波能量占比较大,直接对多次波进行压制可能会导致有效波振幅的损失和地层信息的丢失;而多次波能量96%以上由一阶和二阶多次波贡献,二阶以上的高阶多次波在后续处理中可忽略或近似。

基于多次波逆时偏移的海洋垂直缆探测精度模拟

海洋垂直缆地震勘探是一种将水听器垂直布放到水中的探测新技术,与传统的拖缆地震勘探相比,具有高分辨率和高信噪比的优势。针对海洋垂直缆观测系统的不同造成的地震照明密度差异特点,采用多次波逆时偏移成像方法,对Marmousi模型进行基于声波方程的垂直缆地震采集正演模拟和成像处理,分析了垂直缆地震勘探方法的探测精度。结果表明,当垂直缆位于勘探区域的中部时,对勘探目标层的成像更为有利,对含有自由表面多次波的地震数据进行成像能有效增加地下的照明范围,使得高陡构造区域的成像结果更为清晰。该研究对海洋垂直缆地震勘探观测系统设计和高精度成像处理意义重大。

基于AVO正演模拟的自由表面多次波压制方法

针对SRME和Radon变换压制自由表面多次波的近道多次波残留和伤害有效波等问题,主要采用基于AVO属性分析的多次波剔除法对近道多次波进行压制,该方法在迭代更新过程中,受近道多次波影响容易出现更新误差,同时迭代更新降低计算效率.本文对基于AVO属性分析的多次波剔除法进行改进,利用中远道地震数据进行约束,通过AVO正演模拟构建有效波的AVO属性抛物线,进而对近道多次波进行压制.该方法在构建有效波AVO属性抛物线过程中,无需迭代更新,提高了计算效率.同时该方法在多次波压制过程中不受多次波的影响.由模型测试及实际地震资料应用效果证明,本文方法能够较好的压制自由表面多次波,该方法为油气田进一步精细勘探开发提供可靠保障.

基于反射率法的TTI介质正演模拟

本文在平面波入射和全固态各向异性介质的假设条件下,推导了水平层状TTI介质中的频率—慢度域纵、横波反射/透射系数表达式,合成了截距时间—慢度(τ-p)域地震记录,分析了各向异性参数对反射纵、横波AVO特性的影响;利用τ-p变换和迭代相似系数加权相结合的方法合成了球面波,压制了积分截断效应。研究结果表明:①τ-p变换和迭代相似系数加权相结合的方法压制截断效应效果良好。②对于反射纵波,TTI介质中的θ、ε、δ参数既控制大角度入射,也控制小角度入射,VTI介质中ε控制大角度入射,δ控制小角度入射;对于反射横波,各向异性参数对AVO特性的影响规律还有待进一步研究。③受地下介质的各向异性影响,用不同的各向异性参数进行反射率法正演模拟得到的合成记录是不相同的,并且TTI介质反射率法得到的纵、横波合成记录不涉及解耦问题。模型测试证明本方法具有较高的精度和效率。

伪谱法地震波正演模拟的多线程并行计算

地震波的正演模拟,尤其是3D正演模拟,往往涉及大规模的数据存储和计算,问题的规模往往超出计算机的物理内存,或者计算时间让问题的求解者难以忍受,即使采用目前存储和计算能力很强的计算机,其计算费用仍然是十分昂贵的.本文提出一种基于多线程协同使用多CPU和计算域分割的正演模拟并行计算技术,使得问题的求解过程得以加快,大大地缩短了用户等待的时间.为了检验我们的并行算法的可行性,文中以傅利叶正演模拟技术为例,给出了声波和3D各向异性弹性波模拟的例子,并对不同版本(串行、并行)运算效率进行了比较,证实了方法的有效性.

微屈多次波正演模拟及其在中原油田深层地震资料解释中的应用

对微屈多次波的压制或利用是地震资料处理、解释中的一个难题。正演模拟是压制或利用微屈多次波的基础。笔者利用层状介质非线性模型理论,发展了一种正演模拟微屈多次波的方法。利用这一方法在中原油田深层地震资料解释中作了初步应用,取得了一些有用的成果。该方法也可以在地震子波分析处理和提高地震资料分辨率中发挥作用。

正交各向异性介质地震弹性波场的伪谱法正演模拟

自Bush和Crampin等人用ORA介质模型成功地解释了巴黎盆地观测到的横波分裂异常以来 ,正交各向异性问题的研究已引起了地球物理学界极大的兴趣和重视。现在 ,地球物理学界也越来越意识到 ,对于许多地球物理问题 ,正交各向异性可能是最简单的实际介质模型。在建立一般观测坐标系下正交各向异性介质波动方程的基础上 ,着重讨论了相应的伪谱法波场数值计算的稳定性条件 ,进而用伪谱法实现了正交各向异性介质弹性波场的正演模拟 。

VSP正演模拟研究西湖凹陷多次波形成机制

西湖凹陷地震资料品质普遍较差,其主要原因是该区地震地质条件的显著特点是砂泥岩薄互层发育,速度和密度不存在大的突变或大的台阶状变化,难以形成强反射界面,决定了地震层间多次波发育。众所周知,地震多次波压制一直是地球物理学界的难题,为了解决这一难题,利用VSP正演模拟研究西湖凹陷的多次波形成机制,识别产生多次波的主要界面或层段,为数字处理中压制多次波提供依据。研究思路是以西湖凹陷实际钻井资料为基础,研究多次波的运动学规律与动力学特征,然后用VSP正演模拟等手段找出产生多次波的主要层段或界面,确定多次波的相对强度及影响有效波的主要多次波类型。研究结果得知该区所有较强的反射界面都可产生多次波,影响地震成像质量的多次波类型是各种不同路径的多次波叠加后的复合多次波。

复杂介质多波地震正演模拟的动力学射线追踪法

介绍了根据斯奈尔定律和Zoeppritz方程，以动力学射线追踪进行二维各向同性介质多波地震正演模拟的一种方法，该方法不仅适用于复杂的地质构造情况，而且也适用于地层速度纵向和横向变化的情况，不仅可以追踪地震波的射线旅行时，也考虑了地震波在地层界面处的透射和反射损失等因素，从而可追踪地震波的动力学特征，该方法速度快，精度高，是一种比较实用的动力学射线追踪方法。

基于正演分析的高阻抗地层下多次波压制技术

随着勘探程度的不断提高,勘探目标向着浅、深方向发展是我国东部老油田发展方向之一。在泌阳凹陷深凹区由于存在横向展布比较稳定的白云岩沉积,不仅屏蔽了地震信号能量的有效下传,而且造成了多次波的发育,加之深层系地层经强烈压实作用后,砂泥岩的速度、密度接近,没有较强的波阻抗界面,致使深层系地震资料的信噪比极低,极大地影响了构造解释和储层预测。在基于模型的多次波渐近射线法正演模拟结果基础上,搞清多次波的运动学和动力学特征,为多次波压制方法的选择提供依据,并提出相关的配套处理手段,提高深凹区白云岩高阻抗层下深层地震反射质量的处理水平。通过剔除拟合法去除多次波和能量补偿等手段,提高了泌阳凹陷深层系地震资料的信噪比和分辨率,取得了很好的勘探效果。

时域多分辨率法在探地雷达三维正演模拟中的应用

应用小波伽略金方法,对Maxwell的2个旋度方程进行离散化,导出DB2-MRTD算法的探地雷达3D差分公式、数值稳定性条件。在此基础上,开发探地雷达MRTD法正演模拟程序。所开发的对三维立方体小空洞体模型进行正演模拟。研究结果表明:采用该程序极大地提高了运算速度,改善了三维探地雷达正演方法;相应的正演合成三维剖视图及切片图指示了立方体小空洞体的雷达波空间的三维响应特征;模拟结果表明,采用时域多分辨率法可提高探地雷达探测的可靠性、准确度。

探地雷达时域多分辨法(MRTD)三维正演模拟

应用小波伽略金方法,对Maxwell方程进行离散化,导出了DB2-MRTD算法的探地雷达3D差分公式、数值稳定性条件.在此基础上,开发了探地雷达MRTD(multi-resolution time domain)法正演模拟程序,该程序极大地提高了运算速度,改善了三维探地雷达正演方法,并利用该自制程序,对三角形金属体模型进行了正演模拟,得到了其相应的正演合成三维剖视图及切片图,通过对这些模拟结果进行分析,可以加深对三维雷达反射特征的认识,提高探地雷达探测的可靠性、准确度,同时也说明时域多分辨率法在探地雷达三维正演模拟中的有效性.

基于一致性消除法的盾构隧道探地雷达正演模拟研究

探地雷达技术现已广泛应用于盾构隧道的病害检测中,然而隧道衬砌内钢筋产生的多次波反射,给雷达数据的解释带来了极大困难。文章基于对盾构隧道常见病害的研究实例,采用Gpr Max2D软件对隧道衬砌壁后注浆不均和隧道管片存在裂缝的两种典型工况进行了探地雷达正演模拟,应用一致性消除法处理模拟数据,有效压制了隧道衬砌正演模拟中钢筋多次波的影响,成功获取了上述两种典型工况下的雷达图像特征,验证了该方法的有效性。

多次波正演与SRME技术影响因素分析及应用

针对深水采集的地震数据包含严重的多次波,多次波与有效波互相叠合使得地震剖面的同相轴难以区分和追踪解释的情况,采用实际资料的层位,建立三维地质模型并用实际的导航数据正演模拟野外放炮施工,由于正演模拟的数据层位较少,可针对性地分析三维SRME技术预测多次波模型的影响因素,如空间采样、扩展半径等,然后应用于实际地震数据的SRME处理,比较二维SRME与三维SRME的应用效果,验证了三维SRME比二维SRME能更有效地衰减多次波。

层间多次波模拟与影响分析

有效模拟层间多次波是压制层间多次波或分析层间多次波影响的基础.基于点震源的球面波理论,采用反射率法有效模拟了层间多次波.基于三层介质地质模型,利用本文方法模拟了考虑层间多次波条件下地震波传播特征,对多种层间多次波进行了有效识别,验证了方法的有效性.基于实际油田条件研究了煤层产生的多次波对下伏低速气层顶界面的一次波AVO(振幅随偏移距变化)的影响.模型模拟计算结果表明,利用本文研究反射率法可以得到地震波场的完全解,包括地震波在地层中传播时形成的一次波、多次波和转换波信息,层间多次波的存在可以改变目标层的反射波波形特征、地震资料的频谱特征,并影响目标层AVO变化规律,从而很大程度上降低油气藏识别精度,增加钻探风险.