两种声波方程的叠前逆时深度偏移及比较

本文分别从双程声波方程和任意广角声波方程出发,推导了地震波逆时传播的高阶有限差分格式,给出了逆时偏移的稳定性条件、边界条件与成像条件的计算方法,实现了这两种声波方程在二维各向同性介质中的逆时偏移。上述两种方程对理论数据的偏移结果表明:双程声波方程的逆时偏移无倾角限制,但层间反射会严重影响偏移剖面质量,而任意广角声波方程则可消除层间反射的影响,得到较好的成像效果。

非零偏VSP弹性波叠前逆时深度偏移技术探讨

非零偏VSP地震资料是一种多分量资料,处理非零偏VSP资料,弹性波叠前逆时深度偏移技术无疑是最适合的处理技术.本文从二维各向同性介质的弹性波波动方程出发,研究了对非零偏VSP资料进行叠前逆时深度偏移的偏移算法,讨论了逆时传播过程中的边值问题和数值频散问题及其相应的解决方案;采用求解程函方程计算得到地下各点的地震波初至时间作为成像时间,实现了非零偏VSP资料的叠前逆时深度偏移.最后进行了模型试算和非零偏VSP地震资料的试处理,结果表明该方法不受地层倾角限制,较适用于高陡构造地区或介质横向速度变化较大地区的非零偏VSP地震资料处理.

弹性波叠前逆时深度偏移技术及其应用

研究了二维各向同性介质中两分量记录的基于弹性波标量波动方程的叠前逆时深度偏移方法。从弹性波波动方程出发,推导各向同性介质中弹性波逆时深度偏移技术中相关算法,并探讨其中有关问题的解决方案,实现二维多分量资料的叠前逆时深度偏移,最后进行模型试算和实际资料试处理。结果表明,叠前逆时深度偏移方法不受地层倾角限制,较适用于高陡构造地区或介质横向速度变化较大地区的多分量地震资料处理。

叠前逆时深度偏移低频噪声压制策略研究

低波数噪音严重影响了逆时偏移的成像质量,选择合适的低波数噪音压制方法是进行逆时偏移时必然涉及到的一个重要方面.本文首先详细分析了逆时偏移中低波数噪音产生的本质原因,然后根据噪音的产生机制对目前各类低波数噪音压制方法进行了分析和归类:第一类低波数噪音压制策略的核心是在构建波场中避免发生背向反射;第二类低波数噪音压制策略的核心是进行选择性成像.最后通过对压噪方法进行合理的选择和搭配,构建了在不同实现条件和成像需求情况下逆时偏移去噪方法的最佳抉择策略.结合数值算例对几种压噪方案进行了测试和比较,实例表明了对噪音压制方法进行合理的搭配可以获得高信噪比逆时偏移成像结果.

多分量资料波动方程叠前逆时深度偏移技术

多分量资料具有丰富的地震信息,这些信息大大减少了储层预测、裂缝预测等的多解性,而多分量逆时深度偏移剖面除了能提供有效的横波属性信息之外,还能在"深度一致"原则的前提下与纵波剖面进行有效的层位对比,解决时间域纵横波层位无法准确对比的难题。因此,开展多分量叠前逆时偏移成像技术研究,减少油气预测的多解性和解决纵横波层位对比的"瓶颈"具有重要的实际意义。本文从波动方程出发,引入了弹性波逆时延拓的高阶有限差分格式,通过互相关成像条件,实现了多分量资料的叠前逆时偏移。

高阶交错网格有限差分法弹性波叠前逆时深度偏移

为了更好地研究复杂构造和速度分布条件下地震资料的精确成像方法,采用高阶交错网格有限差分法推导了各向同性介质弹性波动方程逆时偏移方程,给出计算所需的稳定性条件、多分量叠前逆时成像原理、吸收边界条件等,提出采用内插旅行时作为多分量记录叠前逆时成像条件,并对倾斜界面模型进行逆时偏移成像试验。偏移结果表明,该方法能够有效地处理复杂条件下的各向同性介质联合弹性波偏移成像问题,使地表接收到的复杂多波多分量弹性波场实现准确归位,理论模型中的倾斜截面和水平界面特征成像均较清晰准确。因此,该方法可为多分量资料叠前成像问题提供参考。

各向异性弹性波高阶有限差分法叠前逆时深度偏移

采用高阶交错网格有限差分法算子构建了各向异性介质多分量弹性波动方程的高精度正演模拟和叠前逆时深度偏移的数值离散方程,在正演过程中采用最大绝对振幅能量法实现各向异性介质多分量初至旅行时的计算,并以此作为多分量双程弹性波叠前逆时成像条件,同时给出计算所需的稳定性条件、多分量叠前逆时成像的基本原理、吸收边界条件等,采用凹陷模型合成了共炮点道集,并进行多分量双程各向异性弹性波叠前逆时成像研究,并与对正演炮集进行多分量各向同性叠前逆时成像结果进行对比。计算结果表明,考虑了各向异性弹性波场的矢量特性,能够更为准确地实现叠前多分量弹性波场的成像问题,使地质层位中的断层、断点等复杂目标成像更加清晰准确,并且偏移成像精度较高,因此开展各向异性叠前逆时成像可为当前高精度岩性地震勘探提供方法指导。

逆时叠前深度偏移在复杂构造带勘探中的应用

海拉尔盆地贝尔断陷构造复杂、断裂发育,储层横向变化非均质性强。针对复杂断块构造成像困难的问题,从逆时深度偏移的原理和实现过程入手,分析了精细速度地质建模及偏移孔径、偏移频率对复杂构造成像效果的影响程度,给出了贝尔断陷贝中复杂构造带三维地震资料逆时叠前深度偏移处理结果。叠前时间偏移与逆时深度偏移资料的对比结果表明,逆时深度偏移技术能够满足构造精细解释和勘探生产的地质需求。

海量地震数据叠前逆时偏移的多GPU联合并行计算策略

叠前逆时深度偏移(Pre-stack Reverse-time Depth Migration,RTM)是一种全波场成像方法。由于其实现过程存在着存储量、计算量庞大以及成像噪声等问题,难以适应实际生产的需求,使得该方法一直没有在工业界得到广泛的应用。采用震源波场重构的策略降低了存储需求;针对其计算量巨大的问题,利用了图形处理器(Graphic Processing Unit,GPU)进行并行计算,并与中央处理器(Central Processing Unit,CPU)结合实现协同并行处理;同时采用GPU多卡联合策略解决GPU显存不足的瓶颈。实际资料试验处理结果表明,上述技术措施能够在保证RTM高精度成像优势的基础上极大地提高计算效率,为应用RTM处理海量地震数据提供了良好的技术支持。

基于高阶有限差分的波动方程叠前逆时偏移方法

高阶有限差分波动方程叠前逆时偏移方法的基本原理是,从二维1阶双曲型地震波波动方程出发,通过时间上的2阶差分和空间上的任意高阶交错网格差分对该方程进行离散,得到高阶有限差分逆时偏移算子。采用单频双程波动方程计算初至走时,并以此作为叠前逆时深度偏移的成像条件。设计了凹陷模型和断陷模型,对方法进行了验证。模拟结果表明,基于高阶有限差分的波动方程叠前逆时深度偏移方法可以对复杂地层进行准确成像,并能消除由逆时偏移引起的低频噪声。

时限时移相关法叠前逆时成像条件及其应用

地震波逆时偏移法是目前成像精度最高的成像技术。分析了相关法叠前逆时成像的基本原理,提出了时限时移相关法叠前逆时成像条件。运用高阶交错网格有限差分法,按照一定的观测方式合成了基于Marmousi模型的123个炮集记录,并应用时限时移相关法叠前逆时成像条件进行了叠前逆时深度偏移,将获得的剖面与反射系数深度剖面进行了对比。数值计算结果表明,应用时限时移相关法叠前逆时成像条件获得的偏移剖面准确反映了Marmousi模型中的各个地质反射界面及其反射系数的变化特征。与时空移相关法叠前逆时成像条件相比,时限时移相关法叠前逆时成像条件能够大大减少计算量和存储量,提高了计算效率。

叠前深度偏移技术在北黄海盆地东部坳陷中的应用

北黄海盆地东部坳陷地质构造复杂,断裂特征及地层接触关系不清楚,横向凹陷与隆起的构造起伏大,造成速度横向变化剧烈,由时间偏移得到的地质成像不准确,因此必须通过深度偏移得到地震数据的地质成像。从研究区复杂构造地质背景出发,阐述了叠前深度偏移原理和技术路线,对该区三维地震资料分别应用了Kirchhoff积分法叠前深度偏移和逆时叠前深度偏移两种算法。从时间偏移和深度成像效果的对比可以看出,深度偏移较时间偏移更能够表征地下真实成像位置,深度偏移在陡倾角成像上更加合理、陡倾角连续性增强,波组特征明显,尤其在断面成像上更加清晰;从两种深度偏移算法成像效果的对比可以看出,逆时深度偏移算法在陡倾角复杂构造区和深层反射层段的成像效果上较Kirchhoff积分法更佳,前者成果数据的保真性更高,能为叠前反演提供较好的原始资料。

吐哈盆地北部山前带红旗坎三维叠前深度偏移处理解释

概述了红旗坎构造带的区域地质和勘探开发的基本情况,明确指出了该区地震资料处理解释目前存在的问题:由于该区紧邻造山带,断裂构造十分复杂,表现在已有地震资料的处理解释成果上成像信噪比低和成像的准确度较差。换句话说,在该区主要目的层段,由地震成果资料得到的构造图与钻井的误差很大,成像问题是红旗坎现有诸多问题中的核心问题,而导致成像问题的主要原因是传统的成像技术只能用于比较简单的地质情况,已不能解决该区的复杂地质问题。当前国际上最新的用于生产的成像技术是逆时叠前深度偏移,但国内还没有看到有关的应用和报道,因此可以说红旗坎三维地震资料深度域处理解释中最关键的核心技术就是逆时叠前深度偏移技术。深入地介绍了地震资料深度域成像的3个关键技术:保幅去噪、非线性层速度反演、伪谱双波场法逆时叠前深度偏移。这些技术在处理解释所起的作用远远超过了大多数已有的最初预测,逆时叠前深度偏移效果突出,成功地解决了红旗坎资料设计的处理解释问题,为其他地区应用逆时叠前深度偏移积累了一系列的不可多得的丰富经验。

任意广角方程逆时偏移的脉冲响应及模型试算

采用高阶差分法求解任意广角声波方程,推导了各向同性介质中任意广角声波方程叠前逆时深度偏移的差分算子,给出了适用于任意广角声波方程逆时延拓的吸收边界条件和其计算方法,在此基础上实现了任意广角声波方程的高精度逆时延拓。分析了不同模型条件下任意广角声波方程叠前逆时深度偏移的脉冲响应,分析结果表明,任意广角方程逆时偏移算子可压制层间反射波,减少偏移噪声,理论模型的成像结果表明该方法能够对复杂构造模型精确成像。

地震波旅行时计算方法及其模型试验分析

地震波旅行时的计算是地震波偏移成像技术和地震层析成像技术的核心内容,同时也是实现保幅叠前偏移成像的重要因素。推导了地震波波动方程高阶有限差分法计算格式,提出了最大绝对振幅能量节点初至旅行时拾取的方法。均匀介质模型试验表明,该方法与用解析解、程函方程法计算的旅行时等值线基本重合。基于层状介质模型、凹陷模型和Marmousi模型对方法的适用性进行了试验,将由该方法计算得到的初至旅行时作为叠前逆时成像条件,对凹陷模型和Marmousi模型的数值模拟记录进行了叠前逆时偏移成像,偏移叠加剖面很好地反映了模型的地质特征。

深度偏移技术在辽河复杂构造的应用

针对辽河油田复杂构造区地震资料速度横向变化快和信噪比低的特点,开发应用网格化层析成像建模技术和叠前逆时深度偏移技术。实践证明,网格化层析成像建模技术和逆时深度偏移技术对辽河断陷复杂构造区的低信噪比地震资料的成像有比较明显的处理效果,为辽河油田小断块、微幅度复杂构造和深层、潜山内幕油气勘探地质研究提供了可靠的依据。