基于双平方根算子的速度建模方法及应用

准噶尔盆地南缘地表起伏剧烈,表层与深层地质结构不能满足常规地震资料处理方法的假设条件,成像效果不理想,地震解释深度与钻井实测深度误差较大。为提高该地区地震资料处理质量,利用双平方根算子速度建模的优势,探索了一种基于起伏基准面的地震资料处理方法,减小了共中心点道集水平基准面校正对波场产生的畸变,为叠前偏移提供了接近真实观测面的速度场,实现了时间域与深度域基准面的有效统一。新方法地震资料处理效果好,偏移成像归位准确,聚焦性好,测井与地震的深度误差明显降低,可供类似复杂山地地震资料处理借鉴。

双平方根算子波场外推叠前偏移速度分析

基于波场外推的叠前偏移具有较好的成像精度,但其成像精度又建立在精确的速度模型之上,利用叠前偏移对速度的敏感性来建立较好的速度模型是精确成像的重要保证。基于双平方根算子的波场外推,探讨了一种新的适应横向变速的叠前偏移速度分析方法。该方法首先在共中心点一半偏移距域中进行波场外推,然后根据波场外推的结果建立速度能量图并拾取速度信息,这个过程可根据需要作若干次迭代。对该方法的计算公式进行了推导,并设计了点散射体的常速模型和变速模型,进行了计算,计算结果表明了方法的正确性。该方法具有适应横向变速和倾角变化及计算量小的特点。

双平方根算子模型的 f—k 方法

本文根据波动方程理论,利用双平方根算子方程构造了一种叠前的正演模型算法。在常速背景下,该算法可以利用 FFT 方法实现。文中依据 Fourier 积分理论分析了单个绕射点的合成记录的时距曲面,并计算了单个绕射点和倾斜反射层的简单地质模型,验证了此算法的正确性。

双平方根算子波场延拓道集速度分析

在中心点半偏移距域 ,利用波动方程的叠前双平方根算子 ,实现炮点及检波点波场向下延拓。通过速度扫描 ,在波场延拓后的深度域共中心点道集和经分选后的共成像点道集上 ,分析速度变化对成像点道集的影响。利用分偏移距成像 ,修正速度场 ,以达到提高成像精度的目的。

基于双平方根算子叠前深度偏移成像技术的结构损伤成像与探测

介绍一种基于双平方根算子的叠前深度偏移方法用于结构损伤探测。首先推导上行波传播时间(走时)的全微分表达式,推导在频率波数域和频率空间域中,用源点和接收点坐标表示的双平方根算子波动方程。然后,用频率空间域的有限差分法及混合法进行双平方根算子的波场外推,推导关于炮点和检波点的差分方程,以及双平方根算子混合法波场外推公式。最后,用Marmousi数据体对结构损伤进行偏移成像。根据双程波动方程分析该方法的数值频散性、奇异性以及波场、位移、振幅、能量、动应力集中系数等力学特征,计算得到波场快照图和剖面图,达到对结构损伤成像的目的。数值算例证明了这种方法的适用性。

基于双平方根方程的保幅地震偏移

本文提出了一种基于双平方根方程的保幅叠前深度偏移方法,首先从保幅的单平方根算子方程出发,将保幅的上、下行波场进行组合近似表示为全声波波场,然后推导出由双平方根算子定义的单程波方程;根据摄动理论把速度场分裂为层内常速背景和变速扰动,求得整个均匀层波场深度延拓的偏移时移量及振幅校正系数、各层的偏移时移量及振幅校正系数,得到最终的波场延拓值,实现了共炮域公式到CMP域公式的转换。理论模型试算和实际资料处理表明,该方法不但具有较高的计算效率和成像精度,而且可以输出正确反映地下反射系数的振幅信息,有利于AVO/AVA地震属性分析,提供精确的岩性识别与储层预测地震数据。

2×2算子矩阵的正性

本文主要研究2×2算子矩阵的正性,并利用极大Tseng逆理论等给出了2×2算子矩阵为正算子的等价条件.此外,给出一类正算子矩阵的平方根算子表达式.

共炮检距道集波动方程保幅叠前深度偏移方法

本文提出了一种基于双平方根算子的共炮检距道集波动方程保幅叠前深度偏移方法,将振幅误差补偿作为偏移的一部分与“运动学偏移”一起在偏移过程中实现.其基本内容包括:(1)从保幅的单平方根算子方程出发,推导出由双平方根算子定义的保幅单程波方程;(2)根据地震波摄动理论把速度场分裂为层内常速背景和变速扰动,分别在频率-波数域和频率-空间域求得波场深度延拓的偏移时移量及振幅校正系数,从而得到最终的DSR保幅波场延拓算子;(3)在高频假设条件下,把DSR保幅波场延拓公式中的积分运算进行稳相近似,得到保幅波场延拓的相移公式.理论分析和模型数值试验表明,该方法不但可以使散射能量聚焦、归位,提高成像精度;而且可以输出正确反映地下反射系数的振幅信息,为后续的地震属性分析(如AVO/AVA)提供更真实的地震信息.

DMO和叠前时间偏移的共同起点

王华忠 ,徐蔚亚 ,徐兆涛 ,匡斌 ,马在田 .DMO和叠前时间偏移的共同起点 .石油地球物理勘探 ,2 0 0 2 ,37(3) :2 2 4～ 2 2 9DMO和叠前时间偏移对于改善速度分析及叠加效果 ,最终提高剖面成像质量都是很有用的工具 ,一般在共偏移距道集中进行。其实现方法有多种 ,如等价偏移距方法 (equivalent offset migration,Bancroft et al,1994 )、DMO+PSI(prestack imaging)方法 (Gardner,1986 )和非成像的炮集偏移 (non- imaging shot- record m i-gration,Berryhill,1996 )等。这些方法的一个共同特点是用一个新定义的偏移距替代原来的偏移距。在每一种方法中 ,成像过程都归结为以新偏移距定义的共反射点双曲线型时—距关系上的动校正。本文中 ,我们证明了不同方法的 DMO和叠前时间偏移有其共同起点——双平方根算子 ,说明它们在原理上是等价的 ;最后我们提出了基于波动方程的 DMO和叠前时间偏移方法。

波动方程共炮检距道集叠前深度偏移

程玖兵 ,王华忠 ,于富文 ,马在田 .波动方程共炮检距道集叠前深度偏移 .石油地球物理勘探 ,2 0 0 1,36 (5 ) :5 2 6～ 5 32 目前所用的几种波场外推算法 (分步傅里叶、傅里叶有限差分、广义屏和频率—空间域有限差分 )可以在共炮道集上获得较好的成像效果。在上述算法中 ,共炮道集为了兼顾各种波传播角 ,每炮偏移都要考虑相当多的边道 ,并且炮点和检波点要分别向下外推 ,因而计算量很大。针对上述问题 ,本文提出了基于双平方根算子的波动方程共炮检距道集的深度偏移方法 ,它适用于二维和三维叠前深度成像 ,其步骤为 :1在高频假设条件下 ,把共炮检距道集波场延拓公式中的积分运算进行稳相近似 ,得到波场延拓的相移公式 ;2把速度场分裂为层内常速背景和变速扰动 ,可求得整个均匀层波场深度延拓的偏移时移量、各层的偏移时移量及振幅校正系数 ,进而可得到最终波场延拓值。脉冲响应测试和理论模型试算表明 ,该方法具有较高的计算效率和成像精度 。

波动方程的高阶广义屏叠前深度偏移

不同于常规广义屏传播算子的推导中使用散射理论,本文利用单平方根算子的渐近展开,推导出了单程波方程广义屏传播算子的高阶表达式.高阶广义屏传播算子不仅可提高常规广义屏传播算子的计算精度,而且还能改善广义屏传播算子对速度强横向变化介质的适应性.把高阶广义屏传播算子应用于波动方程叠前深度偏移,可得到比常规广义屏传播算子更好的效果.高阶广义屏传播算子的阶数越高,计算精度越高,但计算量也越多.以SEG-EAGE二维盐丘模型数据的波动方程叠前深度偏移为例,二阶广义屏传播算子相对于常规(一阶)广义屏传播算子增加了30%的计算量.高阶广义屏传播算子是常规广义屏传播算子理论的发展和完善.

波动方程角度域共成像道集

针对基于波场深度递推的波动方程叠前深度偏移成像方法难以准确地给出如Kirchhoff积分叠前深度偏移成像方法的偏移距域共成像道集的不足,在分析研究现有的各种波动方程偏移成像共成像道集方法的基础上,利用波场外推的单平方根算子和波场的窗口Fourier框架展开与重构方法,提出一种局部角度域共成像道集方法——成像点处反射角共成像道集方法.把这种角度域共成像道集方法应用于国际标准的Marmousi模型数据和一条实际二维地震数据都取得了理想的结果.提出的波动方程反射角度域共成像道集方法可为进一步的叠前偏移数据振幅随角度变化分析和偏移速度分析工作提供基础.

非零偏移距DSR叠前深度偏移

提出了非零偏移距域双平方根算子的叠前深度偏移法,该方法根据不同速度模型,通过精确正演模型数据,利用双平方根方程进行偏移,实现了偏移成像和动力学特性研究。研究认为:采用中点-半偏移距域的双平方根算子的叠前深度偏移方法,能够适应横向速度变化,具有精度高、无频散、背景噪声弱、耗时短等优点。对岩性油气藏勘探有重要意义。

振幅保真的单程波方程偏移理论

本报告综述了近年来发展起来的真振幅单程波方程偏移理论,对各种基于单程波方程的偏移振幅作出了系统的分析介绍.为了得到正确的偏移振幅,叠后偏移之前必须进行球面扩散校正.但是,作为叠后相位移偏移算法的推广,Dubrulle氏的共炮检距偏移除了零炮检距和平层两种特例外,它不能给出正确的偏移振幅.通过分析,我们发现传统的单程波单炮偏移不是保振幅算法.利用真振幅单程波方程分解和校正地表的初值条件,我们可以将常规偏移方法改造为真振幅算法并且证明在高频渐近的意义下,新方法的偏移振幅等价于Kirchhoff反演的结果.进一步研究发现可以利用单平方根算子和双平方根算子输出真振幅共反射角剖面.我们的分析指出,这时正确的成像条件为乘积pUpD*.与真振幅共炮偏移所需的商型成像条件pU/pD相比,共反射角偏移的计算稳定性大为改善并且在实际地震资料处理中有重要的应用.

用共方位角偏移实现叠前二维资料三维化成像

波动方程偏移保持了波场动力学特征,依此本文应用共方位角叠前深度偏移技术来实现二维资料三维化处理.本方法能使共反射点偏移成像与叠前数据插值一步完成,较好地解决二维资料处理中的成像点不能准确归位、侧面反射波难处理、主测线与联络线不闭合等问题.

背景速度替换与波场延拓速度场重建

在共中心点一半炮检距域中,利用波动方程的叠前双平方根算子,实现了炮点及检波点分层向下延拓。通过使用替换速度替换上覆地层速度,消除了背景速度对地层成像的影响,达到了提高深层地震资料处理质量的目的。利用叠前双平方根算子,将炮点和检波点波场向下延拓,并进行逐层剥离、速度场重建,消除了上覆地层对速度的影响,提高了速度分析的精度,为叠前偏移成像提供了可靠的速度信息。

整体波场延拓法基准面校正

提出了一种新的近地表问题解决方法——整体波场延拓法基准面校正(WEDD)。借助地震理论中的互换原理和观测面沉降概念,在基准面校正过程中将炮点和检波点的处理统一起来,并利用炮点-全偏移距域双平方根算子实现波场的单域整体延拓,最后提取目标深度的波场值完成参考面的重新定义。模型试算结果表明了WEDD方法的有效性。

整体波场延拓法基准面校正与常规方法对比

消除近地表对地震波场所造成的影响,常规的解决方法是静校正和波动方程基准面校正。当勘探区域近地表出现较大的地形起伏或速度横向变化时,波动方程基准面校正则成为唯一有效的选择。传统波动方程基准面校正在实现过程中需要在双域对炮点、检波点分别进行延拓成像。为此,作者曾提出一种新的近地表问题解决方法——整体波场延拓法基准面校正(WEDD)。本文对WEDD方法和常规基准面校正方法在理论上进行了对比分析,并通过数值模拟讨论了各基准面校正方法的优缺点和适用范围。

Getting pre-stack time migration travel times from the single square root operator

Improving the focusing capability of pre-stack time migration allows the imaged section to reflect structural characteristics, depth, and interface shape and it is a key step for the preparation of the initial depth migration velocity model. The traditional symmetrical travel time equation is derived based on the assumption of a layered model. It is difficult to achieve the desired effect of focusing in media with strong lateral variation. The nonsymmetrical travel time equation based on Lie algebra and a pseudo-differential operator contains a lateral velocity derivative which can improve the focusing capability even in strongly lateral variable media and also the computation precision of the weight coefficients for relative amplitude preservation. Compared with the symmetrical methods, the nonsymmetrical method is more effective. In this paper, we describe several key steps of nonsymmetric pre-stack travel time calculation and present some test results using synthetic and real data.

角度域叠前深度偏移叠加算子优化

叠前深度偏移是解决精细复杂构造成像的一种最佳方法,尤其是基于角度域叠前深度偏移成像方法的研究,由于射线路径的唯一性,被认为是一种能够消除假象,解决射线多路径问题的最优化方法.文章从单程波波动方程出发,推导了中点-偏移距域双平方根波动方程波场延拓算子;利用局部偏移距与反射角的关系,推导了角度域共成像点道集的构建方法.同时,为有效解决叠前深度偏移计算量大、耗时长等计算瓶颈,引入OpenMpi并行策略,利用共享存储环境下的多线程协同作业,提高了叠前深度偏移算子的计算效率;在角度域,通过调整改进叠加算子,一定程度上减少了计算量,提高了计算效率.最后,通过理论模型验证了角度域叠前偏移成像算子的正确性,评价了并行算法的计算效率及有效性;并将其应用于SEG/EAGE岩丘模型,利用“沉降观测”理论得到了不同CMP的中点-偏移距域共成像点道集和角度域共成像点道集,对比分析了两种共成像点道集的优缺点;并通过限制成像叠加角度的方法,改善了复杂模型的成像结果,验证了角度域叠前深度偏移成像算法对复杂模型的适应性.