波动方程偏移速度建模:一种直接反演方法

基于炮域波动方程叠前深度偏移所产出的角道集,发展了不需要多次迭代的波动方程偏移速度建模方法.文中分析了炮域波动方程偏移生成角道集的方法,给出了非均匀介质中角道集同相轴曲率与速度误差的定量关系,发展了基于同相轴曲率的速度模型直接更新算法.在初始模型较合理的情况下,应用一次炮域波动方程偏移计算,即可得到较准确的速度模型.这一方法可用于解决由走时层析成像等方法得到的速度模型与波动偏移方法不匹配的问题,避免了直接由波动方程偏移进行速度建模所需要的多次偏移计算.数值结果证明了本文方法的有效性.

基于波动方程偏移的地震数据地层成像

地层成像是对地下地层物性空间变化的近似反演,对于岩性油气藏和非常规油气藏的勘探开发具有重要价值。文中根据波动方程偏移的思想提出了一种有关反射体波阻抗相对扰动的地层成像方法。基于地震波运动学特征准确的地下介质光滑模型,应用地震波传播理论推导了基于反射体波阻抗相对扰动的地震数据线性正演表达式;然后结合线性反演理论,利用地震数据近似反演波阻抗相对扰动,构建了基于波动方程偏移的以波阻抗变化为主要目标的地震数据地层成像方法。在地层成像中,如果对波场做角度分解,则可得到地层成像的角度域共成像点道集,如果对波场不做角度分解,则可快捷地得到角度域平均的地层成像结果。对于声波方程描述的地震数据,利用该地层成像方法可获得地层的声波阻抗相对扰动成像;对于标量波方程描述的地震数据,利用该成像方法可获得地层的速度相对扰动成像。该地层成像方法与地震数据逆时偏移方法的计算过程相同、计算量相当,合成地震数据试验取得了理想的地层成像效果。

盐丘模型VSP数据的波动方程偏移

本文对一个盐丘侧翼模型的VSP数据成像进行了理论试算和分析,试算的结果表明了VSP数据波动方程偏移方法的可行性,展示了该方法的效果和潜力。

波动方程偏移技术在泌阳凹陷资料处理中的应用

利用美国CoreLab公司的叠前深度偏移VIEWS软件系统,基于PC集群并行运算系统,对泌阳凹陷南部陡坡带进行叠前深度偏移处理。系统介绍了针对该区的深度域速度建模的基本思想和叠前深度偏移的原理。在叠前深度偏移剖面上,各主要目的层成像清楚,尤其是边界大断面及盆地基底较清晰,位置可靠;层间接触关系—地质层位与断层的边界清楚,小断层断点干脆,便于地质人员分析解释。

基于波动方程偏移的宽方位三维角道集提取

基于三维波动方程偏移的宽方位三维角度道集不仅包含了局部反射角度的信息,还包含反射平面在地下的方位角信息,它充分反映了宽方位采集观测系统下勘探目标不同方位的照明情况。这一特点在复杂构造的三维偏移速度分析中是非常重要的。笔者从角度分解的思想出发,讨论了射线参数、反射角以及局部方位角的关系,实现了宽方位情况下局部偏移距域共成像点道集向角度域共成像点道集的映射方法,并给出具体流程。模型测试和实际资料应用结果表明,用该方法提取的角度道集可以真正反映局部反射处的不同方位角的反射信息,可以为全三维勘探地震成像中的深度偏移速度分析研究提供道集依据,也可以用于三维的振幅随角度关系分析。

层析成像法波动方程偏移

本文根据图像处理技术中的投影与重建原理——CT 技术,利用二维 Fou—rier 变换理论,从标量波动方程出发,推导了一套适用于地震数据处理的投影与重建表达式——CT 偏移公式。利用该公式对水平叠加地震剖面作叠后偏移处理,可得到常规偏移地震剖面和压制了干扰波或经过道间内插之后的偏移地震剖面;这种偏移方法适用于信噪比低或具有不等道间距的水平叠加地震剖面的偏移处理,并具有提高信噪比和元“边界反射”效应等优点。文中提供了用该方法对理论地质模型和实际地震资料处理的结果。

基于波场传播方向的波动方程偏移有效去噪方法(英文)

本文研究分析了双程波波动方程偏移成像中广泛存在的三种主要噪声,特别是针对过去研究中没能很好解决的存在于高速盐丘悬垂边界附近的射线状噪声,提出了基于优化成像条件的有效去噪方法。射线状噪声主要来自于震源一侧波场的下行透射波分量和接收阵列一侧波场的上行散射波互相关成像。这一部分能量具有较强的互相关性,但并不携带真实的反射面信息。它广泛存在叠前偏移成像中,与信号在强度上同量级。多数情况下偏移成像中的相关噪声由方向性传播的波场能量产生。利用波场梯度得到的波场传播角度,可以分离出噪声对应的波场能量,并在成像条件中减去。采用这一方法可以有效地去除多种噪声,包括直达波噪声、散射波噪声和射线状噪声。该去噪方法不依赖波场外推算子,在需要时可以方便地运用到几乎所有的波动方程偏移中去。并且该去噪方法针对噪声的物理根源,对信号的损害很小。对去噪后的偏移成像结果额外地进行波数域滤波处理,可以进一步提高叠加图像的质量。这一去噪方法在超广角单程波偏移成像中取得良好效果,我们同时期待其在其他双程波波动方程偏移特别是逆时偏移(RTM)中的成功运用。

粘滞性声波波动方程偏移软件的并行化与实用化开发

开发设计了基于动态负载平衡的网络并行算法,获得了理想的并行效率,有效地解决了该算法在实用化过程中计算量大的技术难题。通过现代软件工程技术研制成功了界面友好、使用方便的并行软件,并使该软件由科学化版本变为实用化版本。对胜利油田实际地震资料的处理,获得了很好的地质效果和并行效率。

修改成像准则：保幅最小平方波动方程偏移的又一种实现方法

波动方程偏移公式一般基于Claerbout经典成像原理或Tarantola最小平方公式，前者求与炮及角度无关的反射系数，后者求弹性参数的扰动或差。最小平方偏移的主要困难是计算最优偏移权系数，这通常是通过求解最小平方失配函数二阶导数（Hessin矩阵）的伪逆来实现。由于计算量等原因，实际工作中一般用对角矩阵近似Hessin矩阵。因此，方法的正确性受到损害。

波动方程偏移迭加差分法

首先将二维标量波动方程分成下行波和上行波方程,然后通过有限差分法把偏微分方程变成代数方程,以便在计算机上求得下行波和上行波方程的近似数值解。最后介绍在计算机上反射层作图公式,有了这些基本的计算公式,可以考虑用波动方程偏移迭加差分法处理野外地震资料的方案或者进行模型研究。

VSP的双程无反射波动方程逆时偏移

VSP 资料通常为共炮点道集,因所含数据量较少,采用常规偏移方法,难以获得良好的偏移结果。而用双程无反射波动方程作逆时偏移,可以剔除内部界面反射波和层间多次波,同时使用 Clayton 的吸收边界条件,还可以消除VSP 中的边界反射波。可见采用这种逆时偏移方法能够较好地改善偏移效果。其成像条件仍由 Claerbout 成像原理推广,求解镜像方程得到,此法是一种适用性很强的波动方程偏移方法,既适用叠前 VSP 记录,又适用常规多偏移距的炮点道集,还可用于 VSP 和地面资料的联合偏移,并能适应各种速度的变化。此法用于实际 VSP 资料处理时,要预先切除初至波,剪接边道或设置边道阻尼,并要作空间插值补道、频率滤波等项处理,否则将影响 VSP 偏移剖面的质量。

波动方程叠前深度偏移角度道集求取方法

针对常规直接转换法和直射线叠前时间偏移(PSTM)法提取的角度道集无法满足地质构造复杂地区的AVA分析与反演精度的问题,研究基于共炮检距道集波动方程保幅叠前深度偏移方法,提取角度域共成像点道集。首先,对地震数据进行叠前深度偏移得到炮检距域共成像点道集;其次,在频率—波数域对炮检距域共成像点道集利用快速插值映射法抽取角度域共成像点道集。通过与直接转换法和直射线PSTM法提取的角度道集比较,分析不同方法求得的角度道集信息的准确性和AVA特征。数值试算和实际资料处理结果表明:共炮检距道集波动方程保幅叠前深度偏移方法求取的角度道集的振幅相对保真,角度范围更广,更适用于AVA分析。

VSP资料的叠前波动方程逆时偏移

从波动方程出发,利用有限差分法导出波场外推公式,由此可以进行波场正演计算和偏移。用 P 波方程编制的偏移程序 VSP MIG 既可用于地面资料的偏移,也可用于井中资料的偏移;既可用于 P 波偏移,也可用于 P-SV 波偏移,但需相应的变化速度模型。对于 P 波和 P-SV 波,偏移的成像时间也是完全一样的。分别偏移分离后的上行 P 波和上行 P-SV 波,可以得到纵波和横波两张偏移剖面,这样比纵、横波资料的联合一次偏移可以得到更多的信息。

波动方程深度偏移的频率相关变步长延拓方法

发展了波动方程深度延拓的频率相关变步长深度延拓方法和表驱动的单点波场插值技术.前者通过减少深度延拓的次数减少了波动方程深度偏移的计算量,而后者用很少的计算量实现了等间距、理想采样的深度成像.就同一偏移方法,采用频率相关变步长深度延拓加单点插值,其计算量大约是常规的等间距采样延拓方法的三分之一,但两者的成像效果基本相同.文中以最优分裂Fourier方法为例,用二维理论数据(Marmousi模型)和三维实际地震资料验证了这一方法,但这一方法可适用于各类频率域波动方程深度偏移方法.

波动方程地震偏移成像方法的现状与进展

综述了波动方程地震偏移成像方法研究的现状 ,指出了各种算法的问题和解决方案 ;给出了相空间小波分析步进算法偏移成像以及保幅保结构李群算法偏移成像的最新进展 ;对波动方程偏移成像发展趋势进行展望 .

VSP数据波动方程叠前深度偏移成像及立体地震成像

,徐蔚亚 ,王建民 ,马在田 .VSP数据波动方程叠前深度偏移成像及立体地震成像 .石油地球物理勘探 ,2 0 0 1,36 (5 ) :5 17～ 5 2 5 本文从三维声波方程出发 ,通过引入参考速度 ,推导出折射项和绕射项方程 ,并对绕射项进行优化展开 ,得到适应任意变速情况下的 VSP数据波动方程叠前深度偏移方程及其差分格式 ;讨论了有限差分法的误差补偿、波场成像条件 ;基于波场传播的线性叠加原理 ,在一定成像条件下 ,提出了把地面地震记录、VSP记录及井间地震记录偏移到同一成像空间的完整的地震成像方法——立体地震成像。立体地震成像的实质是 :地面地震数据、VSP数据及井中反射地震数据的成像过程可以统一成一个波动方程叠前深度偏移过程 ,同时 ,每种数据的成像结果也可以单独输出。模型试算结果表明 ,在立体地震成像过程中 ,每一种观测方式对目标地质体的照明范围不同 ,它们对目标地质体的成像互为补充与加强 。

基于GPU计算平台的三维波动方程叠前深度偏移

GPU/CPU协同并行计算是一项全新的、具有革命性的技术,将对地震资料处理行业产生深远的影响。本文在充分发挥GPU存储带宽宽、多寄存器和多处理器结构特点的基础上,通过改进地震成像并行计算模块的核心函数,形成一套波动方程地震成像GPU高效并行算法,并取得理想的加速比和可扩展性。所形成的一套GPU/CPU平台下波动方程叠前深度偏移软件,已投入地震资料处理实际应用。理论模型试算和实际资料的处理验证了本方法的有效性和实用性。

双复杂条件下的波动方程叠前深度偏移

复杂地表条件下的地震勘探越来越被人们所关注.双复杂条件下的叠前深度偏移方法是解决复杂地表条件和复杂地质构造成像的有效手段."波场上延"法能实现由非水平观测界面开始的偏移过程,解决复杂地表对地下构造成像的影响.复杂理论模型的试算以及实际资料处理表明,"波场上延"方法较好地克服了起伏地形对地下构造成像的影响,取得了令人满意的效果,实现了波动方程基准面校正和深度成像的有机结合.

三维波动方程P-R分裂偏移

本文提出一种新的有限差分三维波动方程一步偏移方法,称为P-R分裂法。该方法是将三维偏移方程在τ(或ζ)方向分两步分别以二分之一步长进行延拓。在前个步长内将关于x的二阶偏导数取成隐格式而将关于y的二阶偏导数取成显格式;为了保持对称性,在后半个步长内,将关于y的二阶偏导数取成隐格式而将关于x的二阶偏导数取成显格式,经一定的简化后,可以得到一个在形式上非常简单的三维差分方程。该差分方程具有两个重要特点:①比Clearbout分裂方法差分精度高,频散现象小;②该差分方程可以局部地分解成一系列二维求解方程,它比马在田四点平均算法求解方便,计算量小。实际处理结果表明,该方法能使倾斜反射波正确归位,断层和断点显示清晰可靠,从而在很大程度上改善了三维偏移剖面的质量。

基于Xeon Phi平台的波动方程叠前深度偏移

波动方程叠前深度偏移适用于强横向变速介质,是一种高精度成像方法,但其巨大的计算量阻碍了该技术的应用。Xeon Phi是一种全新的高性能计算设备,为波动方程叠前深度偏移方法的推广应用提供了新的技术支持。以裂步傅里叶算子为例,介绍了面向Xeon Phi平台的偏移算法移植和优化方法,即采用offload模式将计算核函数加载到Xeon Phi设备上,在Xeon Phi协处理器上采用多线程方式,并且调整程序结构,充分利用SIMD矢量引擎提高向量化处理效率。扩展负载动态均衡的并行框架,形成了一套适用于大规模异构系统、基于Xeon Phi平台的波动方程叠前深度偏移软件。实际数据测试表明Xeon Phi平台可以极大地提高地震偏移处理效率,具有良好的可扩展性。