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 .

井间地震数据的波动方程偏移成像

针对井间地震数据成像技术的一些缺陷并根据井间地震数据的特点,利用井间上、下行反射波信息,提出了一种基于波动方程的井间地震反射波偏移成像技术,该技术既考虑了井间地震数据的运动学特征(时间信息),又考虑了动力学特征(振幅信息).以PC机集群为计算平台,Linux为操作系统,设计了井间地震炮域波动方程偏移成像并行计算流程,并且在64位联想机群上用井间模型数据和某油田的实际数据对该技术和计算流程进行了测试和试处理,试验结果表明成像方法和并行算法正确、实用且计算效率高.

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。

波动方程保幅地震偏移成像方法

地震数据中饱含有丰富的旅行时信息和振幅信息。传统的波动方程地震偏移成像方法忽略了介质参数变化对地震波振幅的改造,不能准确描述地震波传播的动力学特征。为此,基于严格的解耦理论,从全声波方程出发,进行单程波保幅分解,得到直观、高效率的的单程波动方程,直接面对地震波传播波场的压力分量进行延拓,从而将振幅误差补偿作为偏移的一部分在偏移过程中进行,实现地震偏移成像在获取正确位置的同时也获取真实振幅的信息。数值试算表明,该方法可使散射能量聚焦、归位,提高成像精度;可输出正确反映地下反射系数的振幅信息。

波动方程法共成像点道集偏移速度建模

叠前深度偏移的成像效果对偏移速度场相当敏感 ,建立正确的偏移速度场是实现高质量叠前深度偏移成像的关键 .首先应用成像精度高的波动方程法叠前深度偏移抽取共成像点道集 ;然后基于摄动法通过参数化速度函数和改进的剩余曲率分析建立偏移速度误差和成像深度误差的定量关系 ;最后采用单参数 /多参数联合迭代反演实现偏移速度建模 .对Marmousi模型的试算结果表明 :该方法对复杂地质体具有较强的适应性和较好的建模和成像效果 ,一般只需分析和控制主要反射层 ,通过 3～ 4次迭代就可以满足精度要求 .

山前带地震数据的波动方程叠前深度偏移方法

作为复杂介质中最精确的地震波成像技术,波动方程叠前深度偏移在山前带复杂构造成像中大有可为,但该方法对速度误差非常敏感,抗噪能力较差,其成败取决于叠前去噪、表层速度结构反演和偏移速度分析的有效性,要使山前带地震勘探取得更大突破,就需改善单程波动方程深度偏移对高陡、倒转界面的成像精度,研究出可提高初至层析分辨率的新方法以及自地表开始的偏移速度建模方法。基于广角隐式有限差分单程波传播算子与波场“逐步累加”技术,研制了直接自起伏地表进行波场延拓与成像的叠前深度偏移算法。SEG山前逆掩推覆构造模型偏移试验表明,该算法具有很高的精度;川西龙门山实际宽线地震资料成像的试处理结果,也展示了该方法相对于叠后深度偏移的优势。研究还表明,面向地质目标优化地震波照明与接收效果也是需要重视的问题。

三维VSP数据的波动方程偏移成像

常规的三维VSP地震数据偏移成像大都使用基于射线理论的Kirchhoff积分方法在共炮点道集中进行,因此对地下速度横向变化大的复杂构造区适应性差、效率很低。基于三维VSP地面激发井中接收观测系统的特殊性,利用地震波场的互易性原理,提出了一种在共接收点道集中进行三维VSP地震数据波动方程偏移成像的方法,不仅极大地提高了三维VSP偏移成像的计算效率,而且还适用于速度横向变化大的复杂构造区。为了利用时间域偏移成像方法对速度模型的相对不敏感特性,在三维VSP偏移成像中,借助于波动方程叠前深度偏移成像算法的概念,还提出了一种可以满足时间域速度模型横向变化要求的波动方程叠前时间偏移成像方法,拓展了波动方程叠前时间偏移成像的应用范围。

波动方程叠前深度偏移成像软件系统的研制及应用

基于波动方程的叠前深度偏移成像技术可以将叠前深度偏移技术的应用领域从复杂构造成像扩大到复杂地质条件下的岩性地层成像。研制开发了波动方程叠前深度偏移成像软件系统,该系统包含工区管理、数据管理、偏移速度分析、构造建模、2D/3D地震速度建模、地震偏移成像、三维可视化、辅助计算等一系列功能模块;具有独特的速度建模、叠前深度偏移成像、高效并行计算、三维可视化和性能优化等特色技术。对该软件系统进行了SEG/EAGE3D盐丘模型数据测试,在所获得的成像剖面上盐丘边界和断层清晰。将该软件应用于实际地震资料的处理,河南油田泌阳凹陷的高陡构造、胜利油田的古潜山内幕都得到了很好的成像。

有限差分法探地雷达波动方程偏移成像

在探地雷达 (Ground- Penetrating Radar,简称 GPR)剖面中 ,由于绕射波的存在 ,使得资料的处理解释十分困难 ,其结果的准确性与真实度也会降低。针对这一问题 ,作者提出了探地雷达有限差分波动方程偏移法 ,首先进行了理论模型的实验分析 ,在此基础上我们对实测 GPR剖面资料进行分析处理 ,取得了较好的成果。

瞬变电磁场拟波动方程偏移成像

本文提出了一种新的瞬变电磁场偏移成像方法。该方法满足扩散方程的低频电磁场，并可由积分变换转换为满足波动方程的波场，然后直接利用地震偏移成像技术，求取介质的几何参数。文中针对有源二维地电模型，推导出了与瞬变电磁场定解问题相对应的变换波场的定解问题方程，并采用有限差分逆时深度偏移方法，成功地对有源二维瞬变电磁场进行了偏移成像处理，得到了清晰的、与理论模型吻合很好的偏移断面图像。

波动方程偏移成像阴影的照明补偿

受地下复杂构造和地震数据采集系统的影响,使地震波对地下目标的照明出现不均匀性,地震采集系统难以有效地获取地下某些目标的反射信息,进而使数据偏移成像在这些目标体上出现成像阴影.根据波场和Green函数的窗口Fourier框架展开,利用角度域波动方程偏移成像和波动方程照明分析,并结合波动方程反演理论,提出一种角度域波动方程偏移成像阴影照明补偿方法.这种补偿方法能同时考虑地震数据采集系统和波场传播路径对偏移成像的影响,消除复杂构造区的偏移成像阴影,改进波动方程叠前深度偏移成像在复杂构造区的成像效果.

地震波动方程方向行波波场分离正演数值模拟与逆时成像

为了进一步提高对地震波传播规律的认识,将波印廷矢量引入到二维地震波动方程方向行波波场分离正演数值模拟中。根据地震波波印廷矢量的波场数值特征,实现了对全地震波场中左行波、右行波、上行波和下行波波场的自动识别与分离。以均匀介质模型、倾斜界面模型以及Marmousi模型为例,开展了相应的数值模拟实验与逆时成像处理。计算结果表明,该方法准确有效,能够实现任意时刻波场快照中方向行波的波场分离,并合成分别由左行波、右行波、上行波和下行波形成的波场快照与数值模拟记录。该方法简单易行,计算量较小,对实际地震资料中方向行波波场的识别、分离、成像及验证具有一定的应用价值。

3D+VSP波动方程深度偏移成像方法

给出基于波场外推的波动方程深度偏移成像方法,该方法不仅考虑到波场在地下传播过程中的绕射和折射效应,而且没有Kirchhoff方法中的高频近似假设和在复杂构造区的焦散及多路径现象。该方法在胜利垦71井区三维VSP实际资料处理中取得了比较好的成像效果。

波动方程角度域偏移成像

在共炮集数据的波动方程深度偏移成像中,利用常规的波场传播算子进行检波点波场和震源波场的向下传播,在各个深度层借助波场的窗口Fourier框架展开,得到局部角度域的检波点波场和震源波场,然后应用偏移成像原理,提出了共炮集数据的波动方程角度域偏移成像方法.通过角度域偏移成像,可以得到地下成像点处的角度域成像矩阵以及共地层倾角偏移成像剖面和共反射角偏移成像剖面.也可为基于偏移成像的后续处理方法技术,如振幅随角度变化分析处理、角度域共成像道集提取和角度域速度分析,提供基础资料.以陡倾角模型和国际标准的Marmousi模型为数值试验例子,验证了波动方程角度域偏移成像方法的正确性和有效性.

成像条件在波动方程叠前深度偏移中的应用

成像与延拓是波动方程叠前深度偏移的两个重要部分 ,如果成像做得不恰当 ,即使延拓方法准确也有可能产生不好的成像效果。文中利用Marmousi模型计算出不同成像条件下的成像结果 ,并依据成像结果对每种成像条件作了评价。

地震数据的反射波动方程最小二乘偏移

基于反射波动方程,本文提出了一种估计地下反射率分布的地震数据最小二乘偏移方法.高频近似下,非齐次的一次反射波动方程的源项是由反射率与入射波场的时间一阶导数相互作用产生的.根据反射波动方程,利用线性最小二乘反演方法由地震反射数据重建出地下产生反射波的反射源,再结合波场正演计算出的地下入射波场,得到地下反射率分布的估计.在地下反射源的线性最小二乘反演重建中,我们采用迭代求解方法,并以地震波的检波器单向地下照明强度作为最小二乘优化问题中Hessian矩阵的近似.

基于反射波动方程的地震反射数据波形成像

在有关波现象和地下介质物理性质空间变化的高频近似条件下,散射波退化为反射波,相应的散射波动方程退化为基于阻抗相对扰动的反射波动方程;再通过定义反射率为阻抗相对扰动沿入射波传播方向的方向导数,推导出基于反射率变化的反射波动方程。利用推导出的反射波动方程和线性反演理论,建立基于反射波动方程的地震一次反射数据波形成像方法。根据基于阻抗相对扰动的反射波动方程和基于反射率变化的反射波动方程,首先应用反射波传播算子的伴随算子,建立阻抗相对扰动近似反演方法和反射率波形偏移方法;再应用反射波传播算子的最小二乘逆算子,建立阻抗相对扰动最小二乘反演方法和反射率最小二乘波形偏移方法。针对波场传播算子的最小二乘逆算子的巨大计算量和不稳定性,在阻抗相对扰动的最小二乘反演和反射率的最小二乘波形偏移中均采用迭代方式求解。本文提出的波形成像方法,可在波动方程意义下真实地应用地震数据的波形信息,因此是真正的波动方程偏移成像方法。

波动方程法井间地震成像

井间地震波场丰富,含有反射波、直达波和管波等多种波型。为实现井间地震成像,首先对井间地震资料进行波场分离,提取反射波信息;其次通过直达波层析成像估算偏移速度场;最后利用Gazdag相移方法对实际资料进行偏移处理,获取井间高分辨率成像剖面。

3D VSP波动方程深度偏移成像方法研究

介绍了一种基于波场外推的波动方程深度偏移成像方法。该方法不仅考虑了波场在地下传播过程中的绕射和折射效应,而且没有Kirchhoff方法中的高频近似假设和在复杂构造区的焦散及多路径现象。该方法在胜利垦71井区3DVSP实际资料处理中取得了比较好的成像效果。