柯西波场及在角度域成像条件中的应用

角度域成像道集是叠前深度偏移的重要输出结果,它是偏移速度分析、各向异性分析和AVA分析等研究工作的基础.目前存在的角度域成像道集的生成方法受计算效率或角度分辨率的影响,仍然满足不了实际生产的要求.角度域成像道集的生成方法可以大致分为直接法和间接法两大类.在直接方法中,波矢量方向计算和局部平面波分解是两个最重要的内容,它们共同决定角度域成像条件的实现效率和角度域成像道集的质量.为了完善现有的角度域成像道集生成方法,本文提出一种新的波矢量计算方法和局部平面波分解方法.本文先用波动方程任意时刻的柯西条件构造一个只含原波场负频率成分的柯西波场,然后根据柯西波场在时间波数域的振幅谱计算波场的波矢量方向.该方法仅在需要计算波矢量方向的时刻合成柯西波场,不需要增加额外的数据读写操作,是一种高效的波矢量计算方法.本文还以柯西波场为基础提出一种高效的局部平面波分解方法,保证角度域成像条件的实现效率.结合柯西波场和局部平面波分解方法,本文最后给出一种新的角度域成像方法.文中最后的数值实验证明该方法得到的角度域成像道集具有理想的角度分辨率,可以反映地下构造的角度照明情况.

针对目标的方位保真局部角度域成像方法

本文基于对地震波局部方向特征的分析,讨论了适用于各向同性与各向异性介质的方位保真局部角度域叠前偏移成像原理及其应用方法。理论模型合成数据与实际资料试验展示了该方法的特点与优势,以及在复杂地质体多视角描述、AVA分析/反演、方位各向异性分析等方面的应用潜力。随着多方位或宽方位地震采集技术的广泛应用以及高性能计算技术与平台的飞速发展,方位保真局部角度域成像技术预计将在储层成像与油气预测领域发挥重要作用。

表驱Kirchhoff叠前时间偏移角度域成像方法

为解决垂向变速介质中的射线弯曲效应问题,获得可直接用于AVO分析和反演的角度域共成像点道集,提出了一种基于射线追踪的表驱Kirchhoff叠前时间偏移方法。方法实现的基本原理是:首先基于横向均匀介质中的反射时距关系,利用改进的两点射线追踪算法建立走时和反射张角的数值表;然后在偏移过程中利用该数值表得到成像孔径内各反射路径对应的双程走时与入射角信息;进而通过脉冲响应叠加方法得到角度域共成像点道集和偏移成像剖面。由于加权函数部分考虑了射线弯曲效应的影响,因此更有利于振幅的相对保真。角度域共成像点道集波形拉伸效应的时不变特征也有利于后续的波形恢复处理。理论模型和实际地震资料验证了该方法的可行性。

表驱三维角度域Kirchhoff叠前时间偏移成像方法

针对传统 Kirchhoff 叠前时间偏移方法的一些不足,以及振幅随入射角、方位角变化(AVA/AVAZ)分析的需要,本文提出一种基于射线理论的三维叠前时间偏移角度域成像方法.它通过横向均匀介质中稳健的射线追踪建立单程波走时和传播角度的数值表.然后在此基础上估算反射波双程走时以及在界面处传播的方位角和入射角,最后基于脉冲响应叠加原理获得三维构造图像和方位-角度域共成像点道集.与传统方法不同之处在于,上述过程均考虑了地震波在垂向变速介质中的射线弯曲效应和三维传播特征.有利于准确提取随入射角和方位角变化的振幅和时差信息.理论模型合成数据和实际地震资料测试结果展示了方法的优越性与实用性.

基于全方位地下局部角度域成像的页岩气储层各向异性预测

宽方位地震数据是叠前地震各向异性预测的基础数据之一,如何处理和分析宽方位地震数据是预测的关键.传统分扇区处理无法获得地下真正角度域信息,存在信息丢失问题.为保证地下方向、分辨率以及成像的正确性,使用全方位地下局部角度域分解与成像技术,直接在地下局部角度域中以连续的方式进行地震数据成像分解,得到两个互补的全方位角度道集:倾角道集和反射角道集,成像精度提高,各向异性发育方向和强度预测更可靠.全方位成像与反演一体化技术流程在四川盆地涪陵页岩气储层表征中初步应用,为提高非均匀储层成像质量和裂缝预测精度提供有效手段,对于页岩气储层甜点预测、水平井钻井轨迹和压裂方案优化等具有重要意义.

角度域共成像点道集的提取与叠加成像

基于共成像点道集的速度分析是速度分析方法中常用的一种方法。共成像点道集有偏移距域共成像点道集、炮域共成像点道集和角度域共成像点道集等。在复杂地区,偏移距域共成像点道集和炮域共成像点道集存在运动学和动力学假象,而角度域共成像点道集则有效地克服了这个问题。首先分析了角度域共成像点道集的特性,讨论了如何较准确地提取角度域共成像点道集;然后分别利用单平方根算子和双平方根算子波动方程偏移方法提取了偏移距域共成像点道集;接下来应用插值法将偏移距域共成像点道集投影到角度域,生成角度域共成像点道集;最后进行了角度域叠加成像。模型试算结果表明:与常规波动方程偏移方法相比,角度域叠加成像能够改善局部成像质量。

方位—角度域Kirchhoff叠前时间偏移成像

针对目前广泛使用的Kirchhoff叠前时间偏移,本文提出一种适用于各向同性介质和VTI介质的方位—角度域成像方法。其算法核心在于合理地估计地震射线的双程走时、平均方位角和局部入射角,再基于脉冲响应叠加原理获得三维空间的成像数据体和五维空间的方位—角度域共成像点道集。它的优势主要在于能获得高质量的三维角度域共成像点道集,且便于利用侧向散射能量改善对三维断层、倾斜界面和裂缝等特殊地质体的描述,是宽方位三维地震资料的高精度成像、属性分析和储层描述的有效方法。二维各向同性介质和SEG/HessVTI模型合成数据试验揭示了文中所述几种角度域成像算法的精度差异。三维断层模型合成数据成像结果表明,本文方法可合理描述反射时差、振幅随方位角和入射角的变化。

基于Poynting矢量的角度域逆时偏移成像及对成像幅度的校正（英文）

研究了基于Poynting矢量的角度域逆时偏移成像及成像幅度的校正方法。根据Poynting矢量进行波场角度分解,由此构建局部成像矩阵及局部照明矩阵。在局部成像矩阵中建立的角度域成像条件,有效地消除了低波数干扰,同时可在局部成像矩阵中进行角度域共成像点道集抽取、倾角估计等运算。利用局部照明矩阵进行了基于全波波动方程的时域照明分析,在局部照明矩阵中计算倾角域幅度校正因子。根据逆时偏移的像计算共倾角像,利用校正因子对各角度的像进行校正,进而实现对成像结果的校正,从而实现了一种高效的倾角域幅度校正方法。最后通过SEG/EAGE模型进行数值计算验证了文中所述的计算方法。

偏移距域/角度域共成像点道集与偏移速度的关系

为了得到波动方程偏移距域共成像点道集(ODCIGs)和角度域共成像点道集(ADCIGs)与偏移速度的关系,在匀速单层水平反射情况下,对ODCIGs和ADCIGs随偏移速度的变化进行了定量的推导,得到偏移速度偏小时ODCIGs与半偏移距成双曲关系,反之成椭圆关系;结合深度聚焦分析,得到偏移速度偏大时,ADCIGs中视入射角大于真入射角,反之,小于真入射角;在速度偏小时,ADCIGs上剩余时差(RMO)与视入射角的正切值成椭圆关系,反之成双曲关系.在地震有效入射角度范围内,ADCIGs对于偏大的偏移速度更加敏感.在偏移速度分析(MVA)中,从稍大的速度开始分析会对速度分析更加有利.

角度域共成像点道集剩余曲率法偏移速度分析(英文)

叠前深度偏移速度分析是地震数据处理方法研究的重点,是影响地震成像效果的关键技术之一。本文的基于角度域共成像点道集剩余曲率的偏移速度分析方法,旨在通过角度域共成像点道集(ADCIGs)来建立局部入射角与偏移深度之间的联系,通过角度道集剩余速度分析来修正、更新偏移速度。不同于偏移距域共成像点道集(ODCIGs),ADCIGs较少地受到由于多路径问题而产生的波场干涉假象的影响,更适合于偏移速度分析。本文在推导出基于ADCIGs的水平地层深度剩余量公式的基础上,提出了基于ADCIGs的沿层扫描法速度更新流程,凹陷模型和实际资料的试处理表明了本方法的正确性和有效性。

基于角度域共成像点道集的3D VSP速度分析方法研究

获得高精度的3DVSP偏移速度场是3DVSP资料井周构造高精度成像的关键问题和难点之一。目前,基于角度域共成像点道集(Angle Domain Common Image Gathers,ADCIGs)的速度分析方法已经成为地面三维地震资料叠前深度偏移中速度模型建立的有效工具。借鉴地面地震资料基于ADCIGs的速度分析方法,开展了基于ADCIGs的3DVSP资料叠前深度偏移速度分析方法研究。首先给定一个初始速度场进行偏移,形成ADCIGs;接着通过剩余曲率计算获得估计速度与真实速度之比的速度谱函数;最后根据速度谱进行速度迭代更新和3DVSP资料偏移成像。模型数据和实际资料试算结果表明,该方法可以较好地改善3DVSP资料成像精度,提高3DVSP资料描述井周细微构造的能力。

逆时偏移中几种角度域成像条件噪声压制效果分析

逆时偏移使用双程波动方程进行波场外推,含有各个方向角度的波场,成像精度高,但这也给成像结果带来了强振幅的低频噪声,严重影响成像质量.角度域成像条件通过对角度或者方向信息进行筛选来有效的压制低频噪声,是逆时偏移中常用的低频噪声压制方法.本文首先分析了逆时偏移中低频噪声产生的机制,并给出了几种能够有效压制低频噪声的角度域成像条件,结合数值实验对几种角度域成像条件进行试算和比较,数值算例表明了几种角度域成像条件对于低频噪声压制的有效性.

基于角度域共成像点道集的层析速度反演方法研究

碳酸盐岩探区的复杂构造成像与速度反演是目前地震数据处理难点问题。碳酸盐岩构造复杂、目标层极深、断点发育,常规处理方法很难得到比较好的成像与速度反演结果。为此提出基于角度域共成像点道集(ADCIGs)、面向碳酸盐岩储层的层析速度分析方法,利用波动方程双平方根算子叠前深度偏移提取的角度域共成像点道集作为速度分析道集,能够更为准确地反映速度和深度的耦合关系,并且减少了假象等的干扰,使得速度分析结果精度更高。模型和实际结果表明,该方法能够较好地解决碳酸盐岩探区的速度反演问题。

基于高分辨率拉东谱的逆时偏移角度域共成像点道集提取

基于拉东谱的分析提出了一种获得高分辨率拉东谱的方法,在付出很小计算代价的同时使得原始拉东谱能量收敛到中心点处,大幅提高了谱分辨率。利用改进的高分辨率拉东谱获得地下反射界面各点法线方向概率分布,并基于该概率分布提出一种获得逆时偏移角度域共成像点道集的方法。该方法通过炮点入射波矢量方向p s和反射界面法线方向p n计算入射角度并按照概率分布进行能量投影,获得角度域共成像点道集,实现了对于有反射界面区域其能量按照入射角度正确投影,进行相干加强;对于无反射界面区域其能量随机分布,相互抵消。解决了传统的基于炮点入射波矢量方向p s、反射界面法线方向p n计算地震波入射角度时在无反射界面区域能量投影不准确带来的噪声问题。采用带有一个高速岩体的二维鲸模型进行数值实验,结果表明:本文方法有效提高了拉东谱的分辨率,利用地下反射界面法线方向概率分布生成的逆时偏移角度域共成像点道集,有效压制了道集中无反射界面区域的噪声,为后续AVO、AVA分析提供了有效工具。

弹性波逆时偏移的角度域共成像点道集提取方法

对于多分量地震勘探,由于介质中纵、横波的耦合作用,多波角道集存在能量串扰和低波数噪声干扰等问题。针对横波Poynting矢量构建过程中存在的应力串扰问题,基于解耦延拓方程及伪横波应力构建方法,对质点振动速度和应力进行解耦,实现了无能量串扰的纵波和横波Poynting矢量构建;在基于Poynting矢量提取PP波反射角和PS波反射角的基础上,提出了基于弹性逆时偏移的PP波和PS波角道集提取方法;针对PP波角度域共成像点道集存在的低波数噪声干扰问题,提出了角度域共成像点道集的角度衰减叠加策略,提高了偏移成像精度。应用模型数据验证了方法的正确性。

基于G-D波场分解的角度域共成像点道集提取及成像

通常的叠前深度偏移都是通过偏移距域共成像道集和炮域共成像道集来实现的,这里则通过对G-D波场局部平面波的分解,提出了局部角度域共成像点道集方法,从而改善了偏移成像速度及效果,为研究地下构造,岩性分析以及偏移速度分析提供新的途径。

基于Born近似的角度域共成像点道集

偏移距域共成像道集和炮域共成像道集在复杂地区存在运动学和动力学假象,Born近似傅里叶偏移方法基于小扰动假设引入参考慢度可以适应横向变速.利用频率波数域与空间频率域混合域偏移算子和波场的窗口傅里叶框架展开与重构,提出了局部角度域共成像点道集方法,改善了局部成像质量,有效地消除了假象,为偏移速度分析和振幅随入射角的关系分析提供了有效的支持.

基于一阶速度-胀缩-旋转方程的纵横波地震偏移角度域共成像点道集提取方法

角度域共成像点道集(angle-domain common-image gathers,ADCIGs)是多波AVA反演和偏移速度分析的基础数据。纵、横波坡印廷矢量的准确求取是获得多分量地震资料ADCIGs的前提。由常规速度-应力弹性波方程得到的坡印廷矢量代表了纵、横两种波的混合波场的传播方向,而非纯纵波或纯横波的传播方向。一阶速度-胀缩-旋转弹性波方程能够求取纯纵波或纯横波的坡印廷矢量,获得单一类型波的传播方向信息。本文基于一阶速度-胀缩-旋转弹性波方程逆时偏移实现纵、横波ADCIGs的求取,具体思路为:利用胀缩振动速度矢量和胀缩标量分别求取炮点和接收点波场中纯纵波的坡印廷矢量,利用剪切振动速度矢量和旋转矢量求取纯横波的坡印廷矢量,取炮点波场中各网格点纵波能量最大时刻的纵波坡印廷矢量为入射纵波传播方向矢量,取接收点波场中各网格点纵(横)波能量最大时刻的纵(横)波坡印廷矢量为反射纵波(反射转换横波)传播方向矢量,据此求取入射角并最终得到纵、横波角道集。模型试算表明:本文方法可以准确求取界面处入射波和反射波的传播方向矢量,得到地震波入射角,实现纵、横波角道集的高精度提取。

VTI介质角度域Kirchhoff叠前时间偏移方法

为了支持VTI介质下的振幅随偏移距/入射角变化(AVO/AVA)技术,提出一种基于射线追踪的VTI介质角度域Kirchhoff叠前时间偏移方法。从VTI介质反射波时距关系出发,通过稳健的射线追踪算法建立反射走时和界面上入射角的数值表,进而估算射线路径对应的双程走时及入射角,利用脉冲响应叠加方法实现叠前时间偏移,得到构造图像和角度域共成像点道集。由于在振幅加权因子求取时考虑射线弯曲效应的影响,因此成像保幅性更好。所提方法获得的角度域共成像点道集同相轴平直,且有效入射角度范围更宽,有利于后续的AVO/AVA或反演处理。理论模型合成数据和实际地震资料测试结果展示了方法的优越性与实用性。

自动拾取的成像空间域走时层析速度反演

本文研究了一种成像空间域走时层析速度反演方法,利用波动方程双平方根算子叠前深度偏移提取的角度域共成像点道集(ADCIGs)作为速度分析道集,并基于剩余曲率自动拟合策略获取高精度的走时差。文中不仅给出ADCIGs道集剩余曲率自动拟合拾取的主要思路,而且给出成像空间域层析反演的实现。模型和实际资料试算验证了该方法具有较高的反演精度和计算效率。