数学检波器与波动方程地震叠前正演

地震非零炮检距正演模拟技术在叠前地震资料处理和解释中有重要意义.叠前正演通常用射线追踪法和全程波动方程法来实现.这些方法在计算效率和记录信噪比等方面存在许多固有的问题.作者通过提出数学检波器(MG)的概念和方法,使利用单程波动方程实现叠前正演成为可能.文中给出了用单程波动方程法对一个复杂地质模型形成8个共炮点地震记录的例子.在这些共炮记录中,来自复杂地质模型的反射波和绕射波十分清晰.记录质量好且计算效率高.更重要的是,利用作者研制的新方法可获得没有多次波、直达波和其它干扰的高信/噪比地震叠前正演记录.     

波动方程保幅叠前深度偏移与AVO响应

从全声波方程出发,基于严格的解耦理论进行单程波保幅分解,得到直观、高效率的直接面对地震波传播波场的压力分量进行延拓的单程波动方程;按照叠前深度偏移方法中的波场双重向下延拓理论实现共炮域公式到CMP(共中心点)域公式的转换,推导出由双平方根方程定义的保幅单程波动方程,从而将振幅误差补偿作为偏移的一部分在偏移过程中实现,使得地震成像在给出正确位置的同时也给出真实振幅.在此基础上获得的CRP(共反射点)道集在保证真实振幅的前提下,有效解决了绕射波干涉、反射点弥散、与倾角有关的NMO等问题,使AVO响应更加清晰,提高了AVO资料的分析精度.     

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.     

海底电缆采集地震数据多次波压制处理

波动方程数值模拟与分析表明,浅海多次波与有效反射波耦合在一起,海平面强反射多次波改变了有效波波形与相位,降低了地震资料频率.针对海底电缆双检采集地震数据,在地震上行波波场与下行波波场分析和实际地震资料处理试验基础上,提出在对水检记录地震数据和陆检记录地震数据能量均衡后,进行地震数据合并压制多次波的便捷方法.并利用该方法对某浅海海域地震资料进行处理,叠前炮集对比和叠后偏移剖面对比分析都表明多次波得到有效压制,地震资料品质有较大程度提高,证明了方法的有效性.     

基于双平方根算子的保幅角度域成像

建立基于双平方根算子的保幅叠前深度偏移与地下人射角度的关系,应用单程波双平方根方程的保幅波动方程叠前深度偏移输出角度域共成像点道集及相应的成像结果,为后续的偏移速度分析和振幅分析提供可靠的数据.取代相对耗时的倾斜叠加法,应用基于精确投影的快速插值映射法抽取保幅角度域共成像道集.结果表明:基于双平方根求取偏移距域道集比基于单平方根方程更为方便直观,也更适合于角度域成像;保幅角度域偏移采用的成像条件不仅可以有效地补偿振幅和改善成像结果,而且克服传统炮域单程波保幅偏移中反褶积型成像条件的不稳定性.理论模型数据和实际资料试算结果进一步证明了所提角度域保幅偏移理论和算法的正确性和有效性.     

储层模型正演模拟及AVO特征研究

为了在多波地震资料解释过程中解决多波信息识别难的问题,基于弹性波正演技术,针对某油田勘探区块的实际储层地质模型,采用高阶交错网格差分技术正演模拟非零偏炮集多波地震记录,并经多波资料处理,得到纵波和转换波CMP和CCP叠前含AVA的动校正道集及叠加剖面。在已知模型的AVA计算、模型层位参数与正演纵、横波波场关系的基础上,对比研究了正演记录中各储层的纵波和转换波对应关系。对比分析结果表明,数值模拟结果与AVA分析结果吻合,同一储层的纵波和转换波波场响应有明显差异。     

复杂地表条件下的地震波场模拟方法研究

克服常规非零炮检距地震波场模拟只能采用双程波动方程的限制,以等时叠加原理为基础,提出了一种新的适用于复杂地表条件的基于单程波动方程的频率域地震波场模拟方法.该方法采用频率域单程波动方程延拓算子进行波场延拓,利用等时叠加原理进行波场成像,不仅具有很快的计算速度,而且可以得到高信噪比的模拟记录,仅包含一次反射波和不规则点的绕射波,不包含直达波、多次波等干扰波.实际模型的正演数值模拟和叠前偏移结果都证明了该方法的正确性和有效性.     

基于反周期扩展边界方法的单程波正演模拟

单程波动方程的正演模拟相对于基于双程波方程的正演模拟,有很多的优势。但是基于波动方程波场延拓中大都会存在边界反射吸收问题,常规的衰减型边界吸收条件在单程波正演模拟中难以达到较好的效果。而本文采用了反周期扩展边界条件可以很好的解决这个问题。经过模型试算对比可以说明,该方法具有更好的效果。     

基于算子优化的Fourier有限差分法保幅叠前深度偏移

从声波方程的单程波分解出发,对传统波动方程叠前深度偏移的传播算子和边界条件进行优化,推导出基于优化算子的保幅边界条件和3个新偏移算子。通过应用新算子和边界条件,断层和倾斜层处的成像效果有明显改善,并且叠前深度偏移的质量也得到提高。模型试算和实际资料处理结果表明,使用优化的边界条件和偏移算子,能够提高横向速度变化情况下的成像精度。     

基于流体替换的地震波场数值模拟与分析技术*

提出了一套综合地质模型的精细建模方法、弹性波动方程叠前正演方法、叠前深度偏移方法、储层流体替换方法的地震波场数值模拟与分析技术,该技术首先采用多次循环计算与分析的地质模型建模方法,建立目标地震剖面准确的地质模型和参数模型;然后采用流体替换方法计算储层在各种流体饱和状态下的等效参数;并采用新的参数模型进行地震波场数值模拟,获得各种流体饱和状态下储层的地震反射波场特征。渤海某地区应用实例的结果表明,该技术不仅可以获得准确的油藏模型;而且可以有效地获得油、水层的地震响应特征,有效地指导后续的储层与油水识别,具有重要的理论和实际应用价值。     

基于射线追踪的微地震信号正演模型

为了更准确地收集微地震信号,采用射线追踪的方法对多震源微地震数据进行正演模拟。首先根据射线 追踪试射法原理,不断修正初始出射方向,通过反复迭代获得最优出射角,最终得到精确的射线路径以及多道 合成微地震响应记录,实现正演过程。基于射线追踪的正演结果能准确地反映地层结构的运动学特征,是一种 快速、准确的微地震正演方法。通过对地震波传播规律的分析,反演结果表明,建立的正演模型能为微地震信 号处理、反演以及震源定位研究提供帮助。     

透射地震层析成像中射线追踪技术

从射线方程出发,在光学几何近似的条件下,推导出角增量法射线追踪以及快速和精确的射线追踪算法。对于透射地震层析成像中网格单元坐标、射线段长度和走时计算有实际意义     

动态网络最短路径射线追踪算法中向后追踪方法的改进

动态网络最短路径射线追踪算法中的向后追踪方法能够解决线性走时插值算法(LTI)向后追踪过程不稳定的问题,但是其计算效率较低.综合利用节点次级源的位置信息以及波的传播规律,提出了改进方法,排除了动态网络最短路径射线追踪算法向后追踪过程中存在的大量冗余计算.数值算例表明,改进的向后追踪方法具有较高的计算效率,是动态网络最短路径射线追踪算法中向后追踪方法的几倍至几十倍;若将改进后的向后追踪方法应用于动态网络最短路径射线追踪改进算法,则该算法的计算效率将提高一倍左右.     

扩展的局部Born近似的广义屏算子分析

三维叠前深度偏移广泛地应用于地下复杂地质体成像。当前工作量较大的三维成像问题一般采用基于射线追踪的克希霍夫积分方法,但该方法在处理复杂构造不足。虽然基于有限差分方法的全方程逆时偏移对存在剧烈横向速度变化的非均匀介质也具有非常好的成像精度,但是,把该方法应用于三维叠前深度偏移需要花费较多的机时和巨大的计算机内存容量;这些要求在目前是不现实的。为了寻求一种既方便快捷又准确可靠的叠前深度偏移方法,于是扩展的局部Born近似的广义屏算子在速度场中等程度横向变化情况下,能较准确地描述地震波场的传播过程,对较复杂的地质构造具有较好的成像效果。且该算子具有稳定、高效的优点。不过扩展的局部Born近似的广义屏算子是条件稳定的。但从稳定性和计算效率角度看,该偏移算子可用于目前复杂地质体叠前深度偏移初期处理。     

HL-2A装置中的电子回旋波电流驱动

 通过将相对论Fokker Planck方程与波迹方程联合求解,对HL-2A装置中的电子回旋波电流驱动进行了数值模拟,研究了在HL-2A单零偏滤器条件下,中平面弱场侧发射的电子回旋波寻常波电流驱动。结果表明,HL-2A中的电子回旋波电流驱动效率较低并且受温度影响较为明显。     

一种适于强横向变速的高阶差分正演模拟方法

波动方程正演模拟法相对于射线法具有精度高、效率低的特点。为了提高其效率 ,提出了一种高阶差分正演模拟方法。该方法考虑了速度场局部的强横向变化 ,适于复杂介质的正演模拟 ;在相同精度下 ,高阶差分的空间横向间隔可取为低阶差分的 2～ 4倍 ,有较高的计算效率 ;高阶差分加上合适的边界条件能较好地解决网格频散和边界效应问题。通过对Marmousi模型的试算 ,验证了该方法对复杂速度模型的适应性、有效性和实用性。     

基于模型数据的噪声能量对叠加、偏移结果的影响分析

地震资料中不可避免地存有噪声,噪信比(噪声能量与信号能量之比)可能对地震成像造成致命的影响。根据自行设计模型,采用正演方法生成138炮记录,在这些单炮上分别加上不同能量的随机噪声和相干噪声,并应用模型速度进行NMO校正、叠加或进行叠前深度偏移;在这些工作的基础上,进行不同能量的随机噪声对叠加结果的影响分析,同能量随机噪声和相干噪声对叠加结果的影响分析,同随机噪声能量对叠加和偏移影响分析及同能量随机噪声、相干噪声对叠前深度偏移结果分析。这种分析建立在信噪比已知、速度已知、叠加及偏移算法已知的背景下,因而具有较高的准确度。最后,根据这些实验分析,得出各种不同噪信比的噪声对叠加、叠前偏移的影响进行给出定量结论,以期对地震资料处理中去噪技术的应用提供帮助。     

叠前弹性参数反演方法的关键技术

为实现对岩性和隐蔽油气藏的有效勘探,提出一种叠前弹性参数反演方法。该方法以Zoeppritz方程近似式为反演基础。通过比较不同介质条件下的Zoeppritz方程近似式的计算精度,确定适合的方程近似式。反演时,采用无拉伸动校正技术处理模拟的正演地震数据,使用射线追踪法抽取方程计算所需的角度道集。反演测试结果表明,相对于传统的叠后反演方法,该方法可以反演各种弹性参数,且反演结果的横向连续性强,可用于储层预测。     

无射线追踪层析静校技术在川西复杂地区资料处理中的应用

静校正问题已成为解决复杂地区地震成像的关键问题,弄清复杂地区近地表速度模型,解决复杂地区的静校正问题已经成为物探工作者的当务之急.在众多静校正方法中,Osypov提出的无射线追踪的折射层析静校方法首先利用初至旅行时进行视速度和延迟时的估计,然后利用Herglotz-Wiechert公式进行速度模型估计,进而实现静校正量的计算,在反演过程中不进行射线追踪,它既具有首波方法的稳定性,又具有回折波方法的实用性.在分析了影响该方法处理效果的主要参数后,将它应用于川西复杂地区地震资料处理中,应用后炮记录的质量得到了较大的改进,叠加剖面中层位错断现象得到消除,资料品质得到较大提高.该方法能较好地解决复杂地区的静校正问题.