层析反演静校正方法研究及其在地震资料处理中的应用

摘要

地震勘探作为现代油气勘探最重要技术方法之一，在现代石油勘探中发挥着巨大的作用，随着勘探程度的不断提高，对复杂地区的勘探工作日益增多。这就需要研究针对复杂地区的地震勘探、采集、处理技术。静校正、叠前去噪、偏移成像是复杂地区进行地震资料处理的重点、难点问题。特别是静校正，作为复杂地区地震资料处理中首先要做的工作，静校正处理效果的好坏不仅直接影响后续的处理步骤，而且影响着最终的成像效果。
　　 在地震资料处理中，静校正问题往往不是孤立存在的，它还影响着后续的去噪和速度分析等处理工作。随着地震勘探工作的区域由地形简单的平原转向地形复杂的山区，由二维观测系统逐渐转为三维观测系统，这些变化都给静校正处理提出了更高的要求。在常规资料处理中，通常假设地下介质是水平层状，表层速度横向变化比较缓慢，处理时先将地震数据校正到一个浮动基准面上，然后再进行处理，将最终处理成果校正到一个水平基准面上，但在复杂地区，地表起伏变化大，表层速度横向变化剧烈，岩性多变，表层结构复杂，基岩出露，给地震资料处理带来复杂的静校正问题。基于折射波技术理论的静校正方法是建立在水平折射面的假设基础之上的，在复杂山区很难找到一个稳定的统一的折射层，故基于折射波理论的静校正方法在此类地区不再适用。而基于几何射线理论的层析反演方法和基于波动理论的波动方程延拓静校正方法在此类复杂地区有着很好地应用效果。
　　 本文在对比研究多种静校正方法的基础上，从正演和反演两方面进行层析反演静校正方法研究。正演方面基于地震波射线理论，在传统网格最短路径和Fermat射线理论的基础上提出了适用于二维模型的网格最短路径迭代射线追踪正演方法，并进行了理论模型正演模拟，相比传统最短路径算法取得了较好的效果。在二维模型的基础上进行了三维模型网格最短路径迭代优化射线追踪正演方法研究，给出了具体的算法公式，并进行三维理论模型模拟。反演方面基于模糊数学理论，重点针对反演方程的求解，提出了利用模糊数学理论求解方程的反演方法，给出了具体的模糊反演求解的步骤。在以上正演和反演方法研究的基础上，提出了模糊层析反演静校正方法，并进行了理论模型速度反演计算。最后将模糊层析反演静校正方法应用与实际地震资料处理中，取得了较好的应用效果。基于射线理论的模糊层析反演静校正方法在复杂地区的应用效果要优于传统的初至折射静校正方法。在实际资料处理中也发现在有低速层调查资料的地区，应用本文提出的模糊层析反演方法有很好的效果，但在没有低速层资料的地区，由于无法建立较准确的初始速度模型，导致算法无法收敛，最终得到不理想的反演结果。这是模糊层析反演方法的缺陷所在，就这一问题还需进一步研究解决。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1研究意义

1.2研究现状及存在的问题

1.2.1复杂地表速度分布调查方法

1.2.2初至折射静校正方法及其存在问题

1.2.3波动方程延拓静校正方法及其存在的问题

1.2.4初至波层析反演静校正方法

1.3研究内容与方法

1.4主要工作量

第二章 最短路径迭代射线追踪方法研究及模拟软件程序编制

2.1现有正演方法简介

2.1.1基于波动方程的正演方法介绍

2.1.2基于射线追踪理论的正演方法

2.1.3现有射线正演方法

2.2二维网格最短路径迭代射线追踪方法研究

2.2.1地震波传播的基本原理

2.2.2网格最短路径算法基本原理

2.2.3网格节点的设置方式

2.2.4网络最短路径迭代射线追踪具体算法

2.2.5算法的改进

2.2.6理论模型应用比较

2.3三维网络最短路径迭代射线追踪方法研究

2.3.1三维网格模型最短路径算法基本原理

2.3.2三维模型迭代射线追踪方法研究

2.3.3三维网络最短路径迭代射线追踪具体算法

2.3.4理论模型应用比较

2.3.5网格最短路径迭代射线追踪正演方法总结

2.4二维实际模型正演射线追踪

2.5基于最短路径迭代射线追踪方法编制的模拟软件程序

2.6小结

第三章 基于模糊数学理论的反演方法研究

3.1现有层析反演方法简述

3.1.1一般层析反演方法步骤

3.2模糊数学相关理论介绍

3.2.1模糊数学知识简介

3.3基于模糊数学的地震层析反演方法研究

3.3.1模糊反演方法研究

3.3.2模糊数学反演方法解方程组

3.4模糊层析反演静校正方法

3.5小结

第四章 模糊层析反演静校正方法在实际地震资料处理中的应用

4.1实际地震资料分析

4.2低降速带测定

4.2.1低降速带的组成特点及测定方法

4.2.2低降速带测定对于模糊层析反演静校正方法的重要性

4.3初至折射静校正方法的应用

4.3.1折射波静校正方法介绍

4.3.2具体处理步骤

4.4模糊层析反演静校正方法的应用

4.4.1建立初始速度网格模型

4.4.2正演射线路径追踪和旅行时计算及旅行时方程的建立

4.4.3建立模糊矩阵方程及求解

4.4.4静校正量的求取及应用

4.5处理结果分析对比

4.6小结

结论和认识

参考文献

攻读博士期间发表的学术论文

致 谢