地形起伏条件下的直接叠前深度偏移方法研究

摘要

近年来，随着国家基础设施建设投入力度的增大，工程勘察的需求强劲增长。浅层反射地震勘探因具有突出的纵横向分辨能力及较大的勘探深度范围而得以在工程勘察中发挥越来越重要的作用。然而目前的浅反地震勘探正面临向山地、丘陵、沙漠等复杂测区开进的现状。此类工区通常包含两个显著的特点，即地表起伏严重和横向波速变化剧烈，此二者均对常规的地震资料处理方法提出了严峻挑战。
　　 对于起伏地形而言，在资料处理过程中，常规的解决办法是静校正。而静校正是以地表一致性及出射线垂直地表作为前提的，在地表起伏剧烈地区，该假设很难满足，因此会产生非常严重的剩余静校正量。对于强横向波速变化的情况，叠前深度偏移是有效的应对方式，但通常该方法也会受到起伏地形的影响。为此，发展一种避免静校正而直接进行叠前偏移的方法将彻底改变这一尴尬局面。而基于起伏地形条件下的直接叠前偏移通过研究适用于精确炮检点高程的新的成像条件，完全避开了静校正处理，从而大幅提高成像质量。
　　 本文首先从正演出发，利用高阶交错网格有限差分法精确模拟了地表起伏条件下的纵波波场，并得到复杂地表条件下的单炮记录。再将炮、检点通过静校正方法进行野外一次静校正，以便于利用视速度滤波法去除规则干扰。尔后，再进行反静校正处理，把各道数据又重新恢复到野外实际高程点，最后直接利用带地形的单炮记录进行叠前深度偏移。此处，静校正的准确性只影响规则线性干扰的压制效果，而对其后的偏移算法无直接影响。各种模型试验结果表明，直接叠前偏移处理能够很好地避免静校正带来的误差，极大地提高了浅中部地层的成像精度，为复杂地形条件下的工程地震勘探带来了新的希望。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题的目的及意义

1．2 叠前深度偏移及静校正的发展状况

1．3 本文所做工作及创新点

第二章 波场正演

2．1 正演方法简介

2．2 高阶交错网格有限差分法简介

2．3 交错网格高阶差分格式推导

2．3．1 带PML的声波一阶速度—应力方程

2．3．2 关于时间的2M阶差分近似推导

2．3．3 关于空间的2N阶差分近似推导

2．4 震源函数

2．5 频散分析

2．5．1 产生频散的原因分析

2．5．2 空间差分对频散的影响

2．5．3 时间差分对频散的影响

2．5．4 利用空间高阶差分消除频散

2．6 稳定性条件

2．7 PML边界处理

2．8 正演模型试例(水平地表和起伏地表)

第三章 波场逆时延拓

3．1 带PML的逆时声波方程

3．2 逆时声波方程的差分格式

3．3 逆时波场的数值实现

第四章 直接叠前深度偏移

4．1 偏移的意义和几何原理

4．2 双程波动方程叠前逆时深度偏移简介

4．3 地形起伏条件下直接叠前逆时偏移

4．4 初至提取和直达波去除

4．4．1 边缘检测法初至提取

4．4．2 SVD法去除直达波

4．5 脉冲测试

4．6 成像条件

4．7 直接叠前深度偏移模型试算

4．7．1 水平地表水平地层模型

4．7．2 起伏地表水平地层模型

4．7．3 起伏地表起伏地层模型

4．7．4 起伏地表下的断层模型

4．7．5 起伏地表下的复杂模型

第五章 结论与建议

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间主要研究成果