基于偏移与反偏移的同相叠加方法研究

摘要

地震勘探正在向复杂构造介质成像发展，解决这一问题最好的办法是叠前深度偏移成像，但是叠前深度偏移却存在着速度难题，如何获取精确的偏移速度一直是棘手的问题，尤其是在数据信噪比比较低的情况下更是如此。况且叠前偏移数据量庞大，计算耗时，经济成本很高，因此叠前深度偏移到目前为止还没有被广泛地应用到实际地震数据处理中。 在实际地震数据处理流程中，将叠前地震数据进行有效的叠加得到零偏移距数据，然后进行叠后偏移，在大多数情况下，可以达到与叠前偏移成像相当的结果，但却大大减少了数据量，有效地提高了计算周期和信噪比；另外，叠加得到的零偏移距数据是常规处理流程中一个重要的中间结果，它能对地质解释人员给出直接的指导。因此如何得到高精度、高质量、高效率的零偏移距叠加剖面一直是地球物理工业界关注的重点和焦点。 本文在叠前偏移＋反偏移（建模）的基础上，将地震数据映射归纳到算子＋共轭算子的理论框架下，详细研究了基于叠前时间偏移算子+叠前时间反偏移算子的地震数据映射方法，主要讨论了几何光学近似下的叠前时间偏移与反偏移方法，以及基于波动方程的叠前时间偏移与反偏移方法。 在几何光学近似下，本文推导了改进后的T-K域共偏移距叠前时间偏移与反偏移算法，改进后的算法具有更高的振幅精度。然而该算法依赖于常速度的假设，数值实验表明，在大偏移距或者速度随深度变化的情况下误差较大。为解决这一变速问题，本文推导了基于波动方程的共偏移距叠前时间相移偏移算法，该方法能够很好地适应速度随深度变化的情况，并且可以用均方根速度考虑速度的横向变化。在具体计算中，本文还提出了变孔径的波动方程偏移算法，数值实验证明，孔径的改变不仅大大提高了偏移质量、减少了边界效应，同时还削减了计算时间。另外，本文还具体讨论了两种基于波动方程的相移反偏移方法。脉冲响应以及数值实验都证明了本文所推导的算法的正确性。 在研究了两种叠前时间偏移与反偏移算法的基础上，本文将叠前时间偏移与反偏移结合在一起将地震数据映射到零偏移距，从而得到零偏移距叠加剖面。本文对速度缓慢变化的大庆火山岩模型以及速度剧烈变化的Marmousi模型进行了处理，均得到了比较令人满意的零偏移距叠加剖面，展示出基于叠前时间偏移与反偏移的地震数据映射方法的良好应用前景。 最后，在地震数据映射的理论框架下，本文还在最小二乘意义下研究了最小平方地震数据映射，讨论了非规则地震道插值和地震数据规则化的若干问题。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 前言

1.1零偏移距地震数据成像的意义

1.2本文的研究背景

1.3 本文研究内容

第2章 地震数据映射的理论基础

第3章 DMO与DMO-1基础

3.1引言

3.2 DMO的理论基础

3.3 DMO的逆运算DMO-1

3.4小结

第4章几何光学叠前时间偏移与反偏移

4.1引言

4.2 T-K域共偏移距叠前时间偏移

4.3改进后的T-K域叠前时间偏移算法

4.4 T-K域叠前时间反偏移

4.5数值实验

4.6小结

第5章 波动方程叠前时间偏移与反偏移

5.1引言

5.2波动方程共偏移距叠前时间相移偏移

5.3波动方程共偏移距相移反偏移

5.4数值实验

5.5小结

第6章地震数据映射实例一——映射到零偏移距

6.1引言

6.2叠前时间偏移+反偏移到零偏移距(PSTM-DZO)

6.3大庆火山岩模型实例

6.4 Marmousi模型实例

第7章 地震数据映射实例二——非规则地震道插值

7.1引言

7.2算子+共轭转置算子的地震道插值

7.3最小平方地震道插值

7.4 Marmousi模型实验

7.5分析与讨论

第8章 结论与讨论

8.1主要结论

8.2本文创新点

8.2进一步研究方向

致谢

参考文献