复杂地震波场成像技术难点分析及误差研究

摘要

复杂构造的叠后深度成像方法,包括叠后逆时深度偏移；常用的非Kirchhoff偏移方法；新的混合法深度偏移。本文主要讨论的是常用的非Kirchhoff偏移方法,即相移法、相移加插值法、隐式域有限差分法、裂步傅里叶法和傅里叶有限差分法。与Kirchhoff偏移相比较,尽管基于波场外推的成像方法计算量相对较大,但在处理复杂构造时有其优越性。波场外推法二维叠后成像基于单程波动方程,向下外推地表波场,然后应用成像条件进行成像。因为其成像精度高的优点,在二维地震成像中应用广泛。本文分别对相移、相移加插值、隐式域有限差分、裂步傅里叶和傅里叶有限差分法的波场延拓原理一一做了介绍。在复杂构造及速度变化较大的地质条件下,地表接收到的地震记录变得异常复杂,使地震资料的处理与解释非常困难。此时,偏移剖面质量的改善和计算效率的提高显得尤其重要。本文在编程实现了相移和相移加插值算子的基础上,针对实际中可能遇到的各种问题,对相移及相移插值方法进行了技术上的改进,主要在以下几个方面进行了改进:端点效应及吸收处理(空间域和波数域)、小速度偏移方法、相移因子分析,目的旨在用提高计算精度的方法来达到改善偏移剖面质量和提高计算效率的要求。
　　 在一些构造比较复杂的地区,为了达到精确成像的目的,进行叠前深度偏移是一种有必要的方法。波动方程叠前深度偏移是复杂构造成像的一个最有效手段,它不仅能解决陡倾角反射层的成像问题,还能处理横向变速介质中的波的传播和成像问题。本文分别阐述了炮集叠前深度偏移和平面波叠前深度偏移的理论方法,针对炮集偏移分别利用SSF法和FFD法进行了相应的成像计算,文章也提出了基于单程波动方程的平面波叠前深度偏移成像方法并编程实现了该方法,其中在波场外推的过程中采用了能适应剧烈横向变速情况的傅里叶有限差分法(FFD),通过采用国际标准的Marmousi模型数据作为数值试算例子,最后验证了提出的基于单程波动方程的平面波叠前深度偏移成像方法的正确性和有效性,对该方法做进一步深入可以应用于具有不同结构特征的特殊目标成像以及地震照明分析。