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转换反射波成像方法研究

许士勇  
【摘要】: 研究地下地质结构是地震勘探的主要目的,地震成像理论和技术是地震勘探的核心内容。多分量地震勘探是近几年发展起来的一项高新技术。其中,转换反射波资料的处理与传统纵波资料的处理有很大不同,针对转换反射波的特点开发新的特别处理技术是近年来勘探地球物理界的研究方向之一。以转换反射波地震成像方法作为论文选题,属于应用基础性研究内容,具有实用价值。 针对不同的地质需求,本文研究了三种转换反射波成像技术。(1)共转换点(CCP)水平叠加技术的计算量小、效率高、容易实现,可用于地层起伏不大、构造简单的地区。(2)转换反射波的倾角时差校正(DMO)技术主要适用于构造起伏比较大、速度横向变化相对平缓的地质条件。(3)叠前深度偏移是当前理论和应用上比较先进的成像技术。在复杂的地质条件下,要想得到正确的成像结果,进行转换反射波的叠前深度偏移处理是必要的。 (1)共转换点(CCP)水平叠加技术 CCP道集水平叠加的主要困难在于CCP道集分选及转换波时距关系的非双曲线性质。本文给出了计算转换波转换点位置和时距关系的高精度实用公式,在此基础上提出高精度、高效率的CCP水平叠加技术。主要包括:CCP道集分选方法、转换波正常时差校正和叠加速度分析方法等。其中CCP道集分选方法能够适应纵、横波速度的纵向和横向变化,可有效地克服当前CCP面元化方法造成的覆盖次数横向周期性变化问题。本文所述转换反射波正常时差校正方法可使中-浅层大炮检距的资料也能得到充分校准,转换反射波叠加速度分析方法可以直接给出可靠的横波叠加速度。理论模型试验和实际资料处理证明,这些先进技术的应用可以有效地保证叠加效果和叠加剖面上的相对振幅关系。 (2)转换反射波的倾角时差校正(DMO)技术 在地层起伏比较大、但速度场变化相对比较平缓的地质条件下,采用转换反射波DMO后的叠后偏移处理流程是一种行之有效的成像方法。基于对数拉伸坐标变换,本文提出一种f-k域转换反射波DMO的快速算法,该方法能用于纵向变速介质,不需要事先进行CCP位置校正。 与几何DMO相比,f-k域的DMO可以较好地处理成像的振幅和相位问题。但是,当前f-k域的转换反射波DMO算法都是基于二阶近似运动学方程的,对于陡倾角界面存在严重的成像误差,无法保证陡倾角界面成像的振幅特征。本文提出的真振幅f-k转换反射波DMO算法,对二阶近似带来的运动学误差进行了有效修正,从而保证了对不同倾角界而的成像精度。文中给出了理论模型数据和实际资料处理的对比试验结果。 (3)转换反射波的波动方程叠前深度偏移 波动方程(WE)叠前深度偏移(PrSDM)成像的关键在于偏移算子和算法,它们是偏移成像精度和效率的决定囚素。本文利用速度自适应坐标变换(VACT)将非均匀介质中的波动方程转化成均匀介质中的表达式,解决了当前强横向变速介质中单程波传播的倾角限制这一棘手问题。本文提出的VACT波场传播算子,为波动方程偏移研究开拓了新的思路。文中给出了VACT偏移算子的脉冲响应试验结果以及在SEG/EAGE盐丘模型中的偏移成像结果。 在共炮道集上进行转换反射波资料的波动方程叠前深度偏移(WE-PrSDM)是可行的,但计算效率不高。本文研究了中点-炮检距域的转换反射波WE-PrSDM算法和成像条件。中点-炮检距域的WE-PrSDM采用全局参考速度,要求偏移算子对速度横向变化具有良好的适应性,用本文提出的VACT算子是非常合适的。本文给出了转换反射波共炮道集以及中点-炮检距域WE-PrSDM成像输出共成像点fCIP)道集的方法,为转换波偏移速度分析、纵横波联合速度反演以及复杂地质条件下的转换波振幅随炮检距变化(AVO)分析等提供了有力工具。 理论模型试验结果证明,本文关于转换反射波WE-PrSDM方法的研究是正确的和可行的。 木文研究成果有的已用于实际转换反身寸波地震资料的处理,取得较好的实用效果。


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