角度域共成像点道集及偏移速度分析

【摘要】： 油气勘探程度的提高、勘探目标的日益复杂促进了叠前深度偏移成像技术的快速发展。波动方程叠前深度偏移在生产中逐步得到了广泛应用。波动方程叠前深度偏移对输入速度模型的要求较高，急需新的偏移速度分析(MVA)方法与之匹配。近年来，角度域共成像点道集(ADCIG)被引入地球物理领域，它被认为无论是在MVA方面还是在成像方面都具有巨大的发展潜力。本文着重研究ADCIG在MVA方面的应用。 ADCIG反映了地震反射振幅随着入射角度的变化。提取ADCIG的过程就是将多次覆盖的地震数据从偏移距域转化到入射角度域的过程。在现有的几种转化方法中，通过倾斜叠加的方法将偏移距域共成像点道集(ODCIG)转化为ADCIG，其计算效率较高，被较为广泛的研究和应用。在入射角度域，地震数据具有良好的性质。波动方程偏移得到的ADCIG被证明是没有假象的道集，这是它区别于其它道集的最大优点，也是其被认为是目前最为合理的共成像点道集(CIG)的主要原因。 当偏移速度等于介质速度时，ADCIG的同相轴是水平的，其中的角度为真正地震入射角。当偏移速度不等于介质速度时，ADCIG的同相轴向上或者向下弯曲，其角度也不是真正的入射角，而是视入射角。偏移速度偏大，视入射角大于真实入射角，反之，则小于真实入射角。偏大的偏移速度比同比例偏小的速度在ADCIG上引起的剩余时差(RMO)要大，即ADCIG的RMO对正的速度误差更敏感。这种性质暗示以略微偏大的偏移速度作为初始速度进行速度分析对速度误差判断较有利。 本文通过引进时空移动成像条件，得到时移偏移距域共成像点道集(TSODCIG)和时移角度域共成像点道集(TSADCIG)。在时空移动成像条件的框架下，ADCIG的成像条件和时移成像条件都可以视为它的一个特例。在聚焦深度处，时移共成像点道集(TSCIG)上对应波场能量最大，TSADCIG上对应角度域道集同相轴是水平的。在TSADCIG上，通过寻找拉平的道集，可以准确定位波场的聚焦深度。不管偏移速度是否正确，在TSADCIG上总可以找到某个时移量，它对应的角度道集是水平的。在此基础上，本文统一了当前主要两种MVA方法的速度正确判断准则，即剩余曲率分析(RCA)中ADCIG的同相轴拉平和深度聚焦分析(DFA)的成像深度与聚焦深度相等两者是等价的，ADCIG的同相轴拉平是反射波场聚焦的必然结果。RCA和DFA速度分析方法，它们本质上追求的都是成像深度与聚焦深度的一致。 本文研究的最终目标是求出地下介质的速度结构。通过对TSADCIG上RMO的分析，得到了基于该道集的偏移速度模型更新公式。结合DFA速度分析抗噪音能力较强和RCA速度分析精度较高的优点，设计了基于TSADCIG／TSCIG的速度分析方法。在TSADCIG上通过同相轴拉平判断聚焦深度，在TSCIG上通过聚焦能量最大判断聚焦深度，两种方法相互补充，共同参与对速度误差的判断，从而可以得到更为准确的速度误差信息。对理论模型合成数据和实际地震数据处理表明了本文方法的有效性。