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基于弹性Kirchhoff偏移的纵横波偏移速度分析方法

李芳  
【摘要】:由于地震波场为弹性波场,在地球介质中传播的地震波,除纵波以外,还有横波以及转换波。在地震偏移成像过程中,为提高地震成像结果的准确性并真实反映实际地震波场在介质中的传播特性,应该充分利用多分量地震数据的矢量特征来进行弹性波成像。但是,多分量地震数据的弹性波成像也面临着很多挑战,其中最为棘手的即是偏移速度场的确定。而效率和精度这对矛盾,往往又是偏移速度分析过程中不得不涉及的话题。综合考虑迭代效率和偏移速度分析精度两方面的因素,本文基于弹性Kirchhoff偏移开展了纵横波偏移速度分析方法的研究。 基于Kuo和Dai给出的多分量Kirchhoff偏移公式,本文利用重新组合的纵波和转换横波权系数以及成像点处的单位极化矢量,推导了3D弹性Kirchhoff偏移方程,并给出了其2D简化形式。具体实现时,直接输入多分量地震数据进行弹性波偏移即可,无需事先进行波场分离。模型测试结果表明该方法具有较高的计算效率,适合用于迭代的纵横波偏移速度分析。 通过引入拓展后的弹性波成像条件,本文建立了提取无假象弹性波时移角度域共成像点道集和角度域共成像点道集的方法。首先在弹性Kirchhoff偏移方法中引入时空移动成像条件,获得纵波和转换横波时移偏移距域共成像点道集,然后进行角度分解变换,得到纵波和转换横波的时移角度域共成像点道集。其中,空移成像条件是时空移动成像条件的特例,利用空移成像条件本文提取了纵波和转换横波角度域共成像点道集。 依据纵波和转换横波在角度域的运动学传播规律,本文推导了适用于倾斜反射界面的纵波和转换横波的深度剩余量方程,利用这两个方程分别实现了对纵波和横波偏移速度的更新。通过联合使用多波成像深度一致性原则和角度域共成像点道集拉平原则作为弹性波速度判别准则,多方面约束,能够提高纵横波偏移速度分析的精度。 利用本文提出的纵横波偏移速度分析方法分别对薄互层模型、Marmousi II模型以及实际资料进行了测试。测试结果表明了利用本文方法能够快速有效地抽取纵波和转换横波的角度域共成像点道集,并能得到准确的纵波和横波偏移速度场。


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