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各向异性介质叠前时间偏移方法研究

岳斌  
【摘要】:地震偏移是在波动方程的基础上,将反射层移动到其正确的空间位置并聚焦绕射能量到其散射点的过程。叠前时间偏移是解决复杂构造条件下地震波场成像的有效工具。对于成像来说,TI介质是对地球介质的有效近似。地震波在各向异性介质有独特的传播规律,基于各向同性理论的常规地震偏移方法不能有效的解决各向异性介质中的地震波偏移归位问题,成像精度难以保证,研究基于各向异性理论的偏移方法能够克服这一缺陷,提高成像精度。随着各向异性介质以及多分量地震勘探的发展,研究基于各向异性介质的叠前时间偏移方法是非常必要的。本文以VTI介质中地震波场的准确成像为目标,在理论分析和数值模拟的基础上,重点研究基于各向异性理论的叠前时间偏移算法。 叠前时间偏移方法中,旅行时的计算是偏移结果准确的前提。在地层存在各向异性时,地震波速度和时距曲线变得很复杂,需要求取各向异性的时距曲线拟合公式,分析地层参数与速度的关系,从而充分的利用地震波信息进行各向异性介质的分析处理。VTI介质的Kirchhoff叠前时间偏移方法建立在Alkhalifah提出的中点-偏移距旅行时计算公式的基础上,方程依赖两个参数:正常时差速度VN MO和各向异性参数,在形式上与传统的Kirchhoff偏移公式相似。本文描述了各向异性偏移算法所存在的问题,如旅行时信息和各向异性参数估算,并对成像的影响因素进行了研究。本文在现有文献基础上,针对VTI介质,从高阶泰勒级数的思路出发,从短排列条件下的双曲线拟合公式到中、长排列的非双曲线拟合公式进行了较详细的推导,得到高精度的纵波、以及转换波的时距曲线公式,并分析了地层各向异性参数与速度及时距曲线之间的关系,理清了在各向异性条件下有关参数的相互关系和应用条件。目前,多分量地震勘探技术逐渐成为研究热点。文中提出了一种基于弹性波Kirchhoff积分方程远场近似条件下的多分量地震数据弹性波成像方法。多分量Kirchhoff时间偏移的方法的优势主要在于计算效率高而不是成像精度,在大数据量的地震数据成像方面和多分量数据叠前成像的快速计算方面有着不错的前景。 在上述研究的基础上,本文实现了各向异性介质的叠前时间偏移。理论模型和实际资料的偏移结果表明,该方法能够对地层进行准确成像,可以消除各向异性对偏移造成的影响,具有良好的实际应用效果。


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