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横向各向同性介质克希霍夫叠前深度偏移方法研究

姜梦奇  
【摘要】:常规的地震资料处理基于地球介质是各向同性这一基本假设,然而各向异性性质普遍存在于地壳岩石中。当地震波在单一地层厚度远远小于地震波长的一系列各向同性薄层中传播时,地震波的传播规律也可描述为在均一的横向各向同性介质中传播。因此这种基本假设与实际情况具有一定的差异,会导致偏移成像过程中出现地震波能量归位位置不准确、能量不收敛、有偏移噪音等现象。对于定向排列的岩石颗粒、有一定方向的岩石裂缝以及周期性薄互层引起的各向异性介质来说,横向各向同性介质是一种较好的近似。据统计大部分的沉积岩都具有横向各向同性介质的特征。因此,研究地震波在横向各向同性介质中的传播机理以及地震资料处理方法对于减少偏移剖面同相轴的空间误差,提高地震资料的分辨率和信噪比有重要意义。本文围绕横向各向同性介质中地震波的传播规律以及克希霍夫正演、偏移成像方法展开了相关研究。首先从地震波的本构方程、平衡微分方程、几何方程阐述了波动方程的推导,研究了横向各向同性介质的交错网格有限差分正演模拟方法与相速度和群速度计算方法,并进一步分析了各向异性介质与各向同性介质地震波不同波模式下传播方向和偏振方向的差异,研究了其qP波和qSV波的波场分离方法。在此基础上基于Qt设计并实现了横向各向同性介质的正演模拟软件以及群、相速度计算软件。然后,本文阐述了克希霍夫衍射原理,建立了克希霍夫积分正演模拟方法,更进一步使用克希霍夫衍射理论构建了水层多次波预测格林函数,精确预测了水层多次波,结合曲波域多次波分离方法压制了原始地震记录中的水层多次波,为偏移提供了高信噪比与高分辨率的基础资料。随后研究了横向各向同性介质的射线追踪系统以及克希霍夫积分偏移成像方法,形成了使用于海洋宽频地震的横向各向同性介质克希霍夫叠前深度偏移处理流程,并对成像条件、反假频策略以及偏移孔径和真振幅加权函数等方面都做了相关讨论。通过模型数据和实际数据的偏移测试表明本文方法能够准确的对横向各向同性介质的地震记录进行偏移成像。且成像绕射波得到了收敛,地下构造得到了清晰刻画。


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