叠前深度偏移 (NXPowerLite)

nullnull叠前深度偏移 理论与实现null一. 概述 二. Kirchhoff积分法叠前深度偏移 三. 波动方程法叠前深度偏移 四. 共聚型CFP叠前深度偏移 五. 适用于各向异性介质的保幅偏移 六. 双复杂条件下的地震成像目 录null地震技术的发展趋势:三维叠前深度偏移(3DPSDM)------地震成像 (波动方程法3DPSDM, CRS叠加, CFP偏移) 四维地震------开发地震 (VSP技术, P-S技术, 井间地震, 3D_AVO技术, 4D地震, 弹性波阻抗反演, 裂缝分析, 岩石物理, 地震相与地震属性分析, 油藏描述等) nullReflection point smearingnullNMO_DMO_PostMig Correctionnullnullnullnull概 述 进入90年代后，叠前深度偏移开始逐步应用于油气勘探地震数据的精细处理和高精度成像中。 常见的叠前深度偏移方法可以分为两类：第一类是基于绕射扫描叠加原理的Kirchhoff积分法，另一类是基于波动方程的偏移方法（如有限差分偏移方法、Fourier偏移方法、混合偏移方法等）。另外，基于等时原理的共聚型CFP偏移方法也在发展和完善中。 null特别注意关键参数的试验：反假频距离、反假频频率和偏移孔径的合理选取null 对Marmousi模型数据实现了叠前深度偏移处理。图(a),(b)分别为使用Kirchhoff积分法和波动方程法偏移的结果。可以看到，波动方程法对背斜内幕和低速目的层较好的成像。 (a) Kirchhoff叠前深度偏移 (b)波动方程叠前深度偏移模型试算(叠前深度偏移)nullKirchhoff积分法叠前深度偏移一.概述 二.变速射线追踪法计算走时 三.有限差分法计算走时 四.Kirchhoff积分法叠前深度偏移 null概 述 Kirchhoff积分法叠前深度偏移具有高偏移角度、无频散、占用资源少和实现效率高的特点，并且积分法能够适应变化的观测系统和起伏的地 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf ，优化的射线追踪法和改进的有限差分法能够在速度场变化的情况下快速准确地计算绕射波和反射波旅行时，从而使积分法能够适应复杂的构造成像。 Kirchhoff积分法的关键是绕射旅行时的计算，目前常用的计算方法是射线追踪法和有限差分法。 null变速射线追踪法计算走时 由程函方程可推出如下的射线方程 （1） 其中， 是波速， 是空间位置，s 是与路径长度有关的仿射参数。路径长度l由（2）式给出 （2） 其中， （3） 是位置 处指向射线传播方向的矢量，射线旅行时为 （4）null变速射线追踪法计算走时null变速射线追踪法计算走时null有限差分法计算走时1）二维有限差分绕射旅行时计算方法 a．方形网格情况下的绕射走时有限差分计算 b．矩形网格情况下的绕射走时有限差分计算 2）迎风有限差分三维旅行时计算 3）模型试算null二维有限差分绕射旅行时计算方法 ——方形网格情况下图1 方形网格走时计算示意图 null二维有限差分绕射旅行时计算方法 ——方形网格情况下null二维有限差分绕射旅行时计算方法 ——矩形网格情况下 为提高绕射走时有限差分计算方法的适应性，考虑具有不同纵、横向采样间距的矩形网格。矩形网格走时计算见图2a。 考虑平面透射波的情况 基于方程（10）和（11），经推导可以得出： (13) 经过（13）式，“十”字形的四个顶点值都可以求取出来，这样十字形的各个顶点构成一个环。null 对于沿z方向边界上的第一个点可由方程（10）的非中心有限差分求出，即 (14a) t3是待求C和D的走时，t0是图2b中点O的走时（相对极小值走时），t1和t2、分别为A和B点的走时。同理可求得沿x方向边界上的第一个点的走时为： (14b) 图2b ‘十’字型中, O点是震源点的位置, ‘十’字型各点的走时已知, 各顶点的走时可由相邻三个点的走时求出。二维有限差分绕射旅行时计算方法 ——矩形网格情况下null考虑首波出现的情况当（13）式右边根号下出现负值时有， （15） 当（14）式方程的右边根号下出现负值时，我们选取： （16） 当向z方向外推时， ，当向x方向外推时 。考虑散射波传播的情况 （17）依据费马原理，在考虑了平面透射波、首波和散射波情况下的最终初至走时为： （18）null 具体的实现步骤如下：如图3所示，从源点到各边的长度分别为R1、R2、R3和R4，以R1 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 ，求解问题”的矛盾 。为了更好地进行偏移成像，必须建立正确合理的速度模型。分类：理论：射线法、波动方程法、层析成像法 道集：CMP,CIP,CRP,CFP,CRS等偏 移 速 度 建 模常用：速度谱分析法、相干反演法和层析成像法null射线法偏移速度建模 基本原理 基于射线理论和最大叠加能量或最大相关系数准则，在CMP道集通过层剥离实现偏移速度建模校正偏移速度，这种方法计算效率高，但存在速度误差累计和由于在CMP道集进行速度分析所带来的多解性问题。 偏 移 速 度 建 模null模型试算 偏 移 速 度 建 模null波动方程法偏移速度建模 共成像点道集偏移速度建模 基本原理基于Kirchhoff积分法和波动方程法叠前深 度偏移和CIP道集剩余曲率分析（RCA） 偏 移 速 度 建 模null偏 移 速 度 建 模FFD法null偏 移 速 度 建 模SSF法null速度修正准则和迭代速度反演 模型试算及分析偏 移 速 度 建 模null共聚焦点CFP道集偏移速度建模 基本原理 该方法基于等时原理、CFP偏移和射线追踪/波动方程正演模拟，借助逆时聚焦算子和CFP响应之间的差异，即通过DTS分析来实现偏移速度建模 偏 移 速 度 建 模null偏 移 速 度 建 模共反射点CRP道集偏移速度建模 CRP道集偏移速度建模是基于叠前深度偏移、地震层析成像（ST）、和深度聚集分析（DFA）。在DFA中，若偏移深度和聚焦深度之间的误差为零，则偏移速度合理；否则，依据误差修正偏移速度 。null偏 移 速 度 建 模共反射点CRP道集偏移速度建模深度聚集分析（DFA） 基于实际速度和过大速度的向下延拓示意图 （来自Jeannot et al., 1986） null偏 移 速 度 建 模共反射面CRS道集偏移速度建模 CRS道集偏移速度建模是基于射线理论、三参数优化和CRS叠加。效率较高，速度分析精度取决于优化三参数的精度，适于较复杂地质体的速度建模。CRS道集偏移速度建模就是利用优化后的地震三参数来实现的。null地震层析成像(ST)法偏移速度建模 地震层析成像法是在最小平方意义上，通过迭代反演修正速度。 一般说来，射线法和波动方程法与速度谱分析方法一样简单实用，而层析成像法主要用来对速度异常区成像，解决较复杂地区的速度建模。偏 移 速 度 建 模null共聚型CFP叠前深度偏移一. 概述 二. CFP方法原理 1） WRW模型 2）双聚焦偏移 3）CFP偏移算法 4）双聚焦和Kirchhoff求和 5）单程成像道集和单程共炮检距剖面 三. 应用实例 null概 述 共聚焦点（CFP）偏移技术是20世纪90年代Berkhout教授提出的。它是一种基于等时原理，将Kirchhoff积分法的一步偏移分两步聚焦来完成（即激发聚焦和检波聚焦的双聚焦偏移）的叠前地震成像方法。依据激发聚焦和检波聚焦的概念，通过等时原理，可以较好地实现复杂地质体的叠前偏移处理。其中的检波聚焦是把炮记录转变成CFP道集；而激发聚焦是把CFP道集转变成叠前深度偏移剖面。双聚焦过程中所依据的等时原理和差异时移（DTS）分析可以检验所用偏移速度场的正确性和成像的聚焦性，这正是CFP偏移技术的独到之处，是Kirchhoff积分法叠前偏移所不能做到的。 null概 述 在CFP偏移中，通过时-空域的零走时成像原理（CFP偏移的共聚型）和Radon域的零截距时间成像原理（CFP偏移的双聚型）分别实现构造成像（角平均的标量成像）和岩性成像（考虑AVO的矢量成像）。目前，基于CFP偏移技术，我们能够实现近地表成像、复杂构造成像、速度估计、保幅偏移成像、AVO/AVA/AVP分析、三维观测系统优化设计、估计纵横波速度比、实现多分量地震偏移和进行油藏动态检测等。nullCFP方法原理 ——WRW模型 CFP偏移技术利用了 Berkhout 教授提出的基于波动理论的WRW模型，该模型将反射地震记录表示为（见图9）： （74） 其中， 是地震数据矩阵，代表传播算子； 是检波矩阵，代表检波器接收算子； 是震源矩阵，代表地面震源激发算子； 是传递矩阵，代表反射地震记录。nullCFP方法原理 ——WRW模型 的连续表示形式为（见图9）： （75） 离散表示形式为（见图9）： （76） 其中， 是上行传播矩阵，代表上行传播算子； 是反射系数矩阵，代表反射算子； 是下行传播矩阵，代表下行传播算子。 表示观测点所在的深度， （或 ）表示地下任意点的深度。 null图9 3-D一次反射模型 (a) 观测记录；(b)和(c)是传递函数，(b)是波传播的连续表示形式，(c)是波传播的离散表示形式nullCFP方法原理 ——WRW模型 依据方程（76），对于第j炮激发第i道接收的单道记录的离散形式可表示如下： （77） 以上都是频率域的表示形式，如果变换到时间域中，则应该用褶积来代替乘积。这样，（77）式变为： （78） （78）式就是反射地震记录的WRW模型的时间域表示形式。从以上公式可以看出，炮点的激发能量首先经过下行传播算子的作用，然后在反射界面处发生反射，再经过上行传播算子的作用，最后在地面由检波器接收。null　　CFP方法原理 　　　 ——双聚焦偏移nullCFP方法原理 ——双聚焦偏移（激发聚焦 ） null 联合方程（77）和（79），由震源组合 产生的来自单一深度层的地震响应由下式给出： （81） 其中， 表示来自单一深度层 的贡献，该式左边是将地表的共检波点道集延拓到目标网格点 的结果，该式右边表示了目标网格点 处的反射系数作为震源在地表获得的地震记录，我们把 称为聚焦点响应。 CFP方法原理 ——双聚焦偏移（激发聚焦 ） null 通过比较方程（80b）和（81），可以得出对一正确的宏观速度模型，逆时聚焦震源波场与其聚焦点响应有相同的走时。这就是“等时原理”，该原理在基于CFP法的速度估计、AVO分析、近地表成像、多次波消除、纵横波速度估计和多分量偏移成像中起了非常重要的作用。 CFP方法原理 ——双聚焦偏移（激发聚焦 ） nullCFP方法原理 ——双聚焦偏移（激发聚焦 ） nullCFP方法原理 ——双聚焦偏移（检波聚焦 ） 与震源组合类似，也可以对地面的检波点进行组合，使之形成一个位于 处的等价的单位检波点。定义 为检波点组合函数，则有 （83） 其中， 。由（83）式可直接得到 （84a） 或者，再次选择一种不畸变走时信息的稳定型式来求逆，得到 （84b） 这意味着选取共轭来表示逆（见图10a）。 null (a) 激发聚焦的面炮组合； (b) 检波聚焦的面检波组合 图10 激发聚焦的面炮组合（ ）和检波聚焦的面检波组合( )分别由 的第j列(图a)的复共轭和 的第i行(图b)的复共轭给出。此外，可有选择性地包括对野外组合的方向性、不规则采样和薄层频散等的校正，一般是用校正因子实现。CFP方法原理 ——双聚焦偏移nullCFP方法原理 时-空域等时原理------共聚型CFP偏移图11 CFP偏移的共聚 型成像nullCFP方法原理 ——CFP偏移算法（1）聚焦算子的计算 给定一宏观速度模型，对每个聚焦点计算一聚焦算子。聚焦算子由一组单程走时和相应的振幅来表示。振幅信息中可以包括对不规则观测系统和野外组合的校正因子。nullCFP方法原理 ——CFP偏移算法（2）检波聚焦 对炮记录和对应的聚焦算子做褶积，得到震源点处的单道记录。对所有炮记录与其对应的聚焦算子做褶积的结果就是共聚焦点道集。对于一个正确的宏观速度模型，逆时聚焦算子和聚焦点响应的反射能量有相同的走时（等时原理）。为提高记录的信噪比、尤其是深层记录的信噪比，可采用中央Fresnel带叠加法。nullCFP方法原理 ——CFP偏移算法nullCFP方法原理 ——CFP偏移算法null 如果我们事先计算出了聚焦算子的走时和振幅。那么，对于每一个地下网格点（用作为双聚焦点），共聚型偏移意味着聚焦点响应（检波聚焦）与逆时聚焦算子作零空间延迟互相关（激发聚焦）的结果。激发聚焦的结果也可以用单程成像时间表示，单程成像时间由聚焦算子中的预计同相轴位置的时间输出值来确定。这说明应用激发聚焦包括在单程成像时间把聚焦点响应拉直（差异时移（DTS）等于零）和加权叠加（CFP叠加）。连接一个聚焦点和预定同相轴地表位置的射线称为单程成像射线。 CFP方法原理 ——CFP偏移算法null 如果确定了算子的零炮移距同相轴（这里的炮检距等于震源和聚焦点之间的横向距离），那么对于一个正确的宏观速度模型，单程成像射线连接具有相同横向位置的两点，且单程成像时间等于单程零炮移距时间。由此可见，CFP偏移是一种用单程走时表示的叠前深度偏移。图12说明了双聚焦偏移的过程。为了证实CFP偏移算法中的不同步骤，使用了一简单例子。图13说明了CFP偏移结果。 CFP方法原理 ——CFP偏移算法null图12 双聚焦偏移过程 null图13 CFP偏移结果 nullCFP方法原理 ——双聚焦和Kirchhoff求和 在CFP偏移算法中相继应用的两次聚焦步骤可以合并为单一步骤，它是通过给出每一输入样点的一与震源-检波器有关的双加权因子和随后把所有涉及到的震源和检波点的结果直接加到双聚焦点的图象上来实现的。该单一步骤型式的共聚型CFP偏移是与广泛应用的Kirchhoff求和算法完全一致。对一均匀宏观模型，该单一步骤型式的共聚型CFP偏移也与整个数据的逆散射算法完全一致。 如果我们记住聚焦确定了在输入数据上的一叠加运算，那么在CFP偏移中应用了相继的两步单一叠加运算，而在Kirchhoff求和偏移中合并为一双叠加运算。nullCFP方法原理 ——双聚焦和Kirchhoff求和 因此，CFP方法不仅提供了一理解叠前偏移过程的新概念（基于相继的两步聚焦实现偏移），而且特别给出了一中间结果------CFP道集，这为地震数据分析和地震数据处理开辟了新的途径和可能性。如上所述：CFP道集揭示了基于宏观速度模型下有关误差的重要信息，它也提供了相应聚焦点的与角度有关的反射性质的带限信息，其中可能包含了超临界信息。 nullCFP方法原理 ——单程成像道集和单程共炮检距剖面 null图14 在共中心点技术和共聚焦点技术之间的差异对比 null 应用实例 ——基于CFP技术的叠前偏移 CFP技术最初的应用就是叠前深度偏移成像，尤其是对地下复杂构造的叠前深度偏移具有较好的成像效果。它的成像原理是等时原理，它是通过激发聚焦和检波聚焦的双聚焦来实现的共聚型CFP偏移。 图15 北海某地震资料的CFP叠前深度偏移剖面，图中白线是生成XFP道集的位置null 应用实例 ——基于CFP技术的偏移速度分析与建模 共聚型CFP偏移在实现过程中能够进行偏移速度分析与建模。一种建模方法是基于等时原理和DTS分析通过参数约束迭代反演进行速度估计；另一种方法是基于Radon域相位误差的对称性求取正确的聚焦算子，然后通过速度扫描或全局寻优估算偏移速度场。图16所示的是对北海某地震资料的偏移速度建模结果（使用了第一种速度建模方法）和偏移结果。 图16a 叠加剖面null 应用实例 ——基于CFP技术的偏移速度分析与建模图16b CFP法建模后的速度场 图16c 利用CFP法建模后的速度场 进行共聚型CFP叠前深度偏移的剖面 null适用于各向异性介质的保幅偏移一. 概述 二. 方法原理 三. 模型试算（脉冲响应） 四. 实例分析null概 述 当今石油地球物理勘探领域使用的大部分地震偏移算子都是在假设地球为均匀各向同性介质的前提下经过一定的近似得到的，其应用有一定的局限性。因为经过大量的研究已经证实地壳和上地幔是各向异性介质，因此不考虑介质各向异性的偏移算子必然带来一些像反射点归位和反射振幅保真等方面的不可估计的错误，并且这种各向异性大部分可以近似地描述成具有垂直对称轴的横向各向同性（VTI）介质，该VTI介质中波场延拓算子具有一定的椭圆对称性。 null方法原理 VTI介质中准P波的速度可以精确地表示如下 （90） 其中 ， 和 分别表示准P波和准SV波的垂向速度， 和 是各向异性系数，方程（90）不仅适用于弱各向异性，而且还适用于强各向异性，角 满足下式 （91） 其中 ， ，b和c是与f以及各向异性系数有关的系数。 null方法原理 当 具有正实部（或负虚部）时将得到精确的下行波圆对称相移算子 （92） 相应地可以得到上行波反向延拓的相移算子 （93） *表示复共轭，利用上面的相移算子及一维的褶积算子便可实现适用于各向异性介质的三维叠前偏移成像。null脉冲响应（ 其中， ） 图17 弱各向异性三维偏移脉冲响应 图18 强各向异性三维偏移脉冲响应 上图是纵测线y=0处的脉冲响应，下图是深度z=1350m处的水平切片。null实例分析1 下面是Oklahoma地区地震数据的各向异性保幅叠前深度偏移（PreSDM）实例。 图19 具有三层构造的各向同性速度模型null图20 扫描得出的第三层的成像道集，最左边为 图21 第三层 取0.07和0.27时的 各向同性，右边依次为 从0.07到0.27的成像道集。 各向异性保幅偏移的差剖面。图22 由各向同性PreSDM得到的偏移剖面 图2