彈性波疊前逆時(shí)深度偏移.pdf

1、彈性波疊前深度逆時(shí)偏移能夠同時(shí)利用縱波信息和橫波信息，對(duì)于裂縫型油氣藏、煤層氣、頁(yè)巖氣儲(chǔ)層勘探均具有重要意義。對(duì)于彈性波偏移成像，有兩個(gè)目標(biāo)需要完成，即輸出地下構(gòu)造的縱、橫波剖面以及為疊前反演提供高保真的道集。
　　使用彈性波方程延拓后得到的多分量波場(chǎng)中即包含縱波信息也包含橫波信息。為最終生成縱、橫波偏移剖面，首先需要進(jìn)行縱、橫波的分離。本文研究了橫向各向同性介質(zhì)（VTI）中的縱、橫波場(chǎng)分離方法。利用散旋度的傳統(tǒng)波場(chǎng)分離方法在各向

2、同性介質(zhì)中可以將縱橫波場(chǎng)完全分開，但這種方法在各向異性介質(zhì)的波場(chǎng)分離中不再有效。本文通過(guò)求解Christoffel方程，在波數(shù)域得到隨波數(shù)變化的偏振方向，進(jìn)行傅里葉反變換得到空間域的波場(chǎng)分離算子。該算子隨空間域各點(diǎn)彈性參數(shù)的變化而變化，通過(guò)使用該算子來(lái)進(jìn)行各向異性介質(zhì)中的波場(chǎng)分離，從全波場(chǎng)中可得到分離完全的縱波與橫波。為驗(yàn)證算法的有效性，分別使用均勻VTI介質(zhì)模型和層狀VTI介質(zhì)模型進(jìn)行了試算。計(jì)算結(jié)果表明，本文提出的波場(chǎng)分離方法能夠有

3、效實(shí)現(xiàn)VTI介質(zhì)中的波場(chǎng)分離。
　　在上述研究的基礎(chǔ)上，本論文還研究了VTI介質(zhì)多分量波場(chǎng)分解的空間域算法。波場(chǎng)分離最終得到縱波標(biāo)量場(chǎng)和橫波矢量場(chǎng)，而波場(chǎng)分解最終得到多分量縱、橫波。本論文在波數(shù)域波場(chǎng)分解思路的基礎(chǔ)上，通過(guò)求解Christoffel方程，得到準(zhǔn)縱波與準(zhǔn)橫波的偏振方向，得到波數(shù)域波場(chǎng)分解算子，對(duì)其進(jìn)行傅里葉反變換得到空間域波場(chǎng)分解算子?？臻g域算子與原始波場(chǎng)的褶積運(yùn)算即可得到對(duì)應(yīng)不同波型的具有多分量特征的波場(chǎng)分解結(jié)果。

4、本文算法由于在不同空間位置處采用不同的分解算子，故能適應(yīng)各向異性參數(shù)隨空間位置變化的情況。分別采用均勻 VTI介質(zhì)模型、層狀VTI介質(zhì)模型和在sigsbee2_a聲波模型基礎(chǔ)上改造的VTI介質(zhì)模型進(jìn)行了模擬試算，模擬結(jié)果驗(yàn)證了算法的有效性。
　　本文使用VTI介質(zhì)彈性波場(chǎng)擬縱波、擬橫波分離空間域算法來(lái)實(shí)現(xiàn)逆時(shí)偏移波場(chǎng)延拓過(guò)程中得到的彈性波場(chǎng)不同波型的分離，應(yīng)用歸一化互相關(guān)成像條件，進(jìn)而得到VTI介質(zhì)擬縱波、擬橫波成像結(jié)果。同基于散

5、、旋度的波型分離算法對(duì)比，可有效減少由于縱、橫波分離不完全而引入的偏移噪聲。
　　層間反射是影響逆時(shí)偏移成像效果的關(guān)鍵因素，為提高逆時(shí)偏移得到的疊前道集質(zhì)量，本文通過(guò)成像條件的改進(jìn)來(lái)壓制層間反射干擾。將電磁學(xué)中的坡印亭矢量引入到聲波領(lǐng)域，得到了聲波方程中坡印亭矢量的表達(dá)式。在常規(guī)互相關(guān)成像條件的基礎(chǔ)上，提出了基于坡印亭矢量的互相關(guān)成像條件，利用地震波能量的傳播方向來(lái)識(shí)別層間反射，并在波場(chǎng)互相關(guān)時(shí)對(duì)其進(jìn)行衰減。為驗(yàn)證算法的有效性，分

6、別應(yīng)用常規(guī)互相關(guān)成像條件和基于坡印廷矢量的互相關(guān)成像條件對(duì)不同模型進(jìn)行了試算。兩種成像條件偏移結(jié)果對(duì)比表明，基于坡印廷矢量的互相關(guān)成像條件能夠有效壓制層間反射對(duì)偏移結(jié)果造成的干擾，得到更為精確的逆時(shí)偏移成像結(jié)果。
　　逆時(shí)偏移近年來(lái)發(fā)展迅速，然而仍然存在著一些瓶頸影響著逆時(shí)偏移的進(jìn)一步推廣，即巨大的運(yùn)算量；巨大的內(nèi)存和硬盤需求；由于層間反射等引入的低頻噪聲；以及受透射效果影響的成像條件產(chǎn)生的振幅。本文探討了逆時(shí)偏移加速技術(shù)和減少硬