在频率波数域实现三维叠前深度偏移

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第4章-波动方程法叠前深度偏移1

第四章波动方程法叠前深度偏移前面我们讨论了基于射线追踪或有限差分走时计算的Kirchhoff积分法叠前深度偏移。

可以说，在过去的十几年间，Kirchhoff积分法叠前深度偏移在地下地质构造的地震成像中发挥了巨大作用，并且在将来还会继续发挥作用。

这主要取决于Kirchhoff积分法的高效率、易于实现、适应性强和能满足大多数条件下地质构造地震成像要求的特点和优势。

近年来，对Kirchhoff保幅型叠前深度偏移的大量研究和部分应用也充分说明了Kirchhoff积分法在叠前深度域构造成像和岩性成像中的巨大潜力。

但是，该类方法本身存在明显的缺陷。

例如射线追踪前需要对速度场进行平滑，在速度分布过于复杂的区域，会出现焦散或阴影区，这时计算出来的旅行时场也就不准确。

后来，为提高旅行时场的精度，发展起来的有限差分法直接求解程函方程的Kirchhoff积分偏移方法，一般也仅能计算初至旅行时，无法处理在复杂速度场中存在的多值走时现象，从而影响了Kirchhoff积分偏移在复杂地质体（如盐丘、推覆体和逆掩断层等）的成像效果。

从近十年Kirchhoff积分偏移的实际应用可以证明这一点。

如果应用完全射线理论的Green函数，在计算时求解所有的到达时和相应的振幅值，可以改善该方法的成像质量，但其计算效率又会大打折扣。

由于Kirchhoff积分偏移采用了高频近似地震射线理论,导致了波场动力学信息受到严重畸变,这显然不能满足岩性油藏勘探中需要进行深度域保持振幅偏移的要求。

由于波动方程偏移方法基本不存在Kirchhoff积分偏移的这些困难，因此，近年来人们对波动方程法叠前深度偏移进行了大量的研究并做了部分应用。

向量并行巨型机和高性能多节点微机集群的出现以及它们在地震数据处理中的应用为波动方程法叠前深度偏移提供了硬件条件和高的计算效率。

从目前的研究成果、应用效果以及可行性和实用性上看，波动方程法叠前深度偏移有很好的发展前景。

§4.1 概述波动方程叠前深度偏移成像解决的是强横向变速条件下复杂地质体的地震波成像问题。

波动方程辛几何算法三维叠前深度偏移流程及应用.

维普资讯｝｝；；｝｝；第２期Ｕ训刘礼农等：波动方程辛几何算法三维叠前深度偏移流程及应用踟ｍ ¨ＢＨ＂加１９３参考文献．张颖，云英，余陈立康．部油区深层勘探中的地震处理技术．东勘探家，９９４２：０２１９，（）５５ＣｌｅｂｕＩｇｎｈｒＳＩｔｒｏ．ａｋｌＳｉｎｉｃＰｂｉａｉｎ１８ａｒｏｔＪＦ．ｍａｉｇｔｅＥａｔｎｅｒＢｌｃｗｅｃｅｔｉｕｌｃｔｏｓ９５ｈ’ ｉｆ马在田．震成像技术——有限差分法偏移．京：油工业出版社，９９地北石１８杨长春，刘兴材，李幼铭等．地震叠前深度偏移方法流程及应用．球物理学报，９６３：０４５地１９，９４９１ＭｉｅｌｒＤ，ＯｒｓａｌｌｉｔｇｉＭ，ＢｅｌｉＡｎｗｌｎｎＳｉｍｉｍａｉｇＭｉｒｔｏｄＩｔｇａｏｔｙＧｅｐｙｉｓ１８ｏｙｋｎＧ．ｅＳａｔｏｅｓｃＩｇｎ：ｇａｉｎａｎｅｒｌＧｅｍｅｒｎｏｈｓｃ，９７．５：４３９４２９６．ＷｕＲ．ＷｉｅａｇｅＥｌｓｉａｅＯｎ—ｙＰｏａａｉｎｉｔｒｇｎｅｕｅｉｄａａｔｃＷａｅＣｍｐｅ—ｃｅｎＭｅｈｄＪｕｎｆＧ—Ｓｄ—ｎｌａｔｃＷｖｅｗａｒｐｇｔｎＨｅｅｅｒｏｓＭｄａａＥｌｓｉｖｏｌｘｓｒｅｔｏｏｏｎｎｏｒａ０ｅｌ．ｏｈｓａＲｓａｈ９４９Ｂ）７１—７６ｐｙｉｌｅｅｒ，１９，９（Ｉ：５ｃｃ６ＳｅｇｎＪｎＣＣＭｏｈｒ３ＤｅｔｃａｅＥｑａｉｎＣｏｈｎｗｅｉ，ｓｅ．－ＰｒｓａｋＷｖｕｔｏｍｍｏｆｅｅｄ—ｃｅｎＤｅｔｇａｉｎＳｃＥｘｏｈｓ７ｔｎｌｔｒａｎＯｆｔＰｓｕｏｓｒｅｐｈＭｉｒｔｓｏｏｐｌＧｅｐｙ０Ａｎｎｅｎｔｈ．Ｍｔｓｒｃ，２０８２—８５ｇＡｂｔａｔ００，４４ＧｕｑｎｈｇＨｅｉａｎｔ—ｉｒｎｅＳｈｍｓｆｒ３ＤｐｈＭｉａｉｎｎａｕａＺａ．ｌｌＦｉｉｄｆｅｃｃｅｏ－Ｄｅｔｇｔ．Ｔｈ０Ａｎｎｃｅｒｏｅ７山ｎＳＥＧｅｉｇ２０８２～８Ｍｅｔ，００，６ｎ６５，刘洪，李建勇，杨辉等．用谱分解构造单程波辛算子．：见反射地震学论文集．００１：７２０．０１０—１４７ＦｎｅｇＫ．ＯｉｅｅｃｃｅｅｄＳｍｌｃｉＧｏｅｒ．Ｉ：Ｆｎｅ．ＰｃＢｉｎ，ＳｍｉｅｍｅｙａｄＤｔｕｔｎ．Ｂｉｎ：ｎＤｆｒｎｅＳｈｍｓａｙｐｅｔｅｍｔｆｎｃｙｎｅｇＫｄｒｅｉｇｙｐＤｆＧｏｔｉＥｑａｏｓｅｉｇｏｊｒｎｔｉｊＳｉｎｅＰｒｓ，９４，４—５ｃｅｃｅｓ１８２８马石庄，徐升，文松．球磁场长期变化动力学的Ｈａｌｎ形式．球物理学进展，９３８１：３—４陆地ｍｉｏｔ地１９，（）６７高亮，李幼铭，陈旭荣，孔庆．杨地震射线辛几何算法初探．球物理学报，００４（）４２—１地２０，３３：０４０亮，刘洪等．震波传播的Ｈｉｏ地ｍｔａｌｎ描述及模拟．反射地震学论文集．００１：见：２０．０１６—１０１２秦孟兆，陈景波．Ｍａｌｖ渐近理论与辛几何算法．地球物理学报，００４（）５２—３ｓｏ２０，３４：２５３李幼铭，高杨孔庆，曹禹，李幼铭．二维波场的几何量子化和单向传播．反射地震学论文集．００１：７见：２０．０２６—２９７张剑锋，幼铭．维叠前深度偏移的显式差分法．：射地震学论文集．００１：２李三见反２０．０１１—１６２罗明秋，刘罗明秋，刘杨辉，刘洪，李幼铭．地震波传播的哈密顿表述及辛几何算法，地球物理学报，０，４１：２２０１４（）１０—１７２洪，李幼铭．于螺旋线上谱因式分解的地震波场隐式辛算法．基地球物理学报，０．（）３９—３８２０１４３：７８洪，幼铭等．李一种单程波方程算子的辛格式描述．：见反射地震学论文集．００１：９２０．０２８—３２０ＬｏＭｉｇｑｕ，Ｇａｎ—ｉｉｎｇｕｎ—ｉｏＨｏｇｗｅ，ＬｕＨａ，ＬｕｍｉｇｉＹｏ—ｎ．ＡｍｐｒｓｎｏｅＬＤｅｏｏｉｏｆＬｐａｉｔｉｉｐｃｒｄＧｒｐ—ＣｏａｉｏｎｔＵｃｍｐｓｔｎｏａｌｃａＭａｒｗｔＳｅｔａａａｈｈｉｎｘｈｌｎｉｔｏｓＴｈ０ＡｎＥＧｅｉｇ２０２４—２５ｃＭｅｄ．ｅ７ｈｎＳＭｅｔｎ．００．３９３２Ｌｕｎ—ｉ，Ｌｕ—ｎ，ＬｕＨａｇＴｅＳｍｐｅｔｃＧｏｔｉＤｅｅｐｉｎａｄＡｌｏｔｍｆＳｉｍｉｏＭｉｇｑｕｉＹｏｍｉｇｉｎ，ｈｙｌｅｉｅｍｅｒｃｓｒｔｉｏｎｇｒｔｈｏｅｓｃＷａｅＰｒｐａａｉｎＴｈ９山Ａｎｎｖｏｇｔ．ｅ６ｏＳＥＧｅｉｇ９９８５—１２Ｍｅｔｎ，１９．１２８８【２ＹｇＨｕ，ＬｕＨｇＬＹｕｍｉｇＷａｇＣｕ—ｅ，ｉｎＴｅＡｐｉａｉｆｙｐｅｔｅｔｒｔｃｇａｏａｉｇＷＺＡａ２】ｎａｉｉａ，ｉｏ—ｎ，ｎｈｎｍｉＢ．ｈｐｌｔｎｏｍｌｃｃＤｐｈＰｓｋＭｉｒｔｎｉＤｑｎｎＭｉｃｏＳｉｅａｉｎＸＪｒ．ｅｈ０Ｔｅ７ＡｎＥＧｅｉｇ２００８２—８５ｎＳＭｅｔｎ．０．８８．【３刘洪，２】李幼铭．勘探地球物理学家协会第７０届年会简况，球物理学进展，０１１（）地２０，６２【４陈树民，２】刘【５杨２】辉，高洪，幼铭．于窄线三维地震资料条件的面炮方法．球物理学进展，０１１（）５李适地２０，６３：８—６７亮，刘洪，幼铭，兴才．机群并行实现Ｍａｍｕｉ型叠前深度偏移．球物理学进展，０１１（）６７李范微ｒｏｓ模地２０，６３：８—５【６ＴＳｅｌｇｅｋｒａａｅｅｔ．ＢＯ２】ｔｒｎ，ＤＢｃｅ，ＤＳｖｒｓ，ｅａｉ１ＥＷＵＦａｌｌｒｓｔｎｆｒｃｅｔｉＣｍｐｔｉｎｒｃｅｉｇｆｅ１９ｎｅｎｔａＬ：ＡＰｒｌｋｔｉｉｉｃｏｕｔ：Ｐｏｅｄｎｓ９５ｌｔｒａｉａｅＷｏａｏｏＳｎｆａｏｏｔｈｏｌＣｏｆｒｎｅｏａａｅｒｃｓｉｇ（Ｃ）．９５：１ｎｅｅｃｎＰｒｌｌＰｅｓｎＩＰＰ１９．１ｌｌｏ１一４【７２】ＤｅｉｈＲｉｏ，Ｔｏａｔ１ｏｒｒＦｎｔ—ｉｅｎｅＭｉａｏ．Ｇｏｈｓｓ１９，９１８ｉｔｃｓｗｈｍＲｔ．Ｆｕｅｉｉｄｆｒｃｇｔｎｅｐｙｉ，９７５：８２—１９ｒｔｓｈｉｅｅｒｉｃ８３【８ＳｏａＰＬｐｉｓｐＦｕｅｇａｏ．ｏｈｓｓ９０５：１２】ｔ．Ｓｌ—ｅｏｒｒｒｔｎＧｐｙｉ，１９，５４０—４１ｆｔｔｉＭｉｉｅｃ２【９Ｃａｒｏｔ．ＭｕｔｉｎｉｎｃｒｖｉｅｓＶａａＨｌｉｐｌａｏｅｃｔＥｔａｉｄ３ＤＭｉａｏ．６Ａｎａｔ－２】ｌｅｂｕＦＪｌｄｍｅｓａＲｅｕｓｅＦｌｒｉｅｉｗｔＡｐｉｔｎｔＶｌｉｓｍｔｎａ－ｇｔｎ，８ｎｕＩｅｉｏｌｉｔｘｈｃｉｏｏｙｉｏｎｒｉｌｎｒｎｔＭｔｏｘｌＧｅｐｙ．ＥｐｄｄＡｂｔａｔ，９．９ａｇＳｃＥｐｏｈｓｘａｅｓｃｓ１９８１９５—１９８ｎｒ９【０孙家昶，３】张林波，迟学斌等．网络并行计算与分步式编程环境．北京：科学出版社，９７１９【１李３】冰，刘洪．地震道离散光滑插值，反射地震学论文集．００１：８２４见：２０．０２０—８亮，张尔华，刘洪，李幼铭．波动方程三维叠前深度偏移并行计算流程探索．地球物理学报，０１已录用）２０（【２刘礼农，３】陈树民，高【３萧德铭，继良．庆地区勘探情况回顾．：庆油田发现４３】杨大见大０年论文集．京：油工业出版社，９９８３—３北石１９．：２【４管叶君，３】王健民，刘振彪等．三维地震技术在大庆油田的应用．大庆油田发现４见：０年论文集．京：油工业出版社，９９８１６—北石１９．：９２ｌ５维普资讯１０４中国科学院研究生院学报第１９卷ＭｅｈｏｏｏｙａｔｄｌｇｎｄＡｐｐｌａｉｎｆｒ３ＷａｅＥｑｔｏｉｔｏｏｃＤｖ－ｕａｉｎＳｍｐｌｃｉｅｔｃｐｔＭｉｒｔｏｙｅｔｃＰｒｓａｋＤｅｈｇａｉｎＬＵＬ—ｎＬＵＨｏｇＬｕＭｉｇＬｉｎＹｏｇＬｎＩｉＮｏｇＩｎＩＹｏ—ｎＩＪａ—ｎＩＢｉｇ（ｎｔｕｅｏｅｌ）ａｄＧｏｈｓｓｈｎｓＡａｅｙｏｃｎｅ，Ｂｉｎ１００）ＩｓｉｔｆＧｏｏｎｅｐｙｉ，ＣｉｅｃｄｍｔｇｃｅｆＳｉｃｓｅｉｅｊｇ０１１ＣＨＥＮＳｕＭｉＦｎ—ａＺｈ—ｎＡＮＸｉｇＣｉＨＡＮＧＥｒＨｕＰｉｎ—ｎ—ａＥＩＪａｇＹｕＮＩｉｇＢｏＡＮＪｎ—ｆｘｌｒｔｎ＆ＤｅｅｐｅｔＩｓｔｔｏｐｏａｉＥｏｖｌｍｎｎｔｕｅｆＤａｉｉＦｌ，Ｄｑｎ１３１）ｏｉｑｎＯｌｉｄａｌｇｅｇ６７２ＡｂｓｒｃＡｈｒｅｄｉｅｓｏｌｗａｅｅｄｅｔａｏａｉｎｏｅａｏｔｅｏｄ—ｒｅｒｃｓｏｅｐｎｙｐ。

共偏移距共方位角全数据体3D叠前深度偏移方法

及陡倾角方面更有优势。而且，具有ｖ（、、ｚｘＹ）速度模型的迭代输出结果为全数据体。实现全数据体偏移的能力是关键优势所在，因为避
免了由于模糊或空间假频速度拾取误差导致成像数据采样不足，因此
进行高效的全数据体３Ｄ叠前深度偏移方法研究至关重要。
用ｖ（）层速度模型进行初始叠前深度偏移。ｖ（）叠前深度偏移的ＺＺ算法（ｔｅ，１９年）Ｅｇｎ９８是有效的。因为该方法在频率一一波数域内运
维普资讯
用偏移算子到整个共偏移距共方位角数据体，事先能够计算出偏移算子，所以能将其建立成期望的振幅和反假频特性。特别重要的是：在深度偏移中，初始偏移是用中等层速度模型进行深度偏移。因此，通
一
、
引
言
叠前深度偏移能够用于复杂构造精确成像和速度建模。一般从常规时间域处理中获得的速度模型作为深度偏移的初始模型。但是将用于时间域处理的速度模型作为初始层速度模型是很危险的。为了克服建立初始模型时的困难，我们用全数据体ｖ（ｚ）叠前深度偏移实现第一次迭代。设计的这种迭代算法比迭前时间偏移在计算速度和处理振幅
的偏移数据走时，以避免走时图存储到磁盘上。对于每块数据体，从数据块中心道的炮点和检波点位置进行追踪射线，然后，通过假定那
常采用偏移速度分析（层析系统设计）对深度偏移的输出进行处理。
三、３Ｄ层析成像可以用３Ｄ层析方法估算３Ｄ速度模型的长波长特征。在拾取／解释的初始阶段，把建立层位用作层位一一时窗剩余时差分析。在理想情
况下，沿着成像的地震反射层拾取层位，可是也没有必要一定这样做。

VTI介质角度域叠前深度偏移

VTI介质角度域叠前深度偏移李江;李庆春【摘要】研究了VTI介质角度域偏移方法,以各向同性双平方根方程的角度域偏移方法为基础,从VTI介质qP波频散关系出发,推导出VTI介质角度域偏移的波场延拓算子;在频率—波数域处理以横向均匀速度传播的波场,在空间域处理具有速度扰动特征的波场以提高波场延拓精度.模型试算和实际资料处理结果表明:各向同性偏移方法由于未考虑各向异性参数的影响,绕射波不能完全收敛,波场聚焦效果差,降低了成像剖面的分辨率和信噪比,不能对地质构造精确成像;VTI介质角度域偏移可对断层、盐丘、小尺度地质体精确成像.对于角度域偏移产生的角度域共成像点道集(ADCIG)而言,各向同性偏移的ADCIG同相轴无法校平,残留断点绕射波,波场无法正确聚焦,不能正确反映局部地质特征;VTI介质偏移的ADCIG同相轴较平直,角度范围更宽,波场归位准确,精度较高.因此,利用VTI介质角度域偏移方法可对复杂构造精确成像.%The angle domain migration in VTI media is discussed in this paper.Based on the angle domain migration of isotropic double-square-root equation,a wavefield extension operator of angle domain migration in VTI media is derived from the qP wave dispersion equation. The complex velocity and anisotropic parameter field are divided into two parts,one is lateral uniform background field,and the other is the disturbances of velocity and anisotropic parameters.Then the wave propagated at a uniform velocity and anisotropy field is processed in the frequency wavenumber domain,and the wave propagated at a velocity and anisotropy disturbance field is corrected by time-shift in the spatial domain.So the accuracy of wave field extension is greatly improved.Basedon our model and real data tests,the following observation are obtained:A.Because the isotropic migration method does not take into account the influence of anisotropy parameters, the diffraction wave cannot be completely converged and the wavefield is misfocused,which causes low resolution and low signal-to-noise ratio.So conventional migration methods cannot accurately image geological structures,while the VTI media migration can accurately image faults,salt mounds,and small scale geological bodies;B.For the angle domain common imaging gathers(ADCIGs)generated by the prestack migration, the event of the isotropic method cannot be equalized, the residual fault diffraction is wound and the wavefield cannot be properly focused,which cannot correctly reflect local geological characteristics,while the ADCIGs from VTI media migration are relatively straight,the angle range is wider,the wavefield is accurately positioned.So the image accuracy is higher. Therefore,the angle domain migration in VTI media can be suitable for complex-structure accurate imaging.【期刊名称】《石油地球物理勘探》【年(卷),期】2019(054)002【总页数】12页(P330-340,前插3)【关键词】VTI介质;角度域偏移;双平方根方程;频散关系;波场延拓【作者】李江;李庆春【作者单位】中国煤炭科工集团西安研究院有限公司,陕西西安 710077;长安大学地质工程与测绘学院,陕西西安 710054【正文语种】中文【中图分类】P6310 引言地球介质一般具有各向异性特征，其中VTI介质(具有垂直对称轴的横向各向同性介质)是一种常见的各向异性介质。

叠前时间偏移与叠前深度偏移讲解

叠前时间偏移与叠前深度偏移摘要：偏移使倾斜反射归位到它们真正的地下界面位置，并使绕射波收敛，即可以提高空间分辨率。

按所处理的地震资料是否做过水平叠加划分为叠后偏移和叠前偏移两大类。

这里主要讨论叠前偏移。

偏移方法分为时间域和深度域两类，时间偏移技术是基于横向速度变化弱的水平层状介质模型产生的，而深度偏移技术是基于横向变速的真实地质深度模型发展而来的。

这里主要介绍克希霍夫积分法叠前时间偏移、有限差分法叠前时间偏移、Fourier变换法叠前时间偏移三种叠前时间偏移方法。

在叠前深度偏移上面，主要根据其技术的发展历史，现状，及未来趋势进行叙述，并进行了不同偏移技术的成像对比。

关键字：叠前时间偏移叠前深度偏移克希霍夫积分法正文：一、引言偏移使倾斜反射归位到它们真正的地下界面位置，并使绕射波收敛，即可以提高空间分辨率。

按所处理的地震资料是否做过水平叠加划分为叠后偏移和叠前偏移两大类。

偏移方法分为时间域和深度域两类。

时间偏移技术是基于横向速度变化弱的水平层状介质模型产生的，而深度偏移技术是基于横向变速的真实地质深度模型发展而来的。

从当前技术发展的状况看，目前国内应用的叠前偏移技术基本上可以概括为以下两类。

一种是基于波动方程积分解的克希霍夫积分法叠前偏移。

这种技术，在20世纪90年代以前就在研究，目前，随着多年来持续不断地改进和完善，已经成为一种高效实用的叠前偏移方法，它具有高角度成像、无频散、占用资源少和实现效率高的特点，能适应不均匀的空间采样和起伏地表，比较适合复杂构造的成像。

目前国际上有多种较为成熟的积分法叠前成像软件，是当前实际生产中使用的主要叠前深度偏移方法。

一种是基于波动方程微分解的波动方程叠前偏移。

这种技术目前在国内的应用还处于试验阶段。

叠前时间偏移与叠后时间偏移和叠前深度偏移一样，都是基于三大数学工具，即克希霍夫积分、有限差分和Fourier变换。

二、叠前时间偏移技术叠前时间偏移的可行性分为下面三个方面：①实现这种技术所需的软硬件成本合理。

三维叠前kirchhoff深度偏移软件在并行计算机上的实现技术

DC3ID?3 ； D5)1*2A 为一组叠前地震道数，如 D5)1*2AJ."" ； ! 表示
（! ）（9 ）有两个变量，某一道地震道数据对某一成像道的最大、最小深度贡献范围。
’B1C( . !"# "# ( $5 *)% + $5 *,% + $5 *)& + $5 *,& $) % $,% $)& $,&
则规定了解决某一特定类型问题的一系列运算。所谓的并行算法可以解释为适合于在各种并行计算模型上求解问题和处理数据的算法，并行算法是一些可以同时执行的诸进程的集合，这些进程互相作用和协调动作从而达到给定问题的求解，并行算法的设计是实现并行计算或处理的关键所在，设计并行算法大体上有三种方法：（.）检测和开拓现有串行算法中的固有并行性而直接将其并行化；（! ）修改已有的并行算法使其可求解另一类相似问题；（9 ）从问题本身的描述出发，从头开始设计一个全新的并行算法。对一类具有内在顺序的串行算法则难于并行化；修改已有的并行算法有赖于特定的一类问题；设计全新的并行算法，尽管有一定的难度，但还是有章可循。在三维叠前深度偏移的并行处理软件包研制过程中，从问题本身的描述出发，从头开始设计一个全新的并行算法，直接在 <KL 公司的 M)(@(D!""" 并行机（.N 个节点）上开发研制，采用了并行算法的基本设计方法—分治策略 $9&，分治策略是一种问题求解的方法学，其思想是将原问题分解成若干个特性相同的子问题分而治之。若所得的子问题仍规模很大，可反复使用分治策略直至很容易求解诸子
万方数据

煤田三维地震叠前深度偏移技术及其应用

煤田三维地震叠前深度偏移技术及其应用高远;王琦;董守华;于鹏飞【摘要】三维地震叠前深度偏移可实现反射点的正确空间归位和真正的共反射点叠加，减小菲涅尔带的影响范围，大大提高地震资料的分辨率。

论述了三维地震叠前深度偏移的成像原理和关键技术，并应用于实际地震资料的处理中。

结果显示，小断点显示较叠前时间偏移剖面更为清晰，提高了煤田三维地震探测细微构造的能力，取得了较好的地质效果。

%In this paper, we discuss the imaging principle and key technology of pre-stack depth-migration in 3D seismic exploration. The 3D pre-stack depth-migration technology may realize the correct spatial homing of the reflection point and the stacking of the real common-reflection-point, which decreases the extent of the Fresnel zone and greatly improves the resolution of seismic data. In the actual seismic data processing and applications, the breaking points of small faults of this technology are more clearly displayed than that of the pre-stack time-migration technology. So the technology of pre-stack depth-migration can improve the ability of 3D seismic exploration in detecting mini-structures and has achieved a good geological effect.【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2011(039)003【总页数】3页(P71-73)【关键词】煤田；三维地震；叠前深度偏移；应用【作者】高远;王琦;董守华;于鹏飞【作者单位】安徽省煤田地质局物探测量队，安徽宿州234000;淮北矿业(集团)有限责任公司，安徽淮北235006;中国矿业大学，江苏徐州221008;中国矿业大学，江苏徐州221008【正文语种】中文【中图分类】P631近几年，随着煤矿生产机械化程度的提高，对小构造的勘探精度要求也越来越高。

三维叠前深度偏移流程

三维叠前深度偏移流程### 3D Pre-Stack Depth Migration Workflow.3D Pre-Stack Depth Migration Workflow.Seismic imaging plays a crucial role in hydrocarbon exploration and reservoir characterization. Conventional seismic migration methods, such as Kirchhoff or beam migration, assume a constant velocity model and ignore the complex subsurface structures, which can lead to inaccurate subsurface images. Pre-stack depth migration (PSDM) is an advanced seismic imaging technique that addresses these limitations by incorporating the velocity information and accounting for the wave propagation in the subsurface. PSDM produces higher-resolution and more accurate images of the subsurface, which is essential for accurate interpretation and decision-making in exploration and production.The 3D pre-stack depth migration workflow typically involves the following steps:1. Data preprocessing: This step involves preparing the seismic data for migration by removing noise, correctingfor amplitude and phase distortions, and applying necessary corrections for elevation and geometry.2. Velocity model building: An accurate velocity model is crucial for successful PSDM. Velocity models can be derived from seismic data using techniques such as tomography or full-waveform inversion.3. Kirchhoff or beam migration: In this step, the seismic data is migrated using the Kirchhoff or beam migration algorithm, which accounts for the wave propagation in the subsurface.4. Post-migration processing: After migration, the seismic image is processed to further enhance the image quality and interpretability. This can include processes such as noise suppression, dip filtering, and amplitude balancing.3D叠前深度偏移流程。

叠前深度偏移、速度建模、保幅偏移

（10）
三维叠前深度偏移
s( x , y , z ) s0 ( z ) s( x , y , z )
u ( x, y, z, ) u0 ( x, y, z, ) us ( x, y, z, )
u 0 ( x, y, z z, ) u ( x, y, z, w)e
iz

FTX T iS ( X T , zi )z u ( X T , zi )
（4.30）
三维叠前深度偏移
还有MRS-ELBF的广义屏算子、ELRF的广义屏算子及基于Born/Rytov近似的联合广义屏算子。模型试算
Marmousi模型相屏偏移剖面
三维叠前深度偏移
Marmousi模型ELBF法偏移剖面（dz=2m）
三维叠前深度偏移
叠前深度偏移成像因稳健且效率与精度高，已成为人们关注的重点和焦点。包括射线法和波动方程法（FXFD,SSF,FFD,GS) 。以粘滞声波、弹性波波动方程为基础的偏移方法，以及适于各向异性介质的偏移方法都得到了一定的应用，并取得了较好的效果。
射线法三维叠前深度偏移
Kirchhoff积分法的关键是绕射旅行时的计算
u 1 1 i ( )u z v c
（7）
相关成像条件
1 P ( z m , ) S ( z m , ) ˆ R( z m ) 2 N S ( z m , )

（8）
三维叠前深度偏移
模型试算下面给出Marmousi模型FXFD的试算结果
Marmousi模型及其FXFD法偏移剖面
2u x
2

2u y
2

2u z

三维叠前深度偏移流程

三维叠前深度偏移流程英文回答：3D pre-stack depth migration (PSDM) is a seismic imaging technique that uses the full three-dimensional (3D) wavefield to produce a more accurate image of the subsurface. PSDM is typically used in areas with complex geology, such as salt bodies or thrust belts, where traditional 2D seismic imaging methods may not be sufficient.The PSDM process begins with the acquisition of 3D seismic data. This data is then processed to remove noise and other artifacts. The processed data is then used to create a 3D velocity model of the subsurface. This velocity model is essential for accurate depth migration.Once the velocity model has been created, the seismic data is migrated using a depth migration algorithm. This algorithm uses the velocity model to calculate the path ofthe seismic waves through the subsurface. The migrated data is then used to create a 3D image of the subsurface.PSDM can produce a more accurate image of the subsurface than traditional 2D seismic imaging methods. This is because PSDM uses the full 3D wavefield, which contains more information about the subsurface. PSDM is also more accurate in areas with complex geology, where traditional 2D seismic imaging methods may not be sufficient.中文回答：三维叠前深度偏移（PSDM）是一种地震成像技术，它利用全三维（3D）波场来生成地下更准确的图像。

三维VSP非固定相移叠前深度偏移研究

抖，）＝二（，Ｈ４１』后）
・／ｘ，）ｘ（／ｋ）ｋＯ（，ｅｐ一ｘｏｋ，Ｍａｇａｅ和Ｆｒｕｏ认为，当ＰＰ的速度ｒｒｖｅｇｓｎ还ＳＩ连续变化时，公式（就是ＰＰ的极限解析式。公４）ＳＩ
维普资讯
油气地球物理
２００８年１月
ＰＴＯＬＵＧＯＨＩＥＲＥＭＥＰＹＳＣＳ
第６第１卷期
三维ＶＰ非固定相移叠前深度偏移研究Ｓ
姚忠瑞王延光乔玉雷何惺华
胜利油田分公司物探研究院
空间一频率域互为转置，且可以被组合为一种对而
（，，）ｋ是处的频率一波数域地震波场，ｚ０当＝时就是地面地震记录；（，）Ｏｋ，是相移延拓算子，／速度为（）它仅仅随着深度变化。，为解决速度的横向变化问题，ａａｎＧｚｇａｄｄ
式（）４中的相移算子是随着横向位置变化的，它实
收稿日：０７８７修订日期：０．９９期２０．．；０２２７０．０２作者简介：姚忠瑞，，男工程师，９６１９年毕业于山东矿业学院软件工程专业，现从事ＶＰ和井间地震资料处理工作。系电话：０４）７２３Ｓ联（５６８９２２Ｅｍａ：ｏｒｌｆｏ通讯地址：２７２）－ｉｙｚｏｃｍ，ｌａ＠ｓ．（５０２山东省东营市北一路２０１号物探研究院油藏地球物理室。
（ｚ，）延拓后ｚ频率域的地震波场；，＋ ∞ 是＋

叠前时间偏移与叠前深度偏移1

叠前时间偏移与叠前深度偏移1叠前时间偏移与叠前深度偏移1、叠前偏移从实现方法上可分为叠前时间偏移和叠前深度偏移。

从理论上讲，叠前时间偏移只能解决共反射点叠加的问题，不能解决成像点与地下绕射点位置不重合的问题，因此叠前时间偏移主要应用于地下横向速度变化不太复杂的地区。

当速度存在剧烈的横向变化、速度分界面不是水平层状时，只有叠前深度偏移能够实现共反射点的叠加和绕射点的归位，叠前深度偏移是一种真正的全三维叠前成像技术，但它的成像效果必须依赖于准确的速度-深度模型，而模型的迭代和修改是一个非常复杂和费时的过程，周期长，花费也相当昂贵。

1．1 叠前时间偏移叠前时间偏移是复杂构造成像和速度分析的重要手段，它可以有效地克服常规NMO、DMO和叠后偏移的缺点，实现真正的共反射点叠加。

叠前时间偏移产生的共反射点（CRP）道集，消除了不同倾角和位置的反射带来的影响，不仅可以用来优化速度分析，而且也是进行AVO地震反演的前提。

Kirchhoff叠前时间偏移方法的基础是计算地下散射点的时距曲面。

根据Kirchhoff绕射积分理论，时距曲面上的所有样点相加就得到该绕射点的偏移结果。

具体的实现过程就是沿非零炮检距的绕射曲线旅行时轨迹对振幅求和，速度场决定求和路径的曲率，对每个共炮检距剖面单独成像，然后将所有结果叠加起来形成偏移剖面。

1．2 叠前深度偏移实际上，叠前时间偏移可认为是一种能适应各种倾斜地层的广义NMO叠加，其目的是使各种绕射能量聚焦，而不是把绕射能量归位到其相应的绕射点上去，它基于的速度模型是均匀的，或者仅允许有垂直变化，因此，叠前时间偏移仅能实现真正的共反射点叠加，当地下地层倾角较大，或者上覆地层横向速度变化剧烈，速度分界面不是水平层状的条件下，叠前时间偏移并不能解决成像点与地下绕射点位置不重合的问题。

为了校正这种现象，我们可以在时间剖面的基础上，再做一次校正，使成像点与绕射点位置重合，这就是做叠后深度偏移的目的，但叠后深度偏移有缺点，主要是无法避免NMO校正叠加所产生的畸变，而且在实现过程中缺少模型叠代修正的手段，因此叠后深度偏移一般作为叠前深度偏移流程的一部分，用于深度域模型层位的解释。

叠前深度偏移技术及其应用的发展历程

叠前深度偏移技术及其应用的发展历程引言地震偏移技术是现代地震勘探数据处理的三大基本技术之一，其目的是实现反射界面的空间归位和恢复反射界面的波场特征、振幅变化和反射系数，提高地震空间分辨率和保真度。

随着油气勘探开发的进一步深入，油气勘探的重点转向复杂地表和复杂地质条件的区域。

复杂构造区地震资料质量通常较差, 且横向速度变化剧烈,叠前时间偏移成像往往得不到精确的地下构造形态, 叠前深度偏移是解决复杂构造成像的有效工具。

近年来，随着计算机的发展，尤其是并行计算机的出现，使得计算量庞大的三维地震资料叠前深度偏移成为可能。

叠前深度偏移在解决复杂地质构造成像问题的同时能够提高资料信噪比和分辨率，压制多次波以及突出深层反射；不仅如此，与传统的时间域地震剖面相比，深度域成像的地震剖面更具地质意义。

叠前深变偏移的广泛研究和应用，对于在复杂地质环境中提高地震勘探的能力将是极大的促进。

一、叠前深度偏移技术发展常用的时间偏移技术是基于横向速度变化弱的水平层状介质模型产生的，而深度偏移技术是基于横向变速的真实地质深度模型发展而来的。

因此时间偏移不能解决速度横向变化引起的非双曲线时差问题，当横向速度变化大、超出常规时间偏移所能适应的尺度时，偏移的成像精度大为降低(这一现象由Hubral P于1977年首次发现)。

这个问题立即引起国际勘探地球物理学界的关注，并开始对非均匀介质偏移方法的研究。

波动理论的引入促进了深度偏移技术的发展。

2O 世纪7O年代，Claerbout 首次把波动方程引入到地震波场偏移成像中，Schneider 提出了基于波动方程积分解的克希霍夫积分法偏移，Gazdag 和Stolt 分别提出波动方程频率一波数域偏移方法，应用的都是简化形式的抛物线波动方程，即单程方程和爆炸反射面模型。

2O世纪8O年代出现了全波动方程偏移、逆时偏移成像等算法，但由于当时计算机效率低，对速度模型要求苛刻等原因，未能得到广泛应用。

叠前深度偏移 (NXPowerLite)

(b)波动方程叠前深度偏移
Kirchhoff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
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，优化
t1 min( s0 , s1 )z ( t 32 a ) t 2 min( s0 , s 2 )x
（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， z ，当向x方向外推时 l x 。 l
( t 32b ) t 0 min( s0 , s1 )l
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
模型试算(叠前深度偏移)
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
（20）在满足（20）式的条件下，利用方程（19）可实现三维旅行时场的计算。
模型试算
x/m x/m (z/m)
1000 m/s
(z/m)
1000 m/s
2500 m/s 2500 m/s 图4 层状介质和重叠在其上的震源位于(40,160)点的等时线图。注意，上、下层速度分别为 1000m/s 和 2500 m/s。图5 含高速体的均匀介质和重叠在其上的震源位于(160, 0)点的等时线图。背景速度为1000m/s，高速体速度为2500m/s

高精度克希霍夫三维叠前深度偏移及并行实现

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霍多莫尔三维地震资料
在对霍多莫尔地区 $$3 4). 的三维地震资料进行常规三维处理后，其时间偏移剖面上断层不清楚，基底构造也较模糊。而采用三维叠前深度偏移重新处理的剖面，地质结构合理，中、浅层断层明显清晰，深层成像效果显著。由钻孔资料分析可知， 52 反射正确归位到 $ 3/0 )，基底以上的“ 6”型断层（水平方向为 . 000 7 % 200 )）可清晰确定，层间关系合理，基底以下的火山岩反射正确归位（图 %）。
小受假频因素及成像体倾角限制，对于成像有贡献的输入共中心点道限于以该成像点的地面位置为中心的圆面积之内。此时，偏移计算量不随测网面积的增加而增加，只与成像的覆盖面积有关。通过计算输入数据块中各道对成像体贡献的最大深度值，并根据不同反假频算子来确定该数据块中各道对成像有贡献的边界范围。具体实现是通过对输出道中各输入数据道孔径的排序处理生成孔径表来确定各输入道对成像体的贡献，从而节约计算工作量，提高偏移效率。当输入某一组叠前地震道时，所涉及到的范围及按孔径（如
式（ %）表明，定义在三维空间 ! D （ & ，’ ， ! !
! ! $ ）中的成像 ! （ ( "， # ）时刻地 !）等于由 %$ （ !，# ! $ ! 震数据 $ （ % ，# "， # ）与合适的加权因子 "（ "， !，#
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作者简介：陈志德（，男，山西灵邱人，高级工程师，中国地质大学在读博士。万方数据 %$&’ ( ）
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第 !" 卷
第’期
大庆石油地质与开发
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三维叠前深度偏移成像理论与方法-3

究其原因，一方面是由于常规处理是先叠加后偏移，水平叠加过程受层状介质假设制约，在复杂地质构造条件下，这种叠加过程很难实现同相叠加，这样会对波场产生破坏，所以用这种失真了的叠后数据去进行偏移处理难以取得好的成像效果就很自然了。为了克服非同相叠加给后续偏移带来的麻烦，人们提出使用叠前偏移，即先偏移处理使波场归位，再把同一地下点的偏移波场相叠加。另一方面是由于时间偏移是建立在均匀介质或水平层状介质的速度模型的基础上的，当速度存在横向变化，或速度分界面不是水平层状的情况下，常规偏移不能满足斯奈耳定律，因此不能进行正确的反射波的偏移成像。为了解决这个问题，出现了深度偏移。这样，叠前深度偏移就可以弥补常规偏移的不足。但是，卓有成效的叠前深度偏移仍然处在探索中。
为了利用付立叶方法的优势，许多地球物理学家提出在双域（即频率波数域和频率空间域）进行地震波成像处理，先后提出了分步付立叶偏移、付立叶有限差分偏移等算法。下面详细介绍这两种偏移算法的基本原理，分析波场延拓算子的相对误差，而且还对付立叶有限差分偏移算子给出优化改进的思路。
波的传播和成像问题是有着密切联系的。De Hoop（1988）等人为了研究波在随机介质中的传播问题，基于波的散射理论提出了早期的屏方法。Wu R S.&Huang L.J.等在近十年来发展了广义屏方法，并且用于叠前深度偏移成像。下面对比各种广义屏方法，而且讨论它们之间的相互关系和稳定性问题。
一．Kirchhoff积分法叠前深度偏移成像公式
为适应复杂地质构造和岩性成像实现保幅处理。可采用如下的考虑传播效应的Kirchhoff积分法叠前深度偏移成像公式
R(x; xs )
n
r
(
xr
;
x)

KIRCHHOFF叠前深度偏移处理流程

KIRCHHOFF叠前深度偏移处理流程经过仔细的试验和分析，我们确定了本次的时间域处理流程，常规处理流程简图如下：1 、深度偏移处理主要技术措施1．1、相⼲反演相⼲反演是⽤来建⽴初始速度―深度模型的常⽤⼿段。

其主要思路是：⽤射线追踪产⽣的旅⾏时曲线，沿该曲线的时间窗⼝计算叠加道的相⼲值，⽤不同的层速度进⾏相同的处理，取最⼤相⼲值对应的层速度为期望的速度。

输⼊的是未叠加的数据(如共中⼼点道集或共炮点道集)，输出的是初始速度模型。

该模型通常是基于附近的井信息和叠加剖⾯的解释。

反演是⼀层⼀层进⾏，在迭代中完成。

该⽅法依赖于：①介质模型的解释；②射线追踪算法；③⽬标函数的选择；④找最⼤⽬标函数⽅法。

1．2、层析成像初始模型(速度模型和深度模型)往往是粗糙的，要得到精确的深度域结果，就要综合利⽤各种技术⽅法不断调整、优化层速度模型，直⾄每⼀个共偏移距的成像结果⼀致为⽌，使之与地下地质情况最佳吻合。

层析成像技术，是速度模型优化的主要⼿段，在地震学和地震勘探的研究⼯作中，⼈们引进了医学上的CT 技术(Computerized Tomography)，就是利⽤X射线检查⼈体内部的技术。

在医学上X射线是直线路径，⽽地震波在地球内部传播是沿着弯曲的路径。

层析成像模型修改也是反复迭带进⾏的。

1．3 、射线偏移对地下倾斜界⾯，在地表记录的地震资料经处理获得的剖⾯，在横向和垂向位置以及倾⾓都与真实情况有差异，只有经过层位偏移后才能恢复到真实位置。

将时间域零炮检距剖⾯上层位转化为深度域层位，称之为射线偏移。

输⼊的是零炮检距剖⾯上解释的时间层位(通常在叠加剖⾯上解释)和层速度。

输出的是深度域层位。

1.4 共反射⾓Kirchhoff叠前深度偏移Paradigm的具有专利技术的从⽬标成像点向地⾯进⾏射线追踪的共反射⾓偏移。

⼴泛⽤于⽬标区的偏移成像。

1.5 波动⽅程叠前深度偏移Paradigm的⼆维F-X波动⽅程叠前深度偏移有利于复杂速度场及复杂构造和陡倾⾓成像。

三维VSP波动方程保幅叠前深度偏移方法

三维VSP波动方程保幅叠前深度偏移方法
沈铭成;李录明
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2013(013)030
【摘要】VSP偏移成像技术在VSP资料处理中具有重要意义.为了对地下复杂构造进行精确成像,常要求对VSP数据进行三维叠前偏移处理.传统的单程波方程延拓计算时只能保证相位信息的正确性,没有对振幅做任何处理,存在保幅性较差的问题,不利于将其结果运用到岩性分析中去.以保幅型单程波偏移算子为基础,研究了三维VSP单程波动方程保幅偏移成像方法.并在实际资料中,采用了保幅型三维地震道插值方法,对非规则网格炮点采集的三维VSP数据进行插值,保证了波动方程保幅偏移的效果.
【总页数】5页(P8995-8999)
【作者】沈铭成;李录明
【作者单位】“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室(成都理工大学),成都理工大学”地球探测与信息技术”教育部重点实验室,成都610059;“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室(成都理工大学),成都理工大学”地球探测与信息技术”教育部重点实验室,成都610059
【正文语种】中文
【中图分类】P631.443
【相关文献】
1.波动方程保幅叠前深度偏移与AVO响应 [J], 刘定进;印兴耀;陆树勤;杨瑞娟;王丽
2.VSP数据波动方程叠前深度偏移成像及立体地震成像 [J], 王华忠;徐蔚亚;王建民;马在田
3.三维VSP资料波动方程叠前深度偏移研究 [J], 方伍宝;陈林
4.三维F-X域粘弹性波动方程保幅偏移方法 [J], 杨午阳;杨文采;刘全新;王西文
5.共炮检距道集波动方程保幅叠前深度偏移方法 [J], 刘定进;印兴耀
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