KIRCHHOFF叠前深度偏移处理流程样本
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。
KIRCHHOFF叠前深度偏移处理流程样本
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―深度模型的常见手段。
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。
该模型一般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重复迭带进行的。
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(一般在叠加剖面上解释)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。
VTI介质克希霍夫叠前深度偏移及其应用
VTI介质克希霍夫叠前深度偏移及其应用夏常亮;王永明;夏密丽;刘红久;胡浩;王祥春【摘要】针对叠前深度偏移速度反演多解性及层位标定和偏移结果不匹配,以伊拉克某构造复杂区块地震资料为例,详细介绍了垂直对称轴横向各向同性(VTI)介质的克希霍夫(Kirchhoff)叠前深度偏移及其应用和注意事项.提出利用剥层层速度修正方法反演层速度和测井曲线趋势约束联合解决速度反演多解性问题;利用叠前时间偏移均方根速度场通过约束速度反演(CVI)获得初始沿层层速度,从而保证初始层速度场的准确性和有效减少剥层层速度修正方法反演层速度的迭代次数;通过VTI介质的偏移解决偏移结果与层位标定不匹配问题.实际应用表明,前述Kirchhoff叠前深度偏移流程,能够有效提高叠前深度偏移工作效率,获得可靠性更强的深度域层速度模型,有效提高速度反演精度,获得与井上层位一致的地震层位,满足勘探开发的需求.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2018(039)006【总页数】5页(P732-736)【关键词】Kirchhoff叠前深度偏移;横向各向同性介质;Thomsen参数;层剥离;层速度【作者】夏常亮;王永明;夏密丽;刘红久;胡浩;王祥春【作者单位】中国地质大学地球物理与信息技术学院,北京100083;中国石油东方地球物理勘探有限责任公司研究院长庆分院,西安710021;中国石油东方地球物理勘探有限责任公司研究院长庆分院,西安710021;中国石油东方地球物理勘探有限责任公司研究院长庆分院,西安710021;中国石油东方地球物理勘探有限责任公司研究院长庆分院,西安710021;中国石油东方地球物理勘探有限责任公司研究院长庆分院,西安710021;中国地质大学地球物理与信息技术学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】P631.4叠前深度偏移是解决复杂地质构造条件下地震波场成像的有效工具，偏移算法及其理论依据是决定偏移效果的关键[1]。
弯曲射线Kirchhoff积分叠前时间偏移及并行实现.
弯曲射线Kirchhoff积分叠前时间偏移及并行实现【中文摘要】复杂条件下地震波传播成像是地震勘探领域一直以来研究的焦点之一,特别是勘探广度和深度都已经大幅度进步的今天。
固然诸如CRS 等新技术不断的涌现,以及大家一致以为叠前深度偏移是复杂条件下最好的成像工具,但由于诸如深度偏移对速度模型精度敏感等因素,应用起来依然存在困难。
而基于Kirchhoff积分的积分法叠前时间偏移由于其方便,有效,速度快,面向目标,适应性强,对速度模型的敏感性不强等特点而成为现在应用最为广泛的偏移成像方法。
人们也从未停止对Kirchhoff积分法偏移精度以及实现方式的研究,本文将就该方法实现过程中的重要环节进行讨论。
Kirchhoff积分法的精度很大程度上取决于走时的计算,而现在很多贸易软件诸如Geodepth等中的走时计算是采用直射线计算走时。
这种夸大等效性的方法可以用基于水平层状地层假设的弯曲射线方法进行替换。
弯曲射线走时计算更贴近实际地质状况使走时计算更正确,从而进步Kirchhoff积分法叠前时间偏移的精度。
除此之外,本文还阐述了旨在增强Kirchhoff偏移聚焦能力的非对称走时计算理论,他是应用现代数学诸如李代数,拟微分算子,从地震波传播的保结构算法中推导出来的。
假频题目一直是各类偏移成像方法需要解决的题目。
本文就Kirchhoff积分偏移中可能出现的假频类型进行了分析,并着重分析解决了算子假频题目。
通过几种反假频方法的对比,采用Lumly三角平滑滤波的方法有效的降低了算子假频的影响,并具体分析解决了应用该方法时出现的题目。
最后的数据实验中对应用效果进行了比对。
除了走时计算和反假频两个重要的环节外,本文还对实现中诸如速度模型的建立以及振幅的影响因素进行了讨论,并在程序中得到了实现。
论文中还具体的先容了并行计算的有关知识以及它在积分法叠前时间偏移中的应用,并根据叠前时间偏移的性质先容了数据域并行和成像域并行两种并行策略。
Kirchhoff积分叠前时间偏移全方位角度道集生成方法与实现
取汇聚后的波场值作为成像结果便实现了 K-PSTM。在时间域，（1）式可以表示为：
1 cos U
V
I r, t = 0 2
dA
RV
t
(x, t)
R
U(x, t) R t t0 V
（2）
其中：A 为地表处炮点和检波点的分布范围；θ是从成像点到一个接收点时地震波传播所沿 射线的出射角；V 为地震波传播速度，R 代表反射点到检波点时地震波所走过的距离；
要的全部共中心点地震数据。该地震数据对于
三维大规模工区，数据量级比较大，需要一定
数量的集群节点内存来分散存储，否则可能因
为内存不足而影响计算效率或无法计算。 在成像阶段，由于一次只对一条线进行成
像，即使分选到全方位角、反射角，成像体的
规模仍旧是可控的，也不会需求太大内存而造
成无法计算。在所有进程对某条线成像完成后，
PS
, psx , psy psz
TS x
,
TS y
,
TS z
（4）
PR
prx , pry , prz
TR x
,
TR ,
y
TR z
利用 PS 和 PR 可计算得到入射角γ和散射方位角φ：
2
=a
（5） （6）
=
arccos
入射角γ（散射张角的一半）和散射方位角
图 1 散射点处地震波传播角度示意图
（ 即 局部 入 射 与散 射 慢 度 所在 平 面 的方 位 Fig.1 Sketch of seismic wave transmission
角）。入射与散射慢度矢量和 PM 称为照明矢
angle at a scatter point
叠前深度偏移处理技术研究
叠前深度偏移处理技术研究作者：熊小娟来源：《中国科技博览》2016年第08期[摘要]叠前深度偏移可以解决复杂构造，陡倾角地层的成像，随着油田勘探开发的不断深入，叠前深度偏移已经越来越多地应用到实际生产中，本文主要介绍了叠前深度偏移的原理，Kirchhoff叠前深度偏移的实现过程及优缺点和实际的应用效果。
[关键词]叠前深度偏移 Kirchhoff、速度模型、陡倾角地层中图分类号：P618.130.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）08-0105-01引言：叠前深度偏移可以更好的解决复杂构造带地质体成像问题，已成为地球物理界的共识和勘探趋势。
地震偏移成像是一种将地震信息进行重排的反演运算，能使地震波能量归位到真实空间位置，获取地下正确构造图像。
上世纪70 年代初出现了基于几何地震学和绕射理论的射线偏移；同一时期Claerbout等针对标量波动方程提出了有限差分近似解法，实现了地震偏移。
Kirchhoff 积分法是以Hagedoorn“绕射最大凸度曲线”概念为基础建立起来的，表述为沿绕射曲线在地面对所有接收点进行加权积分的过程。
后来Keho等提出了Kirchhoff偏移的算法原型。
一、叠前深度偏移的处理过程（1）叠前深度偏移基本原理Kirchhoff深度偏移算法可应用于大角度倾斜地层和横向速度剧烈变化的情况。
同时还较好地顾及了介质的曲界面、强折射面对地震波射线的折射效应。
它在层状介质模型下的三维深度域偏移计算公式为：式中和为地面上的坐标；为深度；为偏移场在点上的双程旅行时；为轴与连接点和点的直线间的夹角。
上式可以最终归结为根据给定孔径的绕射波空间时距曲线所观测到的地震波场之和。
（2）Kirchhoff叠前深度偏移主要步骤Kirchhoff叠前深度偏移主要包括初始速度模型建立、旅行时计算、Kirchhoff偏移求和、深度速度模型迭代与修正。
①速度模型的建立叠前深度偏移时，首先利用常规处理中获得的叠加速度对目标线进行叠前时间偏移，得到时间偏移的共成像点道集，再对共成像点道集进行反动校，利用反动校后的共成像点道集做速度分析，求得均方根速度。
VTI介质角度域Kirchhoff叠前时间偏移方法
VTI介质角度域Kirchhoff叠前时间偏移方法刘立彬【摘要】为了支持VTI介质下的振幅随偏移距/入射角变化(AVO/AVA)技术,提出一种基于射线追踪的VTI介质角度域Kirchhoff叠前时间偏移方法.从VTI介质反射波时距关系出发,通过稳健的射线追踪算法建立反射走时和界面上入射角的数值表,进而估算射线路径对应的双程走时及入射角,利用脉冲响应叠加方法实现叠前时间偏移,得到构造图像和角度域共成像点道集.由于在振幅加权因子求取时考虑射线弯曲效应的影响,因此成像保幅性更好.所提方法获得的角度域共成像点道集同相轴平直,且有效入射角度范围更宽,有利于后续的AVO/AVA或反演处理.理论模型合成数据和实际地震资料测试结果展示了方法的优越性与实用性.%An angle-domain Kirchhoff prestack time migration approach in VTI media based on ray-tracing was presented to provide more powerful supports for AVO/AVA technique. Starting from the relationship between travel time and path length of the reflection waves in VTI media, a robust ray-tracing algorithm is developed to construct the numerical table for the travel time and incidence angle of the reflection waves on the interfaces, and then the two-way travel time and incident angle corresponding to the ray path can be estimated. As the result of a prestack time migration by using the impulse response superposition method, the structural image and the angle domain common image gathers can be obtained. During prestack time migration, impulse responses are stacked to obtain the migrated profile and angle-domain common-image gathers. This imaging method preserves the amplitude better than the traditional methods, because itincludes ray bending in the calculations of the weighting factor for amplitude preserving. The angle-domain common image gathers of this method have straight in-phase axis and a wide range of the effective incidence angle, which is beneficial to the subsequent AVO/AVA and inversion processing. The synthetic and real data tests demonstrate the validity of this approach.【期刊名称】《中国石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(036)005【总页数】5页(P51-55)【关键词】VTI介质;射线追踪;角度域成像;叠前时间偏移【作者】刘立彬【作者单位】中国科学院地质与地球物理研究所,北京100029;中国石化胜利油田分公司物探研究院,山东东营257022【正文语种】中文【中图分类】P631.4叠前时间偏移除了用于复杂构造成像，还为偏移速度分析（MVA）、振幅随偏移距或入射角变化（AVO/AVA）分析输出共成像点道集。
3---Kirchhoff型保幅叠前深度偏移
能把真振幅偏移的基本思想推广到多波多分量地震资料及各
Gardner, 1998 ）；另一种是全局方法介绍的是加权真振幅 偏移核的反演（ Wu, 1998 ）。为了计算合适的保幅叠前深 度偏移的权函数，Philippe等提出了地面道位置的几何研究。 由此把上述两种方法综合成3-D保幅叠前深度偏移方法。在 这种方法中，保幅偏移的权函数包含了振幅补偿和采集观测 系统补偿两大部分。对于采集观测系统补偿应该考虑道密度 和采集效应。把一特定的密度权函数因子直接包含在偏移核 中，这样就考虑了不规则采集的影响，由此能提高最终的保 幅成像结果。
幅反射。如果真振幅偏移的基本思想是通过带权的绕射叠
加偏移来实现，则相应的真振幅偏移被称为是Kirchhoff型 真振幅偏移。
真振幅偏移的基本思想: 真振幅偏移的基本概念和算法由20世纪80年代初期正式 提出。但其基本思想的形成可追溯到 20 世纪 60 年代。最初 Bortfeld的工作只局限在数值试验上。二十世纪80年代初， Bortfeld由产业界转入大学，开始对真振幅的基础进行系统
六、优化偏移孔径
下面给出了一利用一优化成像孔径的Kirchhoff型偏移方法。其算法如下， 首先把自动增益控制应用到各个共炮点道集上，然后用下述方法确定的一
优化孔径逐道偏移炮道集。优化偏移孔径的实现步骤如下：
1）用大于一预定门槛值的振幅拾取反射波至； 2）利用地震道上的局部倾斜叠加对拾取的波至计算入射角 3）从检波点向地下介质发射射线； 4）沿该射线路径寻找镜像反射点；
四、真振幅权函数 真振幅偏移公式与叠前深度偏移公式相似，但真振幅 核项与积分加权项不同。反射点M的成像积分式为：
u ( , t ) u ( M ) 1 d 2K DS ( , M ) | t D ( ; M ) 2 A t
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
起伏地表Kirchhoff积分法叠前深度偏移方法研究与应用
关键 词 ： 起伏 地表 ； 低信 噪比 ； 间时差 ； 道 叠前 深度 偏移
中图分 类号 ：６ １ ４ Ｐ ３ ． １ ４ 文 献标 识码 ： Ａ 据 成像 处理 该 方 法理 论 上 可行 ， 在 数据 信 噪深 层速 度 模型 要统 一 在一起 建 立一 个完 整 的模 型 ， 用
间时差大 ， 以获得较 准确 的偏 移速 度场 ， 难 构造 成像
结 果无 法达 到基 本 的地 质解 释 的要求 ， 重 制约 了 严 这些 地 区油气勘探 程度 的深化 。 目前 尚没 有一套 有 效 的处理 流程来处 理上 述诸探 区 的数据 。
影 响 ， ｌｈ ｌ Ａ ｋ ａｉ ￣ｈ和 Ｂ ｇ ｉ ｌ通 过 给 定 一 个 等 效 常 ａａｎ４ 一 速 ， 出利用 Ｔ Ｏ（ ｐｇａｈｃｄ ｔｍ ｎ ｅａ ｒ进 提 Ｄ ｔ ｏｒｐ ｉ ａｕ ｉｇｏ ｒｔ ） ｏ ｐ ｏ
行 基准 面校正 ， 与 Ｗｉｇ ｓ 这 ｇｉ ： ｎ 的积分 法上 延本 质上
２１ ０ ０年 ７月
岩 性 油 气 藏 ＬＴ Ｉ ＨＯＬ ＯＧＩ Ｃ ＲＥＳ ＲＶ０Ｉ Ｅ ＲＳ
Ｃ Ｇ 会 议 专 刊 Ｅ
・
地震处 理 ・
起 伏 地表 Ｋｉ ｈ ｏｆ ｒ ｈ ｆ 积分 法 叠前 深度偏 移 ｃ 方 法研 究 与应 用
刘少 勇 ， 华 忠 张 兵 王 ， ，
海 洋 楼 ４ １ 电话 ：０ １ ６ ９ ２ ５ 。Ｅ ｍａｌ ｌ ｓ １ ８ ＠１ ６ｃ ｒ ０。 （ ２ ） ５ ８ ３ ６ — ｉ： ｕ ｙ ９ ５ ２ ． ｎ ｉ ｏ
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。
2 、深度偏移处理的关键步骤2.1、时间域构造模型建立层位解释应遵循以下几个原则:1、第一层的深度应大于能接收到该层反射的最大偏移距，即该层的“临界”偏移距。
201010方位-角度域Kirchhoff叠前时间偏移成像(石油地球物理勘探)
１］ 描述地震波的时距关系 ［ 。 由此还可推导双程走 时 ］ ２ 的级数展开 表 达 式 ［ 。若 仅 保 留 二 阶 以 下 的 项， 就 ３］ 方 程［ 。 通 常 情况 下 ， 获得双曲型正常时差 （ ＮＭＯ）
７～１ ０］ 向同性 （ ） 介 质 的 非 双 曲 时 差 方 程［ ， 其中有 ＶＴ Ｉ ［１］ 些已成为工业标准 。 近 年 来 ， 对比讨论了 Ｆ ｏ ｗ ｌ ｅ ｒ１
群速度和时差方程的多种近 ＶＴ Ｉ介质 中 相 速 度 、 ［ １ ２］ 似 。Ｆ ｏ ｍ ｅ ｌ 基于反椭圆近似提出了一种在层状 ＶＴ Ｉ 介 质 中 精 度 更 高 的 非 双 曲 ＮＭＯ 方 程 。 在 需 要 将 这 些非 双曲 Ｋ ｉ ｒ ｃ ｈ ｈ ｏ ｆ ｆ叠前时间偏移算法中 ，
双 曲 时 差 近 似 仅 在 炮 检 距—深 度 比 不 太 大 时 才 适
４， ５］ 用。对 于 大 炮 检 距 地 震 数 据， 保 留 高 阶 项［ 或采 ］ ６ 用时移双曲近似 ［ 可以提高速度分析和水平叠加 的
精度 。 当速度存在 非 椭 圆 各 向 异 性 时 ， 双曲时差方 程甚至不 能 描 述 均 匀 地 层 中 的 反 射 时 距 关 系 。 为 此， 一些学者提出 了 针 对 具 有 垂 直 对 称 轴 的 横 向 各
２ 基于射线追踪的数值表驱动三维角 度域成像
在时间偏移中通常假设速度横向变化可忽略不 计， 因 此 可 采 用 局 部 一 维 速 度 模 型。这 时， 连 接 炮、 检两点的射线路径完全由射线参数定义 。 基于共深 由经典射线追踪方法可 度点和水平层状界 面 假 设 ， 计算反射波双程走时与炮检距 。 利用这些时距关系 可完成 ＮＭＯ 校正 ， 但其假设条件并不适合叠前时 间偏移算法 。 为满 足 叠 前 时 间 偏 移 算 法 的 需 要 ， 本文利用修 改的射线追踪算法描述炮点或检波点到地下散射点 单程路 径的 运 动 学关 系 。 单程 走 时狋 和 半炮 检距犺 可表示成
大规模三维地震数据Kirchhoff叠前深度偏移及其并行实现
大规模三维地震数据Kirchhoff叠前深度偏移及其并行实现王华忠;刘少勇;孔祥宁;蔡杰雄;方伍宝【摘要】本文提出了基于共炮检距数据体的适用于大规模三维地震数据体的Kirchhoff叠前深度偏移（PSDM）并行实现方案。
其基本思路为：①利用任意介质中的动态规划法三维旅行时计算方法提供旅行时场；②按照炮检距组织数据；③根据机器物理内存大小分配成像深度段；④对共炮检距数据分深度段进行基于消息传递接口（MPI）的进程并行处理；⑤对单进程作业进一步利用OpenMp并行同时实现多个单道的成像处理。
此方案可充分利用节点内存，减少数据输Z．／输出（I／0）量。
该方案是将单个炮检距的某个深度段的成像空间和需要的所有炮的对应深度段的旅行时场调入内存中，每一深度层的成像均在内存中进行，而且Inline 和Crossline方向的偏移孔径可以自适应地根据偏移速度和成像深度进行选择，并采用空变反假频技术，可较大地提高成像精度。
成像结果按体偏移形式输出，同时也可以输出成像道集。
该方案在内存利用、数据I／O量和计算效率上达到最佳平衡。
并行方式充分采用MPI＋OpenMp混合编程模式，可高效、高精度地处理大规模三维地震数据。
理论和实际数据的偏移成像结果均证明了本文方案的正确性和高效性。
【期刊名称】《石油地球物理勘探》【年(卷),期】2012(047)003【总页数】7页(P404-410)【关键词】大规模地震数据体;Kirchhoff叠前深度偏移;三维旅行时计算;并行策略【作者】王华忠;刘少勇;孔祥宁;蔡杰雄;方伍宝【作者单位】同济大学海洋与地球科学学院海洋地质国家重点实验室,上海200092;同济大学海洋与地球科学学院海洋地质国家重点实验室,上海200092;中国石化石油物探技术研究院,江苏南京210014;同济大学海洋与地球科学学院海洋地质国家重点实验室,上海200092 中国石化石油物探技术研究院,江苏南京210014;中国石化石油物探技术研究院,江苏南京210014【正文语种】中文【中图分类】P63120世纪70年代Schneider［1］的经典论文奠定了Kirchhoff积分偏移的理论基础。
第3章Kirchhoff积分法叠前深度偏移
第三章 Kirchhoff 积分法叠前深度偏移大家知道，叠前偏移的概念早在70年代中期就提出来了，但由于叠前记录的信噪比较低，偏移的初始模型又很难选准，加之当时的计算机无法承受叠前偏移较大的计算量，直到90年代叠前偏移才开始尝试应用于油气勘探地震数据的精细处理中。
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 偏移方法等）。
本章重点讨论Kirchhoff 积分法叠前深度偏移。
Kirchhoff 积分法叠前深度偏移被认为是一种高效实用的叠前深度偏移方法，目前主要完善三维采集和叠前深度偏移软件。
积分法具有高偏移角度、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。
地震偏移成像问题，经过最近十多年的研究与发展，已经基本解决了和正在解决三维偏移，叠前深度偏移和多分量地震偏移等诸问题。
但是偏移中有诸多问题尚未解决，例如真振幅偏移问题和各向异性介质中的地震偏移问题。
近年来，解决真振幅偏移问题就是偏移地震数据得到真正的振幅和相位信息，从而为岩性解释服务。
由于积分法具有许多优点，因此研究Kirchhoff 型保幅叠前深度偏移具有很高的理论价值和实用价值。
下面就变速射线追踪法计算走时、有限差分法计算走时以及Kirchhoff 型常规叠前深度偏移和保幅叠前深度偏移做详细讨论和分析。
§3.1 变速射线追踪法计算走时Kirchhoff 积分法叠前深度偏移已在实际生产中应用了多年，并解决了不少复杂构造的成像问题（Zhu & Lines, 1998）。
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（Schneider, 1992, 1995）。
积分法叠前深度偏移
初至旅行时场的积分法kirchhoff integral psdm)叠前深度偏移结果
Marmousi模型最大能量旅行时积分法 kirchhoff integral psdm)叠前深度 偏移结果
时 间 域 最 大 能 量 旅 行 时 计 算
SEG/EAEGBiblioteka 维岩丘模型的测试结果时 间 域 最 大 能 量 旅 行 时 计 算
SEG/EAEG三维岩丘模型的测试结果
时 间 域 最 大 能 量 旅 行 时 计 算
SEG/EAEG三维岩丘模型的测试结果
时 间 域 最 大 能 量 旅 行 时 计 算
SEG/EAEG三维岩丘模型的测试结果
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频 率 域 最 大 能 量 旅 行 时 计 算 对 应 的 成 像 结 果
本 方 法 得 到 的 旅 行 时 偏 移 结 果 射 线 得 到 的 旅 行 时 偏 移 结 果
时间域最大能量旅行时积分法叠前深度偏移
Marmousi模型最大能量旅行时积分法叠前深度偏移结果
时间域最大能量旅行时积分法叠前深度偏移
弯曲界面射线追踪误差分析表（地面出射角为880）
积分法叠前深度偏移
• 最大能量旅行时计算（频率域） • 最大能量旅行时计算（时间域） • Kirchhoff积分法叠前深度偏移实现策略 的改进：目前的实现步骤是层层外推， 易于并行处理，易于数据管理，易于孔 径控制，易于实现Beamlet偏移。
频率域最大能量旅行时计算
稳 定 性 测 试
准 确 性 测 试
准 确 性 测 试
第一层 第二层 第三层 第四层 第五层 第六层 地面出射 角为880 理论计算（根据Snell定律） 坐标(m) (3000.0,0.0) (3024.445,700.027) (3050.531,1290.861) (3085.612,1565.403) (3203.825,2164.258) (3377.892, 2751.880) (3770.277, 3671.193) 旅行时(s) 0.0 0.350227 0.586791 0.679049 0.853452 1.006667 1.228790 程序计算 坐标(m) (3000.0,0.0) (3024.751,700.0) (3053.404,1290.0) (3086.158,1560.0) (3204.154,2160.0) (3378.127,2750.0) (3770.000,3665.0) 旅行时(s) 0.0 0.349098 0.585178 0.677553 0.851717 1.003753 1.224965 -0.32% -0.28% -0.22% -0.20% -0.29% -0.31% 旅行时相 对误差
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。
201209各向异性克希霍夫叠前深度偏移(石油物探)
文章编号 %...%''%#$.%$$.4.'@+"%.收稿日期 $.%$.#.*'改回日期 $.%$.@%.(作者简介 周巍#%*+#)$"女"高级工程师"现主要从事各向异性克希霍夫叠前深度成像工作("各向异性克希霍夫叠前深度偏移周"巍 王鹏燕 杨勤勇 方伍宝 潘宏勋 刘旭跃 郭书娟中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院 江苏南京$%%%.#摘要 随着地震勘探精度的提高"各向异性对于常规克希霍夫叠前深度偏移效果的影响已不容忽视(研究了利用1波非双曲旅行时求取各向异性参数的方法"当道集的排列长度远大于勘探目的层深度时"1波走时资料包含的信息可以用来确定C (V 介质的各向异性参数(利用C (V 介质的!\1道集"研究了二步法提取,参数的方法"即先利用短排列地震数据求取均方根动校正速度"再利用长排列数据和水平速度扫描法得到水平速度"通过转换得到各向异性,参数'采用基于声学近似的C (V 介质程函方程"通过各向异性射线追踪计算旅行时(模型及实际资料处理结果表明"利用上述方法提取各向异性参数"进行C (V 介质各向异性克希霍夫叠前深度偏移"使成像精度和质量得到了明显提高(关键词 各向异性参数'叠前深度偏移'速度分析'射线追踪'旅行时Z %#%%.3#*+*!a 36H H >3%...;%''%3$.%$3.43..*中图分类号 1+#%3'文献标识码 -""克希霍夫叠前深度偏移成像技术具有简便*高效*适用性强等优点"在复杂地区地震勘探中发挥了重要作用(但是近年来随着勘探技术的不断发展"对成像精度的要求也越来越高"基于各向同性理论的克希霍夫叠前深度偏移已不能满足实际生产的需要"有必要开展各向异性克希霍夫叠前深度偏移研究(目前"地震资料处理中所指的各向异性介质主要是横向各向同性介质"如上覆地层中广泛存在的页岩和薄互层"会产生具有垂直对称轴的极性各向异性#C (V "横向各向同性$(影响横向各向同性介质的克希霍夫叠前深度偏移的一项关键技术是各向异性射线追踪"因为克希霍夫叠前深度偏移的主要计算量是射线追踪计算旅行时(各向异性克希霍夫叠前深度偏移与各向同性克希霍夫叠前深度偏移的不同之处就体现在旅行时的计算上"幸运的是这方面的研究工作近年来取得了很大进展+%;4,(影响各向异性介质精确成像的另一项关键技术是各向异性参数的可靠估计(实际生产中深度偏移预测的目标位置不准确并不表明该方法本质上存在错误"而是速度估算方法存在不足(因此"在克希霍夫各向异性叠前深度偏移中"建立正确的地下介质速度场和各向异性参数场#,参数$是非常重要的(对于横向各向同性介质"%*&+年(0D F H 8>提出了具有明确物理意义的各向异性参数-*!和."并分别给出了基于这些参数的相速度和时差速度在任意强度以及弱各向异性条件下的表达式++,"为各向异性研究奠定了基础(之后有不少学者对横向各向同性介质的速度特性及各向异性参数估计方法作了大量研究"但主要针对纵波非双曲线时差速度分析和旅行时反演+@;%%,(我们基于-7O 0=76K =0和B 98J 0O =等提出的非双曲线时差各向异性参数估算方法+@;*,"对,参数提取和深度域模型建立进行了讨论'提出应用!\1道集数据按偏移距大小分段处理的方法提取动校正速度J >F D 和,8K K 等效参数"并通过P 6T 公式获得层间,#&$值和层速度模型'通过深度偏移不断修正速度模型"实现了各向异性克希霍夫叠前深度偏移处理(%"各向异性克希霍夫叠前深度偏移方法""各向异性克希霍夫叠前深度偏移的旅行时计算采用各向异性介质的射线追踪方法(我们采用-7O 0=76K =0从N1波标量波动方程出发推导出的基于声学近似的C (V 介质程函方程+%,#%M $,$J $>F D%).%#$0$M%).%#$2+,$M J $1.%).%#$C $N $,J $>F D J $1.%).%#$0$M%).%#$2+,$%).%#$C $K %#%$通过特征值法"推导出射线追踪方程组+%,+@'第4%卷第4期$.%$年*月石"油"物"探B )X 15S A V !-Y1Q X A 1)!(V "BZ X Q1)(Q X Y )[\CD 734%""D 34A 8E3"$.%$I 0I TK J $>F D Q 0+%M $,#%N Q $C J $1.$,I C I TK #%N $J $>F D $,Q $R Q C J $1.I Q 0I T KN J >F D #%M $,$Q $R %J %0N J $>F D Q $R ,0M J >F D Q $R Q $C J $1.$,%J %0M J >F D ,#$0N #%N $J $>F D ,Q $R $Q $C J 1.%J 1.%0I Q C I T KN J >F D #%M $,$Q $R %J %C N J $>FD Q $R ,C M J >F D Q $R Q $C J $1.$,%J %C M J >F D ,#$C N #%N $J $>FD ,Q $R $Q $C J 1.%J 1.%0I G I TK J $>F D #%M $,$Q $0M #%N 'J $>F D ,Q $0$Q $C J $1.I Q 2I T KN J >F D #%M $,$Q $R %J >F D %2N J $>F D Q $R ,2M J >F D Q $R Q $C J $1.$,%J >F D %2M J >F D ,#$2N #%N $J $>F D ,Q $R $Q $C J 1.%J 1.%2#$$式中%J >F D 为"\X 速度'J 1.为垂直速度',为各向异性参数",i -e !%d $!'Q R "D C "D 0分别为R "C "0方向的慢度(从公式#%$中可以看出"用于各向异性克希霍夫叠前深度偏移的参数有#个%时差速度*垂直速度和,参数(除了垂直速度由井资料获得外"其它两个参数都可以直接在地震数据上拾取得到($"C(V 介质各向异性速度分析对于C (V 介质"1波反射旅行时的非双曲性非常明显(-7O 0=76K =0和(H M =>O 6>给出了大偏移距单一界面1波非双曲线反射旅行时公式+&,%G $#0$K G $.M 0$J $>F D N $,0'J $>F D +G $.J $>F D M #%M $,$0$,##$##$式表明"在各向异性介质中"反射1波的旅行时不再符合双曲线轨迹(图%是根据##$式计算的单一界面反射波时距曲线"界面深度是%...F (从图%看出%#当偏移距大于界面深度时#0-%...F $"各向异性对反射波旅行时的影响非常明显"偏移距越大影响也越大"所以大偏移距资料适合各向异性参数提取'$,只对大偏移距时距曲线有影响",越大表明各向异性越强"对旅行时曲线影响越大'%当偏移距小于界面深度时",影响不明显(当,i .时"公式##$变成各向同性介质的双曲线形式#图%中红色曲线$(图%"单一界面各向异性时距曲线#界面深度为%...F ""\X 速度为$...F !H $""根据,参数的定义"1波水平速度可以表示为J 0D 9K J 1.J >F D#'$把#'$式代入##$式得G $#0$K G $.M 0$J $>F D N #J $0D 9N J $>F D $0'J $>F D #G $.J '>F D M J $0D 90$$#4$为了更好地适合过大偏移距的情况#%L 4,0!C ,$L 4$"B 98J 0O =和(H M =>O 6>在公式#4$中J $0D 90$项前面引入常系数)i %L $"改善了对过大大偏移距的适用性+*,"即G $#0$K G $.M 0$J $>F D N #J $0D 9N J $>F D $0'J $>F D #G $.J '>F D M )J $0D 90$$"#+$公式#+$的应用效果通常好于公式##$"因为水平速度J 0D 9和时差速度J >F D 是同一个量纲"水平速度谱比,谱的能量更聚焦"有利于拾取速度函数(求取水平速度有两种方法%#一步法"即采用J >F D 和J 0D 9联合扫描的方法得到J >F D 和J 0D 9'$两步法"先采用近偏移距数据确定J >F D "然后用远偏移@@'第4期周"巍等3各向异性克希霍夫叠前深度偏移距数据获得J 0D 9(对于多层介质"1波反射旅行时公式为+@,"G $#0"-$K G $.#-$M 0$J $>F D #-$N J $0D 9#-$N J $>F D #-+,$0'J $>F D -G $.-J '>F D -M )J $0D 9-0$#@$其中"J 0D 9#-$是层状介质的有效水平速度(根据C (V 介质动校正公式+@,"有,#-$K %&%J '>F D #-$G .#-3$+2&-&K%#J #&$>F D$'#%M &,#&$$G #&$,.N 4%#&$定义,#-$K %G .-&-&K%#J #&$>F D $'#%M &,#&$$G #&$.K %G .-&-&K %#J #&$>F D $$+'#J #&$0D 9$$N "##J #&$>F D $$,G #&$.#*$应用P 6T 公式"得到层间J #&$0D 9和,#&$"即J #&$0D 9K J #&$>F D#%.$,#&$K %&#J #&$>F D $',#&$G .#&$N ,#&N %$G .#&N %$G .#&$N G .#&N %+$N ""#J #&$>F D $,'#%%$""对每层的速度和,参数进行时深转换"得到深度域的层速度和层间,参数"再由声波测井或C A 1测井得到垂直速度"进行各向异性叠前深度偏移处理(速度分析方法与各向同性叠前深度偏移类似"也需要进行多次迭代(图$是各向异性克希霍夫叠前深度偏移和速度分析的流程(图$"各向异性克希霍夫叠前深度偏移和速度分析流程#"模型试算Q H N "`(#介质理论模型各向异性参数提取设计一C (V 介质各向异性模型"根据公式#+$和公式##$"采用二步法计算了该模型的速度谱和,谱#图#$"模型参数如表%所示(图#"C(V 模型#参数见表%$速度谱估计=小偏移距正常时差速度谱',大偏移距水平速度谱'J 各向异性,参数谱&@'石"油"物"探第4%卷表%"C(V模型各向异性参数J>F D F H e% ,' F%....&..%4...3.#.%&..%*...3%$4$@..$'...3%'44@+. ""从图#可见 水平速度谱的能量聚焦要好于,参数谱 更便于拾取速度 图'是各向同性和各向异性动校正结果 由于介质是各向异性的 进行各向同性动校正后 远偏移距处的同相轴没有拉平 图', 而采用水平速度谱中拾取的水平速度做非双曲时差动校正 则能够使远偏移距处的同相轴拉平 图'J 表$给出了各向异性参数,的提取结果与理""""论值 对比可见 相对误差都在%.c以内 精度较高 说明提取各向异性参数的方法是有效的 表$",参数理论值与计算值的对比分析,理论值,计算值误差第%层...第$层.3.#..3.#$+3@c第#层.3%$4.3%$4.第'层.3%'4.3%'.e#3'cQ H L"薄互层模型各向异性叠前深度偏移对于厚度远小于地震波长的薄互层介质 可以将其近似为具有一定方向的横向各向同性 (V 介质 因此设计了一个水平各向同性薄互层模型 模拟C(V介质 如图4所示图'"各向同性和各向异性动校正=!\1道集记录 ,各向同性动校正 J各向异性动校正*@'第4期周"巍等3各向异性克希霍夫叠前深度偏移""模型共分'层 第% # '层是各向同性介质 厚度均为4..F 速度依次为为$... '... +...F H 第$层是薄互层 小层厚度是$F 总厚度是4..F 低速层速度是$&..F H 高速层速度是#$..F H 由于波长远大于小层厚度 所以薄互层应该具有较强的各向异性 模拟采集了%**炮记录 炮间距是%..F 每炮+.%道道间距是%.F 采样间隔$F H 记录长度$H 子波主频是#.5/采用本文介绍的方法对图4所示薄互层模型!P 1%#..道集进行了速度分析图+ 图@ 薄互层被当作一个厚层处理 相当于针对#个厚层进行速度分析 4.. @.. %%4.F H 附近 图+是小偏移距正常时差速度分析结果 在速度谱中可以看到#个强能量团 蓝色 分别对应#个厚层 图+J """"是正常时差动校正结果 可以看到 小偏移距道集被拉平 但因为各向异性的影响 远偏移距道集未拉平 存在较大的剩余动校正量 图@是远偏移距道集的非双曲时差速度分析结果 在水平速度谱上有#个明显的能量团蓝色 可以方便地拾取水平速度 通过非双曲时差动校正 远偏移距道集被拉平 图@中未被拉平的同相轴是由于受到低速薄层的影响所致根据拾取得到的水平速度和公式 &至公式 %% 得到层间各向异性, & 参数 图&=是建立的深度域层间,参数场 可以看出 薄互层的各向异性参数,高达.3.#. 属于强各向异性 图&,是建立的深度域层速度剖面图*是克希霍夫各向同性叠前深度偏移和各向异性叠前深度偏移结果对比 可以看出 各向同""""图4"薄互层模型图+"小偏移距正常时差速度分析=速度谱 ,!P 1%#..道集 J 正常时差动校正结果.&'石"油"物"探第4%卷图@"大偏移距非双曲时差速度分析=速度谱 ,!P 1%#..道集 J非双曲时差动校正结果图&"薄互层模型的深度域层速度和各向异性参数剖面=深度域,参数剖面 ,深度域层速度剖面%&'第4期周"巍等3各向异性克希霍夫叠前深度偏移图*"薄互层模型各向同性= 与各向异性 , 克希霍夫叠前深度偏移结果性偏移成像由于受薄互层的强各向异性影响 在薄互层下方%4..F 附近的各向同性反射界面 第#个反射界面 成像很不清楚 不仅如此 薄互层底界面 %...F 附近 也没有各向异性偏移成像清楚 分辨率低 而通过各向异性克希霍夫叠前深度偏移成像后 薄互层底界面及下方的各向同性反射界面的成像都很清楚 分辨率明显提高 说明各向异性速度分析方法和各向异性克希霍夫叠前深度偏移方法是正确的'"实际资料应用效果分析图%.是新疆某地区实际单炮记录 每炮""""有#$.道 道间距是4.F 属于大偏移距资料 有利于做各向异性分析 我们对该资料进行了各向异性速度分析和参数提取 图%%是建立的深度域层速度场 图%$是深度域水平速度场 图%#是深度域层间,参数场 利用这些参数进行了各向同性克希霍夫叠前深度偏移 图%' 和各向异性克希霍夫叠前深度偏移 图%4 对此图%'和图%4可以看出 在浅层 特别是在深度小于$...F 的浅层 矩形框所示 各向异性叠前深度偏移明显好于各向同性叠前深度偏移 同相轴的横向连续性有明显改善 在图%'和图%4中箭头所示位置各向同性叠前深度偏移结果出现杂乱反射 而各向异性叠前深度偏移结果出现强能量且连续性较好的同相轴 各向异""""图%."新疆某地区实际单炮记录$&'石"油"物"探第4%卷图%%"深度域层速度剖面图%$"深度域水平速度剖面图%#"深度域层间/参数剖面#&'第4期周"巍等3各向异性克希霍夫叠前深度偏移性叠前深度偏移之所以对浅层成像效果改善明显 是因为浅层的入射角范围更大 即偏移距与深度的比值 0 C更大 地层的各向异性影响更大的缘故 图%+是各向同性叠前深度偏移和各向异性叠前深度偏移的深度对比图 可以看到两者存在明显的深度差图%'"各向同性克希霍夫叠前深度偏移剖面图%4"各向异性克希霍夫叠前深度偏移剖面图%+"各向同性和各向异性叠前深度偏移结果对比'&'石"油"物"探第4%卷4"结束语各向异性克希霍夫叠前深度偏移效果明显优于各向同性克希霍夫叠前深度偏移(本文针对横向各向同性介质"研究了基于非双曲时差旅行时的各向异性参数提取*深度域速度模型和各向异性参数模型建立的方法"给出了各向异性克希霍夫叠前深度偏移的处理流程(通过模型和实际资料处理试验"证明上述方法及其处理流程是正确有效的"可以在实际生产中推广应用(本研究仅限于C(V 介质"没有涉及倾斜地层"这方面有待开展进一步的研究工作(致谢 本文研究过程中得到了中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院蔡杰雄 王于静的很大帮助 在此一并表示感谢参"考"文"献+%,"-7O0=76K=0(3->=J D<H:6JL=M88N<=:6D>K D9=>6H D:9D E6JF8I6=+`,3B8D E0G H6J H"$..."+4#'$%%$#*;%$4.+$,"]0<("B9=G A5"W=>?P3R6>8F=:6J=>II G>=F6J 9=G:9=J6>?6>=>6H D:9D E6JF8I6=%(08D9G=>I=E E76J=;:6D>+`,3)T E=>I8I-,H:9=J:H D K@4:0->><=7V>:89>=:A)B\:?"$..4"*+;**+#,"Y=L:D>P!"V H==J`5"C8H:9<FQ W"8:=73A76E;H76I6>=L=G;H D F8E9=J:6J=76F E76J=:6D>H D K H86H F6J M87D J;6:G=>6H D:9D E G D>I8E:06F=?6>?+`,3(08Y8=I6>?)I?8"$..%"$.#%$%@.;@#+',"段鹏飞"程玖兵3(V介质射线追踪与局部角度域叠前深度偏移+`,3A1B!A)B深圳$.%%国际地球物理会议论文集"$.%%"*'.;*'4P<=>1Z"!08>?`U3Q=G:9=J6>?6>(VF8I6==>I7D J=7=>?78I D F=6>R69J00D K K E98H:=J OI8E:0F6?9=;:6D>+`,3A1B!A)BA08>/08>$.%%V>:89>=:6D>=7B8;D E0G H6J=7!D>K898>J8A G FE D H6<F"$.%%"*'.;*'4+4,"(H M=>O6>V"(0D F H8>Y3V>M89H6D>D K98K78J:6D>:9=M;87:6F8HK D9:9=>H M89H8=>6H D:9D E G+`,3B8D E0G H6J H%**4"+.#'$%%.*4;%%.@++,"(0D F H8>Y-3W8=O87=H:6J=>6H D:9D E G+`,3B8D;E0G H6J H"%*&+"4%#%.$%%*4';%*+++@,"-7O0=76K=0(3C87D J6:G=>=7G H6H<H6>?>D>0G E89,D76JF D M8D<:6>:9=>H M89H87G6H D:9D E6J F8I6=+`,3B8D;E0G H6J H"%**@"+$#+$%%&#*;%&4'+&,"-7O0=76K=0("(H M=>O6>V3C87D J6:G=>=7G H6H6>:9=>H;M89H87G6H D:9D E6J F8I6=+`,3B8D E0G H6J H"%**4"+.#4$%%44.;%4+++*,"B98J0O=C"(H M=>O6>V3Z8=H6,676:G D K>D>0G E89,D76JF D M8D<:6>M89H6D>6>:9=>H M89H87G6H D:9D E6J F8I6=+`,3B8D E0G H6J H"%**&"+###$%*4@;*+*+%.,"B98J0O=C"18J0-"(H M=>O6>V"8:=73C87D J6:G=>=7;G H6H K D9:67:8I:9=>H M89H87G6H D:9D E6JF8I6="=E0G H6J=7F D I8776>?8T=F E78+`,3B8D E0G H6J H"$..%"++##$%*.';*%.+%%,"Y8A:<>K KS"B98J0O=C"(H M=>O6>V3P8E:0I D F=6> M87D J6:G=>=7G H6H6>C(VF8I6=<H6>?H<9K=J81;L=M8I=:="6H6:K8=H6,786+`,3B8D E0G H6J H"$..%"++##$%&*@;*.#编辑 戴春秋/////////////////////////////////////////////上接第'+&页"""!=6bY3->8K K8J:6M8F8:0D I:DH<E E98H H=J D<H:6J L=M8=>I06?08>89?G>D6H8K98N<8>J G;I6M6H6D>=77G=>I=I=E:6M87G+`,3X67B8D E0G H6J=719D H E8J:6>?"%***"#'#'$%#@#;#&.+*,"王君"周兴元"恽春华3地表一致性约束下异常振幅衰减技术的实现+`,3石油物探"$.%%"4.#4$%'*#;'*&W=>?`"]0D<b S"5<6!53Q8=76/=:6D>D K H<9K=J8J D>H6H:8>:J D>H:9=6>8I=>D F=7G=F E76:<I8=::8><=;:6D>:8J0>D7D?G+`,3B8D E0G H6J=719D H E8J:6>?K D918;:9D78<F"$.%%"4.#4$%'*#;'*&+%.,"刘伟"曹思远"王征"等3随机噪声的多尺度多方向域压制方法研究+`,3石油物探"$.%%"4##$%#.%;#.+Y6<W"!=D AS"W=>?]"8:=73\<7:6;H J=78_F<7:6;I698J:6D>H<E E98H H6>?F8:0D I K D99=>I D F>D6H8+`,3B8D E0G H6J=719D H E8J:6>?K D918:9D78<F"$.%%"4##$%#.%;#.++%%,"刘明乾"于相海"周夏丽"等3非纵测线地震资料相干噪声压制+`,3石油物探"$.%%"4.##$%#.@;#.*"#%&Y6<\^"S<b5"]0D<bY"8:=73!D0898>:>D6H8=::8><=:6D>6>,9D=I H6I8H86H F6JI=:=+`,3B8D E0G H6;J=719D H E8J:6>?K D918:9D78<F"$.%%"4.##$%#.@;#.*"#%&编辑 陈"杰4&'第4期周"巍等3各向异性克希霍夫叠前深度偏移。
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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―深度模型的常见手段。
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。
该模型一般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重复迭带进行的。
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(一般在叠加剖面上解释)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。
2 、 深度偏移处理的关键步骤
2.1、 时间域构造模型建立
层位解释应遵循以下几个原则:
1、 第一层的深度应大于能接收到该层反射的最大偏移距, 即该层的”临界”偏移距。
2、 选择连续性好、 能量强的同相轴追踪, 所选的层最好是一大套地层的速度界面, 或者是同一个地质时代界面的反射。
3、 层间厚度不能太薄。
4、 层位解释后产生每一层的时间域构造平面图, 得到时间域构造模型。
2.2 、 初始速度模型建立
较准确的初始深度/速度模型能够迅速收敛、 逼近地下正确的地质模型, 用最短的机时取得良好的成像效果, 达到事半功倍的目的。
GeoDepth 系统提供了多种初始层速度的建立方法:
1) RMS 速度转换法
2) 相干速度反演法
正如在第一部分所描述的那样, 相干速度反演法是经过射线追踪某一时窗内反射同相轴的时差曲线来估算层速度。
必须把时间偏移域的平面图反偏到叠加
时间域。
能够根据实际情况选用单点、连续线等方式。
考虑到相干反演算法虽然精度高, 但速度慢, 因此在本区处理中采用第一种方法来建立初始层速度模型: 计算时间域构造层面的均方根速度, 对其进行编辑处理, 得到合理的均方根速度, 然后用DIX公式转换后得到层速度, 在进行平滑编辑后得到合理的初始层速度。
得到初始层速度之后, 利用时深转换求得深度域层位, 进而能够得到深度域层速度模型。
迭前深度偏移处理是一个重复迭代的过程, 这个迭代过程的目的是为了获取地下准确的速度模型V(X,Y,Z)。
利用这一速度模型, 经过各种偏移方法, 能够得到地下复杂构造成像。
速度模型的迭代过程能够用如下框图表示。
初始速度的求取以RMS速度转换方法为主, 相干速度反演每层只做离散点分析, 用于较大趋势的控制。
初始层速度求取之后,进行时间域构造建模并偏移到深度域, 产生深度域构造模型, 进而形成层速度模型。
2.3、速度模型优化
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。
模型优化的方法可归纳为三种: 1)初始时间模型不变, 经过剩余速度分析调整速度模型; 2)利用层析成像技术, 逐层逐次迭代, 求得一个与输入的深度CRP道集完全相似的理论CRP道集, 而得到调整后的地质模型; 3)在现有模型的基础上偏移成像, 再重新进行层速
度分析, 建立层速度模型, 做叠前深度偏移产生CRP道集, 重复迭代, 直到CRP 道集拉平为止。
本区资料模型优化处理采用层速度更新、层析成像两种方法, 首先进行目标线叠前深度偏移, 计算剩余延迟谱, 进行剩余延迟拾取, 网格化产生剩余延迟图, 层速度更新是指直接用剩余延迟修改层速度, 在速度不是很准确的情况下, 层速度更新幅度较大效果较好。
层析成像修改速度幅度不大, 在速度较准确情况下, 为了进一步优化层速度, 层析成像效果较好。
( 见图30—图38)
2.4、偏移孔径的选择
当前被广泛采用的叠前深度偏移算法是克希霍夫积分法, 它具有计算效率高、成像角度不受限制的优点。
影响克希霍夫积分处理效果的主要参数是确定参加求和道数的偏移孔径。
孔径太小, 就会导致陡倾角的消失, 同时原来道与道之间的不相关噪声容易形成一些假的、短的同相轴; 孔径太大, 则会引入空间假频噪声, 同时也增加了不必要的计算工作量。
孔径的大小主要与地层倾角及速度有密切关系, 总的说来, 倾角大、速度大则孔径相应地大, 但在实际应用中应靠试验效果来确定。
另外, GeoDepth根据深度和速度模型可生成控制孔径的位移剖面。
叠前深度偏移的输入范围由偏移孔径和远偏移距来定义。
模型控制孔径和固定长度孔径可用于偏移。
模型控制孔径由位移剖面来计算, 它表示法线射的水平位移。
本系统执行用射线追踪做正演模型, 以计算CRPS和CMPS之间区别, 即法射线的横向时差。
这基于一种假设: 一个特殊的同相轴大多数的能量来自同相轴法线周围的区域。
孔径长度由包含在偏移计算中的中心CMP的有关道数来定义。
位移度随深度和倾角增加而增加, 当执行叠前波场偏移时用模型控制孔径。
GeoDepth由位移剖面计算在每个深度位置的孔径。
用计算的最大位移, 位移剖面也能够用来定义给偏移输入所需的最小常数孔径。
2.5、叠前深度偏移参数
偏移参数的测试主要是偏移孔径的测试, 拟选用7KM,10KM, 15KM等一系列参数测试其效果, 根据其效果, 最终选定偏移孔径: 15KM, 偏移深度: 12KM。
3、深度偏移处理的质量控制
严格的质量控制是保证资料处理质量的有效手段, FOCUS、 GEODEPTH 两套软件都有较好的交互可视化图形界面,这对处理过程的质量控制提供了强有力的工具。
该区资料处理过程中的关键性质量控制主要有下面几点。
1) 、野外观测系统的定义及检查。
FOCUS处理系统对野外观测系统的定义及检查提供了方便的手段, 线性动校正方式( 见图1) , 经过检查初至是否拉平来判断观测系统的定义是否正确。
显示偏移距道头方式, 经过检查偏移距与实际数据是否相匹配来判断观测系统的定义是否正确。
2) 、处理的每一步中间结果的比较。
地震资料处理是一个多环节的处理过程, 处理的每一步中间结果的比较都是关键的质量控制点。
如静校正质量控制点、反褶积质量控制点、叠前去噪质量控制点、速度质量控制点、剩余静校正质量控制点、叠加质量控制点、偏移速度质量控制点。
3) 、 GEODEPTH 数据加载的质量控制。
时间域数据在加载到GEODEPTH工区后要进行数据检查, 来验证数据加载是否正确。
主要检查方面有炮点检波点位置、覆盖次数、方位角、偏移距是否正确。
4) 、解释层位数据的立体显示对解释的合理性进行质量控制。
5) 、交互显示CRP 道集, 看同相轴是否水平来验证层速度是否准确。
经过垂向和横向深度延迟来验证层速度是否准确。
KIRCHHOFF叠前深度偏移处理流程。