6三维叠前深度偏移算法

克希霍夫 三维叠前 深度偏移
• 五维走时表 TT(nz,ny,nx,nys,nxs)为震源 S(nys,nxs)到地下成像各点 P(nz,ny,nx)的走时
• 求以 s´(x,y) 为震源 ， g´(x,y)为接收点地下成像各点 p´(x,y,z)的走时
• 三种插值计算方法，临近炮点， 炮线，立方体
走时算法 • 克希霍夫三维叠前深度偏移参数
速度、孔径、假频、拉伸
１、三维叠前深度偏移引发的问题
地震波走时：
•正确的偏移速度场 •走时计算方法
射线理论、程函方程 最小走时 最短路经走时 最大能量走时 •多路经走时
输入地震数据：空间采样，假频问题
Pout
k
2i
P z eikr
rr
in
x
S CD
• 从成像效果来看，6种方法差别不大，只是笛卡 尔坐标系下的最短路径算法成像稍好。这说明在单 一走时前提下，要想大幅度提高克希霍夫积分法三 维叠前深度偏移的成像质量难度较大，必须考虑采 用最大能量走时或多值走时技术。由于这两种方法 尚处于理论研究阶段，工业界实际应用尚未开展， 也是下一步需研究的方向。
序
三维偏移方法
号
域
方法
１ 叠后
克希霍夫积分法
２ 时间
频率空间域波动方程
３
相移加插值波动方程
４ 叠后 ５ 深度
克希霍夫积分法 频率空间域波动方程
６
相移加校正波动方程
７ 叠前时间
克希霍夫 积分法
８
笛卡尔费马
克希霍夫积分法
９ 叠前 10 深度
11
12
球面费马 克希霍夫积分法
球面程函 克希霍夫积分法
波场重建 克希霍夫积分法
• 四种克希霍夫积分法三维叠前深度偏移的各项指 标均较好，是Paradigm公司的成功之处，但其共炮 域波动方程算法偏移噪声大，相位保持特征差。
３、克希霍夫三维叠前深度偏移算法
走时计算
方法 类型
笛卡 尔费 马
球面 费马 球面 程函 方程
波前 重建
最小 走时
最短 路经
最小 走时
最小 走时
最短 路经
最短 路经
Kirchhoff偏移已全面进入生产 • 精细常规处理 • 偏移速度分析 • 不同地质条件下，算法选择 波动方程偏移仍在研究摸索
GeoDepth叠前深度偏移处理系统，以交互处理为 其最大特点，需要介入大量的地质经验和解释工作， 共有交互模块52个，已公布的偏移模块多达16个。
• 策略及影响因素
• 各种偏移方法的算子响应 • 克希霍夫三维叠前深度偏移算法
所需 内存 (Mb) 1241
1236
1580
1236
1236
1236
孔径 IN/X
200/ 100 200/ 100 200/ 100 200/ 100 200/ 100 200/ 100
拉伸 滤波 强度 1
1
1
1
1
1
去假频 方法
(Tri/BP) Tri.
Tri.
Tri.
Tri.
Tri.
Tri.
去假 频强
小
小
小
小
较大
相位 保持
好 差 一般 一般 差 好 好
好
好
好
好
差
• 在三种叠后时间偏移方法中，克希霍夫积分法的 成像角度较小，但偏移噪声小，相位保持特征好， 其它两种波动方程偏移方法偏移噪声大，相位保持 特征差，但成像角度大。
• 在三种叠后深度偏移方法中，克希霍夫积分法的 偏移噪声小，相位保持特征好，其它两种波动方程 偏移方法偏移噪声大，相位保持特征差。克希霍夫 积分法三维叠前时间偏移的成像角度较小，但偏移 噪声小，相位保持特征好。
• 测线长度为OB，合适。 E
• 记录长度应大于 OE。 t
C D’
n
D’’ D
m
２、脉冲响应测试
应用单线（750个 CDP），进行了引进 GeoDepth系统下12种三 维偏移（叠前／叠后、 时间／深度）算法的算 子响应测试。
图1为测试偏移算 法的输入脉冲，在剖面 中心道上的三个频率为 40Hz的雷克子波。
笛卡尔费马克希霍夫三维叠前深度偏移
球面费马克希霍夫三维叠前深度偏移
波场重建克希霍夫三维叠前深度偏移
球面程函方程克希霍夫三维叠前深度偏移
共炮域波动方程三维叠前深度偏移脉冲响应
一步法三维频率空间域有限差分叠后时间偏移
克希霍夫积分法三维叠前深度偏移
共炮域波动方程三维叠前深度偏移
引进各种偏移方法的算子响应试验
共炮域波动方程
并行 情况 并行 不能 并行 并行 不能 不能 并行
并行
并行
并行
并行
并行
单节点计 算时间(m)
38 143 182
40.5
60 80 97
102
成像倾角 (０) 21 30.5 90
46
90 90 22
41
101
41
102
41
120
41
910
90
Baidu Nhomakorabea
成像 噪音
小 较大 较大
小 大 较大 小
度 １
１
１
１
１
１
节 走时计 点 算时间 数 (h:m:s)
1 4:39:54
一条测线 偏移时间 (h:m:s)
7:40:42
1 56:53:22 7:40:52
1 19:27:33 7:18:11
1 5:5:16
7:18:40
1 4:17:43 7:22:27
1 90:48:32 7:28:20 90:19:10 7:54:30
S
PG
G
叠前道 成像(CRP)
y
地震波振幅：
•倾斜因子 •球面扩散 •相位变化 •透射损失
CR P V(x,y,z)
z
三维叠前深度偏移成像原理
做好偏移需考虑的几个问题
偏移策略
偏移算法 偏移参数 输入数据特点
2D／3D、叠前／叠后 时间／深度 积分法、差分法、 相移法
深度步长、速度误差、 测线长度、偏移孔径 时间、空间采样率、 主频、带宽、信噪比
测试脉冲子波
克希霍夫三维叠后时间偏移脉冲响应
克希霍夫三维叠前时间偏移脉冲响应
克希霍夫三维叠后深度偏移脉冲响应
克希霍夫三维叠前深度偏移脉冲响应
波动方程(FX)三维叠后时间偏移脉冲响应 波动方程(PSPI)三维叠时间偏移脉冲响应 波动方程(FX)三维叠后深度偏移脉冲响应 波动方程(PSPC)三维叠后深度偏移脉冲响应
• 插值后的走时住留在高速缓存
走时体插值
笛卡尔费马（最小走时）
笛卡尔费马（最短路经）
球坐标费马（最小走时）
球坐标程函方程（最小走时）
球坐标程函方程费马（最短路经）
波前重建（最短路经）
• 从计算效率来看，6种不同走时算法在走时计算 环节相差较大，以波前重建最为耗时，约为其它方 法的10-20倍，其次为笛卡尔坐标系下的最短路径算 法，而各种方法在偏移时间上一致，所存在的时间 不同，应为集群系统当时所处的状态不同而造成。
•2D／3D •叠前／叠后 •时间／深度 •偏移速度 •偏移算法 •孔径 •反假频 •拉伸
偏移速度
均方跟速度、层速度
测线长度、记录长度
• 测线长度为OA，接收 不到C’D’的反射信号。 O
SG
SG
A
B
x
• 测线长度为AB ，能接
收到C’D’的反射信号，
C’
但偏移之后，叠加剖面
为CD的记录，超出剖面。