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，對于裂縫型油氣藏、煤層氣、頁巖氣儲層勘探均具有重要意義。對于彈性波偏移成像，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、橫波場分離方法。利用散旋度的傳統(tǒng)波場分離方法在各向

2、同性介質(zhì)中可以將縱橫波場完全分開，但這種方法在各向異性介質(zhì)的波場分離中不再有效。本文通過求解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，通過使用該算子來進(jìn)行各向異性介質(zhì)中的波場分離，從全波場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，本文提出的波場分離方法能夠有

3、效實(shí)現(xiàn)VTI介質(zhì)中的波場分離。
　　在上述研究的基礎(chǔ)上，本論文還研究了VTI介質(zhì)多分量波場分解的空間域算法。波場分離最終得到縱波標(biāo)量場和橫波矢量場，而波場分解最終得到多分量縱、橫波。本論文在波數(shù)域波場分解思路的基礎(chǔ)上，通過求解Christoffel方程，得到準(zhǔn)縱波與準(zhǔn)橫波的偏振方向，得到波數(shù)域波場分解算子，對其進(jìn)行傅里葉反變換得到空間域波場分解算子?？臻g域算子與原始波場的褶積運(yùn)算即可得到對應(yīng)不同波型的具有多分量特征的波場分解結(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)彈性波場擬縱波、擬橫波分離空間域算法來實(shí)現(xiàn)逆時(shí)偏移波場延拓過程中得到的彈性波場不同波型的分離，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，本文通過成像條件的改進(jìn)來壓制層間反射干擾。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識別層間反射，并在波場互相關(guān)時(shí)對其進(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)成像條件對不同模型進(jìn)行了試算。兩種成像條件偏移結(jié)果對比表明，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