基于波场延拓的波动方程偏移速度分析研究

作     者：于振南 

作者单位：中国石油大学(华东) 

学位级别：硕士

导师姓名：李振春

授予年度：2016年

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：偏移速度分析 速度反演 波动方程偏移 波动方程层析 

摘      要：获得精确的速度模型对于了解地下地质构造至关重要。本文的主要内容是通过对成像结果的不断优化达到进行速度分析的目的,即偏移速度分析。本文推导的波动方程偏移速度分析算子是以波场延拓算子的一阶Born近似为基础的。相比于在数据域定义目标函数的波动方程层析方法,本方法目标函数定义在成像域。由于成像域对偏移速度较为敏感,因此本方法是在成像域对成像扰动进行优化,与旅行时层析在指定成像点位置处拾取旅行时误差存在明显的不同。成像扰动的计算可以通过检测角度域共成像点道集是否平滑或者成像点能量是否聚焦利用剩余偏移算子计算得到。本文给出了基于叠前剩余偏移的成像扰动计算方法。传统的地震成像都是将炮点波场和地表接收的地震记录根据速度模型进行波场延拓,并利用零延迟互相关成像条件得到最后的偏移结果。速度模型提供了使地震剖面聚焦并将绕射点正确归位所需要的所有运动学信息。在复杂地质构造中,波动方程偏移是对地下进行精确成像的有效工具;输出剖面的质量取决于速度模型的精度。可见最后的成像结果和速度模型之间是相关的,如果在每个深度间隔内给定一系列的速度值,然后分别成像就可以看到不同模型下的成像结果,在一定程度上可以通过成像效果来推测模型收敛的方向,这就是剩余偏移方法的思想。另外,本文给出了基于扩展成像的成像扰动计算方法。如果在互相关成像过程中保留非零时移和非零空移信息,输出的成像结果称为扩展成像。与传统的成像结果相比,扩展成像为分析成像质量和速度模型精度提供了较为直接途径。当速度模型不准确时,椎体沿着时差轴发生移动,从而造成空移成像点道集(零时移切片)存在剩余时差以及时移道集(零空移切片)存在成像点能量不聚焦的现象。由于速度模型误差与扩展成像点道集之间的相关性,因此可以利用这种相关性设计速度模型更新算法。当扩展成像提取的时差曲面发生偏移时,其能量聚焦点偏移零时移坐标的距离和方向表明了模型误差的大小和方向。这个信息可以用于计算成像扰动,从而可以进行线性波动方程偏移速度分析框架下的速度反演。模型试算表明将反演的模型进行重新偏移后可以得到了较好的偏移效果。