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基于插值原理的检查点技术波场重构与叠前逆时偏移

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地球物理学报 2018年第8期61卷 3334-3345页

作者：陈桂廷王真理中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院大学北京100049

叠前逆时偏移等基于波场互相关原理的地球物理方法存在极大的计算与存储需求,因此采用合适的波场重构方法显得尤为重要.常规的随机边界法容易产生成像噪声,而有效边界法在三维情况仍难以实现,检查点技术具有内存要求小的特点,但存在较... 详细信息

叠前逆时偏移等基于波场互相关原理的地球物理方法存在极大的计算与存储需求,因此采用合适的波场重构方法显得尤为重要.常规的随机边界法容易产生成像噪声,而有效边界法在三维情况仍难以实现,检查点技术具有内存要求小的特点,但存在较高的重算率,因此本文提出了插值原理的检查点技术波场重构方法.在满足Nyquist采样定理的前提下对相邻检查点间的波场进行规则抽样,将抽样波场作为插值节点,运用多项式插值算法重构任意时刻的波场,从而避免优化检查点技术反复递推造成的计算效率问题.数值实验表明:插值检查点重构算法能有效的恢复波场,其中三次样条插值重构精度最高,而牛顿法插值法计算代价较小适合于快速重构.经Sigsbee模型的叠前逆时偏移证明了插值算法的可行性,并且极大的提高了波场重构的计算效率.三维模型分析得出在增加少量存储的情况下插值重构法的重算率大幅度降低,存储量减少为有效边界法的7.1%,对于三维尺度的叠前逆时偏移有实际意义.

关键词：叠前逆时偏移波场重构插值算法重算率检查点技术

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起伏地表叠前逆时偏移理论及GPU加速技术

地球物理学报 2011年第7期54卷 1883-1892页

作者：刘红伟刘洪李博王鑫佟小龙刘钦中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院油气资源研究重点实验室北京100029 中国石化胜利油田分公司勘探项目管理部东营257000 北京吉星吉达科技有限公司北京100029

从起伏地表直接进行叠前逆时偏移是解决地表起伏大并且地下构造复杂这种双复杂结构地区成像问题的有力工具.本文给出了起伏地表直接进行叠前逆时偏移的实现过程,针对有限差分方法处理起伏地表自由边界条件的复杂性,采用了一种简化的自... 详细信息

从起伏地表直接进行叠前逆时偏移是解决地表起伏大并且地下构造复杂这种双复杂结构地区成像问题的有力工具.本文给出了起伏地表直接进行叠前逆时偏移的实现过程,针对有限差分方法处理起伏地表自由边界条件的复杂性,采用了一种简化的自由边界条件,避免了大量的逻辑判断,在此基础上,采用图形处理器(GraphicProcessing Unit,简称GPU)将算法加速,比传统的CPU计算速度提高了一个数量级.文中对理论模型进行了计算,并与起伏地表直接进行单程波叠前偏移方法做比较,结果表明:起伏地表叠前逆时偏移有效突破了成像倾角限制,对起伏地表浅层构造以及地下高陡构造成像效果显著提高.关于逆时偏移成像噪音去除以及存储量等问题,笔者已有文章介绍,本文将不再涉及.

关键词：起伏地表自由边界叠前逆时偏移 GPU加速

基于弱反射方程和特征值分解的叠前逆时偏移噪声压制

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中南大学学报（自然科学版） 2013年第8期44卷 3363-3369页

作者：张大洲熊章强中南大学地球科学与信息物理学院有色金属成矿预测教育部重点实验室湖南长沙410083

采用双程波动方程的逆时偏移可以使成像不受构造倾角限制且精度较高,但双程波动方程的采用使地震波在分界面处产生反射,在偏移过程中产生低频干扰,尤其在浅层更为严重,从而使得成像剖面中出现噪声。通过研究弱反射方程和特征值分解法,... 详细信息

采用双程波动方程的逆时偏移可以使成像不受构造倾角限制且精度较高,但双程波动方程的采用使地震波在分界面处产生反射,在偏移过程中产生低频干扰,尤其在浅层更为严重,从而使得成像剖面中出现噪声。通过研究弱反射方程和特征值分解法,采用基于特征值分解的一阶压力速度弱反射方程压制叠前逆时偏移噪声。通过理论模型分析表明:该方法不但保持了偏移成像不受构造倾角限制且精度较高的优点,而且有效地压制了界面反射波,从而消除逆时偏移过程中产生的低频干扰,使成像效果有显著的改善。

关键词：叠前逆时偏移弱反射波方程特征值分解噪声压制

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波动方程有限元叠前逆时偏移

石油地球物理勘探 2008年第1期43卷 17-21,7+6+130页

作者：薛东川王尚旭中国石油大学(北京)CNPC物探重点实验室北京市昌平区府学路18号102249

为研究起伏地表、复杂构造以及复杂速度分布条件下地震数据的精确成像方法,本文采用有限元法完成观测波场的声波方程逆时外推,并提出了以节点波场最大振幅出现时间作为成像时间的最大振幅成像条件。该成像条件不同于激发时间成像条件,... 详细信息

为研究起伏地表、复杂构造以及复杂速度分布条件下地震数据的精确成像方法,本文采用有限元法完成观测波场的声波方程逆时外推,并提出了以节点波场最大振幅出现时间作为成像时间的最大振幅成像条件。该成像条件不同于激发时间成像条件,它基于波动理论而不是射线理论,可使能量更好地聚焦。有限元法采用六节点三角形单元,对单元内的场和速度均作二次插值以提高模拟精度;用对角化的集中质量矩阵代替协调质量矩阵,避免了矩阵求逆,提高了计算效率。通过对带地形的凹陷模型、Mormousi模型及带地形的Mormousi模型等三个理论模型的计算,结果表明该方法能够有效处理复杂地质条件下的地震成像问题,对于复杂地质体中的断层、断块、背斜构造、高速体和目标体成像都比较清晰,位置准确。尤其对于基于起伏地表直接进行偏移的模型数据也得到了较好的成像结果。

关键词：有限元叠前逆时偏移最大振幅成像条件集中质量矩阵

地震叠前逆时偏移高阶有限差分算法及GPU实现

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地球物理学报 2010年第7期53卷 1725-1733页

作者：刘红伟李博刘洪佟小龙刘钦中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院油气资源研究重点实验室北京100029 中国科学院研究生院北京100049 北京吉星吉达科技有限公司北京100029

叠前逆时偏移技术是解决地震成像问题的有力工具,但由于计算量大、成像噪音以及存储量大等原因没有得到广泛的应用.本文给出了逆时偏移的实现过程,分析了高阶有限差分格式的稳定性与频散关系.针对叠前逆时偏移计算量大的问题,使用图形... 详细信息

叠前逆时偏移技术是解决地震成像问题的有力工具,但由于计算量大、成像噪音以及存储量大等原因没有得到广泛的应用.本文给出了逆时偏移的实现过程,分析了高阶有限差分格式的稳定性与频散关系.针对叠前逆时偏移计算量大的问题,使用图形处理器(Graphic Processing Unit,简称GPU)实现算法加速,比传统的CPU计算速度提高了一个数量级.文中对理论模型进行了计算,并与单程波偏移方法做比较,结果表明:叠前逆时偏移有效突破了成像倾角限制,对垂直断层、盐丘空腔内幕等特殊构造成像效果均有显著提高.本文尚未涉及成像噪音去除以及存储量等问题,笔者将另文阐述.

关键词：稳定性频散关系叠前逆时偏移 GPU加速

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各向异性弹性波有限元叠前逆时偏移

地球物理学报 2001年第5期44卷 711-719页

作者：张美根王妙月中国科学院地质与地球物理研究所北京100101

利用有限元法和最小走时射线追踪的界面点法 ,实现了各向异性弹性波的叠前逆时偏移 .理论模型资料的偏移结果清晰准确 ,证实了该系统的可靠性 .通过对各向异性模型资料的各向同性偏移处理 ,发现常规偏移剖面存在较大误差 ,地质体的垂向... 详细信息

利用有限元法和最小走时射线追踪的界面点法 ,实现了各向异性弹性波的叠前逆时偏移 .理论模型资料的偏移结果清晰准确 ,证实了该系统的可靠性 .通过对各向异性模型资料的各向同性偏移处理 ,发现常规偏移剖面存在较大误差 ,地质体的垂向深度和横向位置与实际模型有偏离 .

关键词：各向异性弹性波有限元叠前逆时偏移射线追踪吸收边界条件地震勘探

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几种叠前逆时偏移成像条件的比较

石油地球物理勘探 2013年第2期48卷 222-227,332+157-158页

作者：薛东川中海油研究总院北京100027

叠前逆时偏移常用的成像条件主要有初至时成像条件、最大振幅到达时成像条件和互相关成像条件。初至时成像条件以成像网格点初至波的到达时间作为成像时间,计算速度快,适用于介质相对简单的情况。最大振幅到达时成像条件以成像网格点出... 详细信息

叠前逆时偏移常用的成像条件主要有初至时成像条件、最大振幅到达时成像条件和互相关成像条件。初至时成像条件以成像网格点初至波的到达时间作为成像时间,计算速度快,适用于介质相对简单的情况。最大振幅到达时成像条件以成像网格点出现最大入射振幅的时间作为成像时间,选取能量最强的绕射波聚焦成像,提高了成像质量。互相关成像条件利用的是入射波和反射波的互相关,偏移前需要模拟整个放炮过程,计算量和存储量都很大,但能够充分利用全波场信息,可使各成像网格点多次成像,从而有效压制成像噪声。Marmousi模型叠前逆时偏移成像结果表明,互相关成像条件的抗噪性能优于初至时成像条件和最大振幅到达时成像条件,当偏移速度场足够准确时,互相关成像条件可以实现多次波成像。

关键词：叠前逆时偏移初至时成像条件最大振幅到达时成像条件互相关成像条件 Marmousi模型

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分形插值对共炮集记录叠前逆时偏移的影响

地震学报 2009年第4期31卷 442-448页

作者：李信富张美根地下信息探测技术与仪器教育部重点实验室(中国地质大学北京)中国北京100083 中国地质大学地球物理与信息技术学院中国北京100083 中国科学院地质与地球物理研究所中国北京100029

利用分形插值方法对稀疏采样的地震记录进行了插值加密处理,并对原始记录和分形插值重建记录进行了叠前逆时偏移处理.数值实验表明,分形插值重建的地震图是原始地震图的良好近似,而分形插值叠前偏移剖面是原始记录偏移剖面的良好近似,... 详细信息

利用分形插值方法对稀疏采样的地震记录进行了插值加密处理,并对原始记录和分形插值重建记录进行了叠前逆时偏移处理.数值实验表明,分形插值重建的地震图是原始地震图的良好近似,而分形插值叠前偏移剖面是原始记录偏移剖面的良好近似,二者的分辨率几乎一样.利用分形插值重建技术可以在节约经济成本的情况下,得到地下结构的高精度成像结果.

关键词：显式分形插值各向异性弹性波叠前逆时偏移重建

显式分形插值在有限元叠前逆时偏移成像中的应用

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地球物理学进展 2008年第5期23卷 1406-1411页

作者：李信富张美根地下信息探测技术与仪器教育部重点实验室(中国地质大学) 北京100083 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029

以分形理论为基础,借助于压缩映射原理和不动点理论及实变函数理论,给出了分形插值函数的显式表达形式,同时给出了垂直比例因子的局部显式表达式.利用该显式分形插值方法对稀疏采样的地震记录进行了插值加密处理,并对原始记录和分形插... 详细信息

以分形理论为基础,借助于压缩映射原理和不动点理论及实变函数理论,给出了分形插值函数的显式表达形式,同时给出了垂直比例因子的局部显式表达式.利用该显式分形插值方法对稀疏采样的地震记录进行了插值加密处理,并对原始记录和分形插值重建记录进行了叠前逆时偏移处理.数值重建实验表明,显式分形插值重建的剖面与原始地震剖面非常类似,单道地震记录则表明显式分形插值重建的地震道是原始地震道的良好近似,缺失道的振幅和相位都得到了很好的估计.叠前偏移结果则表明,分形插值叠前偏移剖面是原始记录偏移剖面的良好近似,二者的分辨率几乎一样.

关键词：显式分形插值数据重建叠前逆时偏移成像