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vti介质多参数联合走时层析成像方法

地球物理学报 2014年第10期57卷 3402-3410页

作者：刘玉柱王光银董良国杨积忠海洋地质国家重点实验室同济大学上海200092 中国石油川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司成都610213

本文基于球谐展开群速度表达式计算走时关于各向异性参数的Fréchet核函数,利用共轭梯度法对两种参数化方法进行了vti介质中多参数联合反演方法研究.经过理论分析和数值试验发现,与经典的Thomsen参数化方法相比,垂直慢度、水平慢度与动... 详细信息

本文基于球谐展开群速度表达式计算走时关于各向异性参数的Fréchet核函数,利用共轭梯度法对两种参数化方法进行了vti介质中多参数联合反演方法研究.经过理论分析和数值试验发现,与经典的Thomsen参数化方法相比,垂直慢度、水平慢度与动校正慢度的参数化方式更有利于vti介质多参数联合走时层析反演.为了克服走时对ε参数的不敏感性,我们采用了两步法进行双参数反演,理论模型试验反演得到了与垂直速度精度相当的ε参数.可以将两步法扩展到三步法以同时反演各向异性介质中的三个参数,数值试验展示了该策略的应用潜力.

关键词： vti介质 Fréchet核函数联合反演敏感核函数初至波层析成像

vti介质初至波多参数走时反演敏感核分析及反演策略

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地球物理学报 2022年第10期65卷 4028-4046页

作者：张建明董良国王建华汪燚林同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092

利用地震初至波走时信息建立近地表模型是地震勘探的关键步骤.由于近地表模型普遍呈现各向异性特征,常规的各向同性近地表建模无法满足地震数据近地表校正和地下成像的需要,因此,发展各向异性介质的初至波走时多参数反演方法具有重要的... 详细信息

利用地震初至波走时信息建立近地表模型是地震勘探的关键步骤.由于近地表模型普遍呈现各向异性特征,常规的各向同性近地表建模无法满足地震数据近地表校正和地下成像的需要,因此,发展各向异性介质的初至波走时多参数反演方法具有重要的理论意义和实际应用价值.本文基于Fomel群速(慢)度近似公式,推导得到了声波vti介质中16种参数化模式的走时多参数反演敏感核的解析解,并详细分析了4种参数化模式下多参数敏感核随角度的变化特征.通过分析多参数的敏感核和多参数之间的耦合效应,提出了在全方位和地表两种观测方式下最优的参数化方式和有效的多参数反演策略,并通过理论分析和模型试验,证明了所提出的反演策略的合理性和正确性.

关键词： vti介质参数化敏感核耦合反演策略近地表建模

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vti介质长偏移距非双曲动校正公式优化

地球物理学报 2006年第6期49卷 1770-1778页

作者：尤建军常旭刘伊克中国科学院地质与地球物理研究所

常规Alkhalifah动校正公式精度低，不能精确描述各向异性介质长偏移距地震反射同相轴的时距关系，本文以提高vti介质长偏移距地震资料动校正公式的精度为目标，在分析vti介质常规动校正方程的基础上，根据误差最小原理建立优化校正系数... 详细信息

常规Alkhalifah动校正公式精度低，不能精确描述各向异性介质长偏移距地震反射同相轴的时距关系，本文以提高vti介质长偏移距地震资料动校正公式的精度为目标，在分析vti介质常规动校正方程的基础上，根据误差最小原理建立优化校正系数图版，实现对常规动校正公式大偏移距误差的修正，建立最优化校正Alkhalifah动校正方程，实现了对vti介质长偏移距地震资料常规动校正方程的改进．之后由Fomel群速度公式导出高精度vti模型长偏移距时距函数，提出了高精度vti介质长偏移距地震资料动校正方程．将以上的动校正方程用于各向异性参数反演，模型计算表明最优化校正Alkhalifah动校正方程的反演精度是常规长偏移距动校正方程反演精度的2～4倍，高精度动校正方程的反演精度是常规动校正方程反演精度的2～8倍．

关键词： vti介质非双曲动校正方程各向异性参数反演时距关系长偏移距

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vti介质频率-空间域准P波正演模拟

石油地球物理勘探 2005年第5期40卷 535-545页

作者：吴国忱梁锴同济大学教育部海洋地质重点实验室石油大学(华东)地球资源与信息学院

本文从vti介质弹性波波动方程出发,借助vti介质弹性参数和Thomsen参数,结合Kelvin-Christoffel方程,推导了vti介质中准P波波动方程,并对vti介质准P波进行了正演模拟。在正演模拟中,为了克服常规差分算子的数值频散,采用了25点优化差分算... 详细信息

本文从vti介质弹性波波动方程出发,借助vti介质弹性参数和Thomsen参数,结合Kelvin-Christoffel方程,推导了vti介质中准P波波动方程,并对vti介质准P波进行了正演模拟。在正演模拟中,为了克服常规差分算子的数值频散,采用了25点优化差分算子;再依据最优化理论求取的优化系数建立了频率-空间域中准P波波动方程的差分格式;为了消除人为边界反射,根据特征分析方法并利用Kelvin-Christoffel方程,构建了vti介质中准P波方程在不同边界和角点处的边界条件;再由准P波波动方程和边界条件,通过频率-空间域有限差分法,对准P波在均匀vti介质、层状vti介质和凹陷模型中的传播过程进行了数值正演模拟。通过正演模拟,得到了单频波波场、时间切片和共炮点记录,为研究地震成像及反演等提供了依据。

关键词： vti介质正演模拟优化差分算子边界条件频率-空间域空间域 P波频率弹性波动方程 Thomsen参数

vti介质中裂缝对弹性波传播影响的模拟研究

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哈尔滨工程大学学报 2016年第7期37卷 943-949页

作者：李天阳王瑞和王子振邱浩中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中海油研究总院北京100028

油气储层中裂缝的存在极大地增大了油气勘探与开发的难度,给高效开发带来更多的不确定性。根据弹性波动力学及相似性理论,建立了含裂缝vti介质中弹性波传播的数值模拟方法。结果表明:随着裂缝数量的增加,透射波速度降低、衰减增大;裂缝... 详细信息

油气储层中裂缝的存在极大地增大了油气勘探与开发的难度,给高效开发带来更多的不确定性。根据弹性波动力学及相似性理论,建立了含裂缝vti介质中弹性波传播的数值模拟方法。结果表明:随着裂缝数量的增加,透射波速度降低、衰减增大;裂缝角度对群速度的影响大于相速度,低角度裂缝对弹性波衰减影响较大。采用裂缝自身衰减百分比定量描述单纯由裂缝存在而引起的弹性波衰减。在入射角小于25°时,裂缝自身衰减百分比对裂缝角度具有很好的区分能力,是采用不同偏移距数据预测裂缝角度的一个有利属性。当裂缝间距小于波长时,弹性波速度对相邻裂缝间距的分辨率较差,而弹性波损耗因子是区分其间距的有效属性。这对提高裂缝定量预测结果的可靠性和裂缝型油气藏的勘探开发效率具有重要的指导意义。

关键词：裂缝 vti介质数值模拟衰减速度弹性波

vti介质一阶准P波方程正演模拟及边界条件

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石油地球物理勘探 2010年第6期45卷 819-825页

作者：韩令贺何兵寿中国海洋大学海洋地球科学学院海底探测技术教育部重点实验室山东青岛266100

本文根据具有垂直对称轴的横向各向同性(vti)介质中的一阶准P波方程,构造了该方程在交错网格中求解的高阶有限差分格式,给出了其稳定性条件;重点研究了适用于该方程的完全匹配层(PML)吸收边界条件,在此基础上实现了vti介质中一阶准P波... 详细信息

本文根据具有垂直对称轴的横向各向同性(vti)介质中的一阶准P波方程,构造了该方程在交错网格中求解的高阶有限差分格式,给出了其稳定性条件;重点研究了适用于该方程的完全匹配层(PML)吸收边界条件,在此基础上实现了vti介质中一阶准P波方程的正演模拟,得到了高精度的波场快照和合成记录,并采用叠前逆时深度偏移算法对复杂模型的合成记录进行偏移成像,得到了较好的成像效果。数值算例表明:准P波方程正演模拟能克服常规弹性波方程正演模拟的某些缺陷,便于研究各向异性介质中纵波的传播机理;叠前逆时深度偏移算法能够对复杂模型准确成像;通过对比分析各向同性与各向异性Marmousi模型的合成记录以及两种偏移算法的成像结果,显示各向异性参数对波场特征(旅行时和振幅)会产生明显影响,在地震资料处理、反演和解释中不可忽略。

关键词： vti介质准P波方程正演有限差分交错网格逆时偏移 PML吸收边界条件

vti介质弹性波相速度扩展各向异性线性近似

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石油地球物理勘探 2020年第3期55卷 635-642,472页

作者：谷一鹏印兴耀梁锴张佳佳中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580 海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266071

Thomsen给出的弱各向异性线性近似的条件为各向异性参数的绝对值小于0.2,针对某些各向异性较强的岩石,因为各向异性参数绝对值很大,所以由弱各向异性线性近似计算的相速度误差较大。为此,提出了vti介质弹性波相速度扩展各向异性线性近... 详细信息

Thomsen给出的弱各向异性线性近似的条件为各向异性参数的绝对值小于0.2,针对某些各向异性较强的岩石,因为各向异性参数绝对值很大,所以由弱各向异性线性近似计算的相速度误差较大。为此,提出了vti介质弹性波相速度扩展各向异性线性近似公式,该公式保持了对各向异性参数的线性关系。从vti介质弹性波精确相速度公式出发,在相速度精确表达式函数曲线与线性近似式函数曲线切点处进行一阶Taylor展开,由切点处相速度对各向异性参数的一阶偏导数构成雅可比矩阵,得到扩展各向异性线性近似公式。理论分析和数值示例表明:在各向异性参数绝对值较小时,弱各向异性线性近似和扩展各向异性线性近似所得结果均与理论值吻合较好;当各向异性参数绝对值较大时,弱各向异性近似所得结果与理论值偏差较大,扩展各向异性线性近似所得结果与理论值吻合较好。说明扩展各向异性线性近似通过调节线性近似的切点,可以适用于各向异性较强的情况。

关键词： vti介质弱各向异性线性近似扩展各向异性线性近似一阶Taylor展开切点

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vti介质角度域叠前深度偏移

石油地球物理勘探 2019年第2期54卷 330-340,I0007页

作者：李江李庆春中国煤炭科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077 长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054

研究了vti介质角度域偏移方法,以各向同性双平方根方程的角度域偏移方法为基础,从vti介质qP波频散关系出发,推导出vti介质角度域偏移的波场延拓算子;在频率—波数域处理以横向均匀速度传播的波场,在空间域处理具有速度扰动特征的波场以... 详细信息

研究了vti介质角度域偏移方法,以各向同性双平方根方程的角度域偏移方法为基础,从vti介质qP波频散关系出发,推导出vti介质角度域偏移的波场延拓算子;在频率—波数域处理以横向均匀速度传播的波场,在空间域处理具有速度扰动特征的波场以提高波场延拓精度。模型试算和实际资料处理结果表明:各向同性偏移方法由于未考虑各向异性参数的影响,绕射波不能完全收敛,波场聚焦效果差,降低了成像剖面的分辨率和信噪比,不能对地质构造精确成像;vti介质角度域偏移可对断层、盐丘、小尺度地质体精确成像。对于角度域偏移产生的角度域共成像点道集(ADCIG)而言,各向同性偏移的ADCIG同相轴无法校平,残留断点绕射波,波场无法正确聚焦,不能正确反映局部地质特征;vti介质偏移的ADCIG同相轴较平直,角度范围更宽,波场归位准确,精度较高。因此,利用vti介质角度域偏移方法可对复杂构造精确成像。

关键词： vti介质角度域偏移双平方根方程频散关系波场延拓

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vti介质快速偏移速度分析

石油地球物理勘探 2013年第5期48卷 688-693,669-670+854页

作者：于彩霞赵惊涛王真理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研究室北京100029 中国科学院大学北京100049 中国石油勘探开发研究院北京100083

针对由反射数据难以同时估计垂向速度和各向异性参数,本文首先将地下介质近似为可分解vti介质,其次通过介质参数更新和叠前深度偏移两步迭代进行偏移速度分析。为了解决应用中遇到的射线追踪精度与计算效率问题,本文依据可分解vti介质,... 详细信息

针对由反射数据难以同时估计垂向速度和各向异性参数,本文首先将地下介质近似为可分解vti介质,其次通过介质参数更新和叠前深度偏移两步迭代进行偏移速度分析。为了解决应用中遇到的射线追踪精度与计算效率问题,本文依据可分解vti介质,给出了一种射线追踪算法,可大幅度减少弹性模量空间求导运算;此外通过变旅行时步长样点方式,提高了点到面射线追踪计算炮检距的精度。数值模型应用表明,该方法能快速收敛于理论模型,且计算效率约是常规vti介质偏移速度分析的4倍,是叠前深度偏移速度建模快捷且接近实际地质模型的一种方法。

关键词： vti介质叠前深度偏移速度分析射线追踪