相移偏移的实现与因素分析

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1、成都理工大学学士论文杨俊相移偏移的实现与因素分析前言现代地震成象研究的主要内容包括地震偏移成象，波动方程参数反演，井间地震层析和反射地震层析成象，其中地震偏移成象理论比较成熟，实用效果也比较好，其他三个方面正在进行广泛的研究，但由于其复杂性，还需在理论，方法和实际问题上进行探索。地震偏移成象是绘制地下地层结构形态的最有效的方法，它是以描述地震波传播过程的波动方程的理论基础的，任何波动传播的物理过程都是从震源向外传播的，而偏移成象过程都是从震源向外传播的，而偏移成象过程要求实现地震波反向的传播，而反向的传播

2、不是一个物理过程。要使用波动方程计算地震波的反传播问题在数学上是一个不适定问题，不适定问题理论上是无解的，数值计算也是不收敛的，为了解决此问题，地震学家提出了各种变型的波动方程或改变求解的方法，终于解决了这类问题，从而使计算地震波的反向传播在计算机上得以实现，并得到了精确的地下构造的图象。相移波动方程偏移是J.Gazdag1987年首次提出并用合成记录（零炮检距）实现的，因此，相移法偏移也叫做Gazdag偏移，它是在向下延拓时的每个Z频道长，利用纯的相移算子在频率域进行偏移，与Stolt的F-K法和克希霍

3、夫积分法相比，该方法可获得精确的垂向变速效果，与J.Clearbout的有限差分法相比，具有色散弱，稳定性好，不受地层倾角限制的突出优点，是一种比较理想的波场成象方法。但同时，它也存在一些问题：比如（1）地震倾斜同相轴在波场向下延拓过程中引起的边界效应（或端点效应）使偏移剖面上出现了强烈的干扰同相轴，多数情况使信噪比降低。（2）横向变速较困难。为解决第一个问题，A.A.Dubrulle和J.Gazdag于1979年提出了记录侧边补零法，补零法虽然能较好地消除边界效应，但是使数据量人为地增加了一倍以上，计算

4、效率降低，使用计算机内存量增大，1983-1984年，贺振华，J.Nai和G.H.F.Gardner用空间域边界吸收法较好地解决了端点效应，但由于吸收边界条件在空间域实现，而波场延拓在波数域中实现，必须在每个延拓步长内沿空间方向做一次付氏正变换和一次付氏反变换，在延拓步数很多的情况下，计算速度较慢。为解决第二个问题，J.Gazdag1984年提出了相移加插值方法，实现了地层的横向变速问题，但横向变速和端点应同时解决，计算工作量更大，因此一直未形成生产上可用的商品化软件。总体说来，相移法偏移不失为一种优秀的

5、偏移方法，通过方法和技术上的完善与改进，相移法偏移将在地震勘探中发挥它更大的作用，它将以崭新的姿态展现在人们面前。28地球物理学成都理工大学学士论文杨俊相移偏移的实现与因素分析第一章地震偏移归位1．偏移归位的基本原理在观测点得到未经偏移的地震资料，偏移可以将各个数据元素归位到产生这些波形的反射层或绕射点的相应位置。在地震勘探的初期，就认识到只有将地震数据偏移之后才能得到真实的构造图象。考虑图1-1中的常速度模型，在未偏移剖面上，一个反射层的倾角为，则从E点正下方C点产生的反射波是在A点观测到的，并绘制在C

6、点，很明显（1-1）是在未偏移剖面上的视倾角，真正的反射点在其视位置的上倾方向，即偏移之后，反射层段C’D’缩短成CD.方程（1-1）叫做偏移算子方程。图1-1偏移原理示意图2．偏移的一些概况。偏移时，一般假设输入是自激自收剖面，在叠加之后进行，如果倾角的同相轴不会相互干扰，这种假设可以得到较理想的结果，叠前偏移可以得到更好的结果，至少不比叠后偏移差，但是由于输入偏移数据量大大增加，叠前偏移的成本非常高，做过DMO后，一般就不用做叠前偏移，所以只有在速度分布非常复杂的地区，才使用叠前偏移，且主要是叠前深度

7、偏移。28地球物理学成都理工大学学士论文杨俊相移偏移的实现与因素分析偏移的目标是得到在反射层的正确位置，但是一般不能准确得到时深转换所需的速度值，所以偏移结果一般是时间剖面，如果速度只有垂向上有变化，偏移时间剖面只在垂向上对深度有拉伸。深度偏移考虑了速度在横向上的变化。偏移时另外一个限制就是偏移的孔径问题。即在偏移时每个点所包含数据的范围。因为所处理的数据体非常庞大，所以偏移孔径一般比理想值要小，以提高偏移速度。偏移的基本假设，任何一个数据元素要么代表一次波，要么代表绕射波。其他不按简单的反射传播路径传播

8、的噪音的偏移，会产生无意义的结果。偏移之前，需要知道速度的分布，速度变化使传播路径弯曲，也影响偏移的效果。虽然可以将变通的二维地震测线经过偏移扩展到三维空间，但是这里通常假设横向倾角为零，也既是二维偏移，忽略横向倾角有时会导致偏移不足，但是无论如何，即使是偏移不足的剖面也比为偏移的剖面容易解释。最简单的偏移方法就是确定能量的传播方向，然后以半程旅行时反向追踪射线路径至反射点，或者是求出时间为旅行时的一半时波前面的公切线。在手工