山前带地震数据射线(束)叠前成像方法研究与应用.pdf

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1、第51卷第6期石油物探Vo1．51，No．62012年11月GE0PHYSICALPROSPECTINGFORPETROLEUMNOV．，2012文章编号：1000—1441(2012)06—0598一O8山前带地震数据射线(束)叠前成像方法研究与应用刘少勇，蔡杰雄L，王华忠，方伍宝(1．同济大学海洋与地球科学学院波现象与反演成像研究组，上海200092；2．中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，江苏南京211103)摘要：以低信噪比和剧变的道间时差为特征的山前带地震数据使得常规成像技术流程在该类探区不再有效。回顾了针对山前带地震

2、数据处理的主要成像方法，分析了主流山前带成像方法的特点，指出基于射线(束)理论的成像方法在适应不规则数据体、低信噪比、各向异性介质及非水平地表等方面有很好的优势，是山前带地震数据成像方法的首选。总结了基于射线理论的典型成像方法，给出了作为山前带速度分析主要工具的非水平地表Kirchhoff积分叠前深度偏移(PSDM)和非水平地表高斯束PS[IM的实现方案。将三维动态规划旅行时计算发展到适应非水平地表各向异性介质情况，进一步完善了山前带成像方法流程。理论模型和实际资料测试结果证明，山前带地震数据射线(束)叠前成像方法在处理低信噪比数据上有

3、很大的优势，考虑各向异性后进一步提高了成像精度。关键词：山前带；低信噪比；射线束；非水平地表；各向异性DOI：10．3969／j．issr~1000—1441．2012．06．008中图分类号：P631．4文献标识码：A地表高程起伏、高速岩层出露及近地表横向变波传播方式，该方式既保留了射线的灵活性又兼顾速是我国山前带探区的主要地震地质特点。复杂了波传播的精度。这种对特征波场选择性表达的地表条件是造成该类探区地震数据信噪比低、道间特点使其对山前带低信噪比数据适应能力更强。时差变化剧烈的主要原因。时间域、水平地表、叠射线束的形成具有很好的方

4、向特征估计能力[4]，后处理等常规成像方法的假设条件与山前带地震Ozbek[5]将其引入地震领域来压制噪声；Wang地质条件相矛盾，这是造成该类探区成像效果差的等]提出用射线束叠加的方式来压制非相干噪声，主要原因。当前，国内外都缺乏成熟的针对性的山该方法适用于非水平地表；朱天飞[7]分析了相射线前带地震成像技术及流程。针对山前带特定问题和Maslov求和法射线追踪的区别，并提出相射线发展对应成像方法并使之流程化、软件化是提高山Maslov求和法，该方法在一定程度上克服了焦散前带成像质量的必由之路。及阴影区问题，提高了成像精度；Brand

5、sberg-Dahl非水平地表直接成像和基准面延拓是处理山等r8]利用波动方程(传统15。方程)描述射线束内波前带地表的两种方式。就成像算法而言，处理地表场传播的方法，提出射线波的概念；CervenyEu]提的方式可以分为两类：基于波动方程的成像算法和出的高斯束动力学射线追踪在射线中心坐标系中基于射线理论的成像算法。基于波动方程的成像按照抛物线方程求解波场，通过局部高斯函数的振方法由于对速度模型要求过高，难以在山前带探区幅计算改善焦散、阴影区和临界区等问题；发挥潜力。如：BevcCl_提出的波动方程延拓水平地Hilll1]和Gray_1

6、]分别基于偏移距道集和炮道集表实现非水平地表的成像；Raiaskaran等[2]提出用实现了高斯束成像，取得了很好的成像效果；Lo—maxl_15l通过一个波长相关的加权函数来实现频率逆时偏移算子直接进行非水平地表成像。常规基相关的射线传播；Sun等[1通过菲涅尔带射线传于射线理论的成像算法在山前带的应用较波动方播来实现射线束成像。后两种方式对低信噪比数程类算法更为稳健，但存在射线阴影区、焦散等问据有很好的适应性。题。如：Liu等I3]提出的基于动态规划旅行时计算以上射线束方法的共同点是沿射线来刻画局的非水平地表叠前深度偏移(PSDM)

7、克服了射线阴影区和焦散问题，但是该常规的Kirchhof积分实现方案成像精度及抗噪能力不突出，同时也没有收稿日期：2012—08—06；改回日期：2012—09一O8。作者简介：刘少勇(1985一)，男，博士在读，从事叠前深度偏移成像、考虑介质各向异性。速度建模及各向异性介质波传播等方面的研究。射线束是基于射线理论描述特征波场的一种基金项目：国家科技重大专项(2011ZX05005—005—008HZ)资助。600石油物探第51卷在该坐标系中求解波动方程可以得到高频近似下式中：UGB代表从震源点一(z，Y，)出发的单个高的高斯束函数。斯

8、束在目标点一(z，Y，z)的高斯束波场。(8)高频近似下二维射线中心坐标系中的高斯束式代表的格林函数表示目标点一(z，Y，)的函数可表示为最终波场值由每个相互独立的高斯波束在该点的积分得到，通过相互叠加的策