声波逆时偏移及噪声压制

发布时间：2017-08-26 21:14

  本文关键词：声波逆时偏移及噪声压制

  更多相关文章： 逆时偏移 低频噪音 成像条件 波场分解 拉普拉斯算子滤波

【摘要】：反褶积、叠加和偏移是地震勘探数据处理中的三大主要技术,而叠前深度偏移技术是近年来全球油气地球物理勘探领域的热点。在地震数据处理中偏移主要用于使绕射波收敛、地下界面的地震反射波归位到正确的空间位置,最终得到真实反映地下反射界面的地震图像。地震偏移方法按道集叠加方式的不同可以分为叠前偏移和叠后偏移;按对横向速度变化的适应性可以分为时间偏移和深度偏移。随着探测目标变得越来越,勘探深度越来越深,人们对偏移的精度要求也变得越来越高,逆时偏移因其对复杂构造高精度成像的优势得到了日益重视。逆时偏移技术属于叠前深度偏移方法,虽然在八十年代被提出,却由于其对存储和计算能力的巨大需求,一直没有得到广泛的实际应用。随着目前计算机技术的迅猛发展,限制逆时偏移广泛应用已变得越来越不切合实际,该技术的优势也逐渐呈现出来。逆时偏移基于双程全波动方程,能够不受地下地层倾角的限制,对陡倾角成像精确,并且对强横向变速区域也有着很好的成像效果,而且通过保幅成像,可以对构造进行岩性分析,对以后的油气藏预测提供帮助。本文采用声波方程进行逆时偏移,采用完全匹配层方法消除边界反射,并对完全匹配层边界衰减因子进行了探讨。由于传统的逆时偏移互相关成像条件需要存储每个时间步长的震源波场,需要巨大的存储空间,本文采用了源波场重建技术,只记录偏移区域边界每个时刻的波场和最后两个时刻的全区域波场值,并以其为边界条件和初始条件进行源波场的重建,避免了震源波场的存储。针对逆时偏移的激发时间成像条件,由于激发时间成像条件不需要存储震源波场,对计算机存储量的要求较小,只需记录震源波场到达地下每个节点的时间作为成像时间,当进行检波波场逆时外推时提取地下每个节点对应成像时间的波场值作为该点的成像值。针对互相关成像条件,本文作了详细地介绍,在常规互相关成像条件的基础上,介绍了归一化互相关成像条件,通过归一化互相关成像条件可以弥补因能量扩散损失对深部成像的影响。常规的逆时偏移由于采用互相关成像条件会在成像结果浅层形成的很强的低频噪音,当震源波场与检波波场的波矢量夹角为超大角时作互相关会产生低频噪音。为了消除低频噪音,提高成像分辨率,本文介绍了三类方法:修改成像条件、成像后滤波和修改波动方程,并重点介绍了拉普拉斯算子滤波和波场分解成像条件法滤波。波场分解成像条件将震源波场和检波波场分别分解为上波场和下行波,对其选择性地进行互相关成像,可以有效消除低频噪音。由于在传统互相关成像条件基础上进行震源和检波波场归一化,可以提高互相关成像结果的精度,本文将震源和检波归一化与波场分解相结合,提出基于波场分解的震源和检波归一化互相关成像条件,并对结果进行拉普拉斯算子滤波,提高成像精度。通过水平层状介质模型和Marmousi模型数值试验,可以发现基于波场分解的归一化互相关条件可以有效地消除低频噪音。经过拉普拉斯算子滤波后,成像结果更加清晰,断层等构造更加明显。成像分辨率得到显著提高。
【关键词】：逆时偏移 低频噪音 成像条件 波场分解 拉普拉斯算子滤波
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.4
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-17
• 1.1 逆时偏移研究的背景10-12
• 1.1.1 地震偏移技术介绍10-11
• 1.1.2 逆时偏移的国内外发展情况11-12
• 1.2 逆时偏移的主要内容与问题12-16
• 1.2.1 逆时偏移的主要内容12-15
• 1.2.2 逆时偏移存在的问题15-16
• 1.3 本文的研究内容16-17
• 第2章 声波方程高阶有限差分数值模拟17-29
• 2.1 声波方程的推导过程17-19
• 2.2 声波方程的有限差分格式19-22
• 2.3 稳定性条件22-23
• 2.4 数值频散23-24
• 2.5 震源加载24-25
• 2.6 吸收边界条件25-29
• 2.6.1 海绵衰减边界条件26
• 2.6.2 完全匹配层吸收边界条件（PML）26-29
• 第3章 声波方程逆时偏移的理论基础29-33
• 3.1 声波方程逆时偏移的基本原理29-30
• 3.2 震源波场的正演模拟30
• 3.3 检波波场的逆时外推30-31
• 3.4 声波方程逆时偏移成像条件31-33
• 第4章 声波方程逆时偏移的几个关键问题33-47
• 4.1 源波场重建技术33-35
• 4.2 逆时偏移的成像条件探讨35-37
• 4.2.1 激发时间成像条件35-36
• 4.2.2 互相关成像条件36-37
• 4.3 逆时偏移的噪音问题及压制方法37-47
• 4.3.1 噪音的产生机制37-40
• 4.3.2 噪音压制方法40-47
• 4.3.2.1 滤波法压制噪音40-43
• 4.3.2.2 修改成像条件压制噪音43-46
• 4.3.2.3 修改波动方程压制低频噪音46-47
• 第5章 基于波场分解的归一化互相关成像条件47-53
• 5.1 归一化互相关成像条件47
• 5.2 波场分解成像条件47-49
• 5.3 数值试验49-53
• 5.3.1 水平层状模型49-51
• 5.3.2 Marmousi模型51-53
• 第6章 结论与问题53-56
• 6.1 结论53-54
• 6.2 问题54-56
• 参考文献56-59
• 作者简介及科研成果59-60
• 致谢60

【参考文献】

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本文编号：742978