逆時偏移技術原理及發(fā)展應用展望課件

逆時偏移技術原理及發(fā)展應用展望逆時偏移技術原理及發(fā)展應用展望五、結論與展望四、逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景三、逆時偏移技術算法描述二、逆時偏移技術基本原理一、逆時偏移技術的優(yōu)勢主要內容：五、結論與展望四、逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景三、逆時偏移逆時偏移技術的優(yōu)勢

相對其他方法而言，逆時偏移（RTM）用全程波方程對波場延拓，避免對波動方程的近似，因此沒有傾角限制，原理上可以利用轉換波、棱鏡波或多次反射波成像，并獲得更精確的振幅等動力學信息，實現保幅成像，還可以更好地對復雜速度場進行更細化更精確的估計。成像方法不受介質速度變化的影響，能夠對復雜區(qū)域進行較準確的成像。另外，RTM也可以應用于工程地質勘探，為精確工程地質勘探做出貢獻。還可以為陡傾角反射層提供穩(wěn)健的角度域共成像道集。逆時偏移技術的優(yōu)勢相對其他方法而言，逆時偏移（RTM五、結論與展望四、逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景三、逆時偏移技術算法描述二、逆時偏移技術基本原理一、逆時偏移技術的優(yōu)勢主要內容：五、結論與展望四、逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景三、逆時偏移逆時偏移技術基本原理疊后逆時偏移：

疊后逆時偏移使用的是爆炸反射面成像原理，處理的是水平疊加剖面。疊后逆時計算是從時間剖面的最后一個時間采樣點起，逆時外推直到零時間，此時空間所有的振幅值就組成了最終的偏移剖面。逆時偏移技術基本原理疊后逆時偏移：逆時偏移技術基本原理

疊前逆時偏移：疊前逆時偏移是對單炮記錄數據進行逆時偏移，然后將各炮成像結果疊加，得到最終的成像剖面。

對單炮記錄，它將炮記錄的最后一個采樣時刻的波場(x,z,T)作為起始平面，按時間反推，并以地震剖面資料u(x,z=0,t)作為每一步進時間的邊界條件，得出時間t=0的(x,z)，應用成像條件得到最終偏移結果

u(x,z,t=0)。

逆時偏移技術基本原理疊前逆時偏移：疊前逆時偏移的成像條件：

目前普遍使用的是激發(fā)時間成像條件。激發(fā)時間成像條件

是震源到每個成像網格點的單程旅行時。

可以把地震記錄看成地下不同點在不同時刻以不同強度激發(fā)的地震波在地表的疊加結果，這就是激發(fā)時間成像條件的基本原理。激發(fā)時間成像條件的求取是彈性波逆時偏移的難點之一，我們采用求解程函方程的方法求取地下各點的成像條件。逆時偏移技術基本原理疊前逆時偏移的成像條件：逆時偏移技術基本原理五、結論與展望四、逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景三、逆時偏移技術算法描述二、逆時偏移技術基本原理一、逆時偏移技術的優(yōu)勢主要內容：五、結論與展望四、逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景三、逆時偏移逆時偏移技術算法描述（一）三維逆時深度偏移的定解問題可描述為：為縱橫向可變的介質速度為地表接收的三維地震紀錄逆時偏移技術算法描述（一）三維逆時深度偏移的定解問題可描述為逆時偏移技術算法描述上面為3個方向兩端的邊界條件，其中逆時偏移技術算法描述上面為3個方向兩端的邊界條件，其中

為導出該方程的離散差分格式，需把觀測對應的地下介質分布區(qū)域或要對其進行地震波模擬的模型區(qū)域離散化，即把它們剖分成一個個的小方塊。

令,為導出高階差分方程，需把波場進行Taylor展開。

逆時偏移技術算法描述

為導出該方程的離散差分格式，需把觀測對應的地下介質逆時偏移技術算法描述

然后利用微分和差分關系，得到用于正演模擬和逆時深度偏移的高階差分方程的起始方程。另外，可以根據需要來組合不同階次的差分格式。

利用差分法求解上面定義的定解問題可以很好地解決三維逆時深度偏移問題。逆時偏移技術算法描述然后利用微分和差分關系，得到用于正演逆時偏移技術算法描述（二）邊界條件做正演和逆時偏移，很重要的一個問題就是解決人工邊界的反射。若不能完全消除邊界的反射，其剩余能量就會返回到計算區(qū)域，經過多次數值積分，剩余能量不斷積累增大，將對記錄造成一定影響。

有時使用最優(yōu)系數吸收邊界條件仍不能很好的解決人工邊界問題。采用多次透射邊界和衰減邊界相結合的辦法，可以較好地解決了邊界反射問題。逆時偏移技術算法描述（二）邊界條件五、結論與展望四、逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景三、逆時偏移技術算法描述二、逆時偏移技術基本原理一、逆時偏移技術的優(yōu)勢主要內容：五、結論與展望四、逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景三、逆時偏移

基于常規(guī)的有限差分疊前逆時偏移算法，使用求解程函方程得到的激發(fā)時間成像條件，我們對凹陷模型和Marmousi模型做了相應的試算。凹陷模型60炮偏移疊加成像結果逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景基于常規(guī)的有限差分疊前逆時偏移算法，使用求解Marmousi模型單炮疊前偏移結果120炮偏移疊加成像剖面逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景Marmousi模型單炮疊前偏移結果120炮偏移疊加成像剖面

目前計算機技術已經發(fā)展到可以做3D疊前RTM。Lesage等使用混合有限差分-混譜法算法的3D逆時偏移來解雙程聲波方程。這一算法使得逆時偏移就可以處理3D各向同性介質、3DVTI介質和3DTTI介質。

RobertSoubaras等還提出新的求解雙程波動方程的算法：兩步法顯式推進算法。BenD.Wards等提出了基于傅里葉變換的高保真時間推進方程，方法結合局部傅里葉變換（Gabor變換）也適用于變速介質。Faqi

Liu等在原標準波動方程的基礎上引入一個頻散衰減項，以此來達到抗頻散的效果。逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景目前計算機技術已經發(fā)展到可以做3D疊前RTM。Le圖1：速度模型（左）和兩步法顯式推進逆時偏移成像結果（右）逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景圖1：速度模型（左）和兩步法顯式推進逆時偏移成像結果（右）逆

目前還發(fā)展了多步法逆時偏移，其思想是，根據速度將地下構造沿著深度大體分成2-3塊，然后從上到下對各小塊區(qū)域順次應用RTM進行成像，這樣就使得RTM經濟有效，增加了其在實際生產中的實用性。

而且，多步法逆時偏移過程中還可以將不同偏移方法結合應用來進一步提高成像質量和成像效率。根據每一分塊的速度場的復雜情況，選擇合適的偏移方法，只在必要時利用RTM算法。這樣，不但可以保持RTM的優(yōu)勢，而且充分利用其它各種成像方法的優(yōu)勢，降低計算時間，得到高質量的成像。逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景目前還發(fā)展了多步法逆時偏移，其思想是，根據速

偏移所用的速度模型。此速度模型分為三塊，其中黃線定義了頂部區(qū)域的底，綠線定義了中間區(qū)域的底。逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景圖2：速度模型分區(qū)示意圖偏移所用的速度模型。此速度模型分為三塊，其中黃線定義圖3a：

用RTM成像結果

圖3b：

混合成像結果

圖3a所示為BP模型左邊部分的RTM成像結果，圖3b為混合成像結果，頂部和底部區(qū)域用單程波動方程偏移，中間區(qū)域用RTM進行成像。兩種偏移方法所用步長都是12.5m?？梢钥闯鰞煞N成像之間沒有大的差異。兩種成像結果中，鹽丘體的陡傾側翼界面都得到了很好的成像，而且復雜丘體下面的反射界面也都得到了成像。圖3a：用RTM成像結果

圖3c，d所示為對深源丘體區(qū)域所做的類似對比。兩者大部分區(qū)域成像效果一致，但圖3d所示混合成像結果對陡傾同相軸有更好的成像效果，如黃色箭頭所示。和圖3a所示RTM成像結果相比，圖3d的陡傾同相軸更連續(xù)，振幅更均衡。圖3c：

用RTM成像結果圖3d：

混合成像結果圖3c，d所示為對深源丘體區(qū)域所做的類似對疊前逆時偏移彈性波逆時偏移角度域彈性波逆時偏移垂直地震剖面數據的炮檢距逆時偏移逆時偏移的預處理抗頻散波動方程逆時偏移相移時間推進法逆時偏移利用逆時偏移為速度分析和建模打開新的領域逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景疊前逆彈性波逆時偏移角度域彈性波逆時偏移垂直地震剖面數據的炮RTM的研究方向：1）復雜條件下3D速度分塊、相應速度分析與建模和RTM網格計算方法研究。分析整個研究區(qū)域的速度分布特點，實現研究區(qū)域沿深度方向的有效分塊，基于每一分塊的速度特點，有針對性地研究相應的速度分析與建模方法，建立細化精確的速度場。研究RTM網格的計算方法，推導相應的計算公式，獲取相應區(qū)域的網格尺度，為復雜條件下3D多步法分區(qū)RTM成像做準備；逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景RTM的研究方向：逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景RTM的研究方向：2）復雜地質條件下高精度3D有限差分抗頻散波動方程RTM算法研究?；诿恳环謮K的速度特點和對成像精度的要求，結合現有方法對起伏地表、高陡構造和復雜儲層區(qū)等復雜地質條件的適用性和方法自身存在的局限性，研究相應的高精度3D有限差分抗頻散波動方程RTM算法，有效減小有限差分RTM過程中的頻散；逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景RTM的研究方向：逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景RTM的研究方向：3）研究新的3D保真成像條件。分析現有成像條件的優(yōu)缺點和復雜地質體地震保真偏移對成像條件的要求，研究并應用3D傾角保真校正和能量照明補償，來消除逆散射效應及反射傾角對偏移振幅等動力學信息的影響；逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景RTM的研究方向：逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景RTM的研究方向：4）彈性逆時深度偏移。到目前為止，人們在彈性波疊前逆時深度偏移技術研究方面取得了一定的進展，但總體來說，國內、外在這一領域還處在起步階段,還需要投入更多的精力來研究它。

目前HuseyinDenli等提出的一種彈性成像的可選步驟是在波場重構和成像時使用全矢量場。波場重構使用彈性波方程的數值解，并且用多分量數據作為邊界條件。ERTM是復雜區(qū)域真振幅偏移最有遠景的工具。逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景RTM的研究方向：五、結論與展望四、逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景三、逆時偏移技術算法描述二、逆時偏移技術基本原理一、逆時偏移技術的優(yōu)勢主要內容：五、結論與展望四、逆時偏移技術應用效果及發(fā)展前景三、逆時偏移

原則上逆時偏移是實現全波場偏移成像的最佳方法，可以發(fā)展為真振幅逆時偏移。隨著向量并行計算機及高性能集群