波动方程最优分裂步相移（OSP）偏移方法研究及应用.pdfVIP

维普资讯 第 25巷 第5期 大庆石油地质与开发 P．G．O．D．D． 2006年 l0月 ·109· 文章编号 ：1000—3754 (2006)05-00109-03 波动方程最优分裂步相移 (OSP) 偏移方法研究及应用 李延峰 ，范兴才 ，宋 凯 (1．大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712；2．大庆油田有限责任公司第一采油厂，黑龙江 大庆 163000) 摘要：波动方程叠前深度偏移是复杂构造准确成像的最有效手段，它用可描述波在复杂介质中传播过 程的算子来实现波场外推，更适用于复杂介质中波的成像，此外，它还具有保振幅性的优点。波动方 程叠前深度偏移的核心问题就是波场外推算子，一般要求算子能适应陡倾角反射的成像和较剧烈的横 向速度变化，同时还要有较高的计算效率。介绍了OSP算子的基本原理及特点，并与其他几种偏移 方法进行了比较；同时用OSP方法研制的软件在大庆油田进行了实际应用，取得较好的效果，表明 该方法具有良好的应用前景。 关 键 词：波动方程；叠前深度偏移；偏移算子；广义屏方法；最优分裂步相移 中图分类号 ：P631．4 43 文献标识码 ：A 随着油气勘探程度的深化及相关学科的发展，复 1 几种偏移算子原理概述 杂地质构造与地震岩性成像已经成为急需解决的课 1．1 单程波波场深度延拓公式 题 。对于复杂勘探 目标，介质速度可能存在强烈 在现行的地震勘探中，我们经常用声波方程来近 的横向变化、地层呈现陡倾角或 目标区地质构造复杂 似描述地震波在地下介质中的传播，地震资料处理主 等情况，波动方程叠前深度偏移技术是解决这些复杂 要是分析利用一次反射波，若我们假设地层介质是横 构造区域准确成像的有效工具。波动方程偏移成像的 向速度近似不变的若干薄层所组成的，则在每一薄层 条件都是建立在波场外推基础上的，按照算法实现原 中，得到的波动方程为 理，可将其分为两大类：基于射线理论偏移方法和基 于波场延拓的偏移方法 。基于射线的Kirehhoff积 a + + = ㈩ X— a V ‘ a c a t 分类方法，依靠射线追踪获得成像所需的旅行时，不 式中 u=u(，)， ，t)表示地震波场，c：c() 受反射界面倾角限制，计算效率高 、灵活，但在复杂 表示与深度 有关的速度。 地质条件下，多值走时使射线追踪难以获得正确旅行 由式 (1)可求得频率波数域的单程波波场深度 时，导致成像效果较差。此外，基于射线的方法缺少 延拓公式 动力学信息如振幅等。基于波场延拓的偏移包括由单 M (、，、 +，6o)：exp(±i：)M(，、,o9) (2) 程波方程和双程波方程导出的方法，但在实际应用中 上面频率波数域的单程波波场深度延拓公式，是 大都使用单程波方程导出的方法。目前在地震波偏移 假设在地层介质中横向速度近似不变的条件下得到 成像和波场模拟中，应用比较广泛的单程波方程的主 的，但是当层介质中的横向速度也是变化的，再用公 要方法有 ：分裂步相移法 (SP)、傅里叶有限差分 式 (2)进行波场延拓，就不能得到准确的成像。现 (FFD)、广义屏法 (GSP)等。但上述几种单程波 在关键的问题是：如何构造实用的外