基于波動方程照明的地震采集參數論證技術---企業官網

方法技術創新：

1、提出了任意復雜起伏地表復雜構造全彈性波方程高精度正演模擬、照明分析方法

（1）采用變密度優化交錯網格高階有限差分法，模擬精度高，計算速度快；

（2）采用PML法邊界條件，邊界吸收效果理想；

（3）能夠穩定、高精度模擬崎嶇起伏地表、內部不連續界面（如真空裂縫、空洞等）以及固-液界面上的全彈性波場；

（4）全彈性波高精度波場分離；

（5）不同場（總場、純縱波、純橫波）照明分析。

該成果見：

[1] 牟永光裴正林著. 三維復雜介質地震數值模擬，石油工業出版社，2005；

[2] Pei Zhenglin,Fu Liyun.Anisotropic finite-difference algorithm for modeling elastic wave propagation in fractured coalbeds. Geophysics,2012,77(1):C13-26(SCI)

[3] 裴正林. 三維各向同性介質彈性波方程交錯網格高階有限差分法模擬. 石油物探,2005,(4).(核心)

[4] Pei Zhenglin, Fu Liyun, Yu Gengxi. A Wavelet-Optimized Adaptive Grid Method for Finite- Difference Simulation of Wave Propagation. Bull. Seism. Soc. Am .2009, 99(1)(SCI)

[5] 裴正林,王尚旭,狄幫讓等. 無組合檢波采集方法的三維地震波數值模擬研究. 石油地球物理勘探,2005,(2).(EI)

[6] 裴正林. 任意起伏地表彈性波方程交錯網格高階有限差分法數值模擬. 石油地球物理勘探,2004,(6).(EI)

2、提出了地震波定向照明分析方法

定向照明分析可以快速、高精度計算震源定向照明度、源-檢定向照明度、目標層CRP點照明角分布等；可以快速、高精度定量分析地震采集參數對成像質量的影響；目標層CRP照明角分布可以分析地震波分辨率。

該成果見，裴正林.波動方程地震定向照明分析, 石油地球物理勘探,2008,(6)（SCI、EI）。

3、提出了基于波動方程疊前深度偏移的點分辨函數分析方法

點分辨函數是疊前成像空間分辨率的一種有效表示。地震波點分辨函數分析是一種基于疊前偏移成像質量評價地震采集參數優劣的新的有效方法。地震波點分辨函數分析可以定量評價給定觀測系統所采集的地震數據的最終成像質量（縱橫向分辨率、聚焦能量等）。

4、提出了三維體內部空腔自由邊界彈性波方程有限差分求解法以及爆炸震源井激發子波三維彈性波場正演算法

震源激發效果是影響山地地震數據采集質量的重要因素之一。目前，基于等效孔穴模型，理論研究僅給出了在均勻介質中爆炸震源激發所產生的縱波源地震子波的近似解析解（Sharpe，1942，Lee，1964，Jalinoos等，1986，孫成禹等，2016）。而對于復雜介質、非均勻介質中的爆炸震源激發機理、震源噪聲產生機理尚不清楚。

基于本公司研發的爆炸震源井激發子波三維彈性波場正演模擬技術，可以研究炸藥震源激發機理和震源噪聲產生機理；研究規則孔穴、非規則孔穴對炸藥震源激發的影響；研究不同炸藥震源與定向激發參數之間的關系；研究山地近地表速度及其速度結構對地震彈性波能量激發和下傳能量的影響，為山地地震震源激發能量增強、震源優選提供理論指導。

5、提出了多尺度多信息融合的復雜起伏地表復雜構造一體化地質-地球物理建模方法

該方法主要包括：（1）綜合利用地質-地震-VSP-測井等多尺度資料，以及地質資料、鉆井資料、測井資料、地震資料、VSP測井資料和近地表調查資料等多種信息有機融合；（2）利用地質露頭信息、微測井近地表結構調查成果、微測井約束的大炮初至層析成像反演成果等進行近地表建模；（3）根據地震資料解釋成果，并結合測井資料，利用地震反演技術，建立深部模型；（4）采用地震波方程正反演技術，將近地表模型和深部模型二者有機融合、一體化，形成逼近復雜地表、復雜近地表和復雜深部構造真實情況的地質-地球物理模型。

應用該方法首次建立了能夠真實客觀表征龍門山山前帶復雜起伏地表、復雜深部構造（雙復雜）的地質-地球物理模型。

6、提出了一種基于疊前成像質量的地震觀測系統優化設計的新方法

（1）根據地震采集工區的地質和地震解釋的斷層和層位數據建立精細的2D/3D地質-地球物理模型；

（2）基于2D、3D波動方程正演模擬分析的地震采集參數優化論證；

（3）基于2D、3D波動方程照明分析的地震采集參數優化論證；

（4）基于2D、3D波動方程的目標層CRP點疊前深度偏移成像分辨函數分析的地震采集參數優化論證。

（5）以地質-地球物理模型為評價對比標準，以目標層照明度均勻性、分辨率、信噪比以及成像精度等作為技術指標，綜合評價確定出最優地震觀測系統設計參數。

該方法已應用于復雜地區實際地震采集設計工程，并已取得了良好的應用效果。該成果參見 “復雜斷塊油氣藏地震波響應和照明分析”，裴正林勾永峰，2016，《下學上達-祝賀余欽范教授教學科研地質工作60周年》，地質出版社。

地震波總照明分析：

·評價地震波能量分布的非均勻性；

·分析地下有效波反射能量弱以及成像不好是否是構造引起的；

·優化觀測系統；　　　　　　　　　　

　任意起伏地表全彈性波方程單源照明分析

三維全波方程震源照明分析

地震波定向照明分析：

·定向照明分析能夠敏感地分析檢波器間距、炮點分布以及炮檢組合等參數變化對目標層地震波能量的影響。

·可以定量分析不同照明角對目標層的照明貢獻。

　　　　　
　四層模型多炮20度~30度定向照明分析

　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　
面向目標的點分辨函數與分辨率分析：

·點分辨函數是地震波成像空間分辨率的一種有效表示。
·實用性和精度明顯優于共聚焦點（CFP）方法以及基于射線追蹤的散射波數方法。
·點分辨函數不僅可以定量評價地震采集參數（如排列長度（或偏移孔徑）、記錄長度、空間采樣、地震子波頻帶等）是否最佳，而且可以定量分析成像的質量（分辨率和聚焦能量）。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　復雜斷塊模型目標層CRP點分辨函數
地震波方程數值模擬：

·非均勻介質全聲波方程和全彈性/粘彈性波方程交錯網格高階FD法高精度全波場模擬