局部角度域叠前偏移基础上的层析成像各向异性速度反演方法

为了满足深层目标地质体成像和复杂油气储层预测的需要，长偏移距、宽方位地震数据采集越来越多，速度各向异性对地震波传播与成像的影响已不容忽视。各向异性地震偏移方法近来发展很快，但它所采用的速度参数仍然主要靠大偏移距非双曲时差分析来估计。叠前偏移基础上的走时层析成像作为复杂地质情况下最常用的速度－深度模型建立方法，也必须发展以适应各向异性地震波成像处理的需要。本项目拟利用角度域成像方法的精度优势，发展适用于VTI和TTI介质的波动方程叠前深度偏移局部角度域成像方法；在此基础上研究以角度域共成像点道集为输入数据的非线性走时层析成像理论与方法；在贝叶斯反演框架下引入先验信息约束，实现对各向异性速度参数的概率分布估计和不确定性分析，为复杂地质条件下各向异性速度模型构建与地震波精确成像提供有力的支持。

本项目利用局部角度域地震波成像方法的精度优势，发展了适用于三维各向异性介质的叠前偏移局部角度域成像，以及以角度域共成像点道集剩余深度为不变的拟合数据的非线性反射走时层析成像方法，为复杂地质条件下深度-速度模型构建与地震波精确成像提供了先进的技术手段。项目成果已在《Geophysics》发表论文3篇，在《地球物理学报》发表论文2篇，在近三年美国SEG、欧洲EAGE年会上的学术报告受到了同行专家的好评，部分成果已被国内石油工业界采用并展示出非常好的应用潜力。具体研究成果可以概括为：.首先，针对广泛存在各向异性地球介质，提出了一种适用横向各向同性(TI)与正交各向异性(ORT)介质的方位保真、局部角度域叠前偏移成像方法。它既可为反射层析偏移速度模型构建提供偏移引擎，又可为储层“原位”高分辨率成像与描述、弹性参数反演等提供新一代的地震成像技术。其次，为了避免像常规线性反射走时层析那样进行繁琐的迭代叠前深度偏移与剩余深度/时差(RMO)拾取，本项目按照最初设计思路研制出了一种将偏移速度模型与层析速度模型相区别、不需要迭代偏移与RMO拾取的局部角度域非线性反射走时层析方法。它将基于最初偏移速度模型的角度域叠前深度偏移共成像点道集RMO作为不变的拟合量，以单次运动学反偏移和多次零偏移距图偏移取代常规的迭代叠前深度偏移，简化了反射走时层析的流程与人工成本。此外，本项目在发展各向异性介质地震波传播描述方法，以及弹性波模式分离与矢量分解方法方面也取得了创新性成果。一方面，提出了基于qP-, qSV-和SH波伪纯模式传播算子与极化投影偏差校正联合描述各向异性介质地震波传播过程的新方法，并成功应用于TI和ORT介质标量波逆时偏移(RTM)。另一方面，提出了TI介质弹性波模式分离和矢量分解的空间波数域积分算子及其基于低秩近似的快速算法，较成功地解决了一个长期困扰多分量地震勘探的一个计算瓶颈问题。