南黄海中、古生界复杂地质构造地震成像理论与方法

To aim at improving quality of seismic reflections of Mesozoic and Plaeozoic complex structure and the strata shielded by the interface with large velocity contrast in the South Yellow Sea, removing strong multiples, building velocity model and imaging theories and methods are proposed to be studied in shallow water area and complex geological structure underground based on seismic data acquired by large volume of air guan, long offset deep towed dual-sensor streamer. These aims include: (1) To develop the theory of quasi P-wave propagation in transverse isotropic media, (2) To develop strong surface-related multiples and interbed multiples removal methods, (3)To explore Fresnel volume tomography and waveform inversion by first break of large offset based on quasi P-wave equation in transverse isotropic media, (4) To develop quasi P-wave equation-based prestack reverse-time depth migration, imaging in local angle domain, illumination compensation and prestack depth migration velocity analysis in local angle domain, (5)To process synthetic and real data in the south Yellow Sea to verify correctness and validness of new theories and methods above. Ultimately, to promote oil and gas exploration in Mesozoic and Plaeozoic complex structure in the South Yellow Sea is expected.

以提高南黄海海盆中、古生界复杂地质构造与地层速度大反差界面下地层地震成像质量为目标，以地震速度模型建立为核心，以大震源、长排列拖缆双检地震数据为基础，针对南黄海浅水环境、地质构造复杂、火山岩发育以及能量屏蔽等特殊地震地质条件，研究能量屏蔽界面下复杂地质构造地震成像关键新理论与新方法。研究内容包括：（1）横向各向同性介质（TI）拟声波传播理论；（2）能量屏蔽界面引起的强能量多次波预测与分离方法；（3）基于拟声波方程的大炮检距初至波有限频地震走时层析成像与初至波波形反演理论与方法；（4）基于拟声波方程的叠前逆时深度偏移理论与局部角度域叠前成像以及速度分析方法；（5）用理论合成数据和南黄海实际地震数据验证上述理论与方法的正确性与有效性。推动南黄海中、古生界油气勘探取得突破。

南黄海海域五十多年油气勘探证实，海盆沉积了古生界和中生界含油气层系，但是，由于反射地震资料品质的制约，南黄海中、古生界油气勘探至今尚未取得工业发现。面向南黄海中、古生界复杂地质构造地震成像问题，开展了地震波传播理论、多次波压制与多次波成像、复杂构造速度建模与地震成像方法与技术等方面的研究。提出了各向同性和VTI介质中声-弹耦合地震波传播方程，为海洋地震勘探数据处理提供新方法与新途径奠定了理论基础。发展了基于Marchenko理论的自由表面多次波预测方法，实现了一次反射波与多次波联合成像。提出了初至波相位层析成像、慢度平方三角网格立体层析成像、单程声波方程反射波全波形反演、弹性波走时反演、VTI介质弹性波波波形反演等速度反演建模方法。发展了角度域照明补偿偏移、主反射波与棱柱波联合最小平方逆时偏移、弹性波最小二乘逆时偏移、基于声-弹耦合方程的弹性波逆时偏移等地震成像方法与技术。Marchenko自由表面多次波预测、最小二乘基准面延拓重建一次反射波、初至波层析成像、立体层析成像、各向同性与VTI介质声-弹耦合方程弹性波逆时偏移成像技术已在南黄海实际地震数据处理中获到了应用， 取得初步的应用效果。建立了一个长度180km南黄海地震勘探地质模型，涵盖了南黄海地震勘探地质特点，包括浅水、正断层、逆断层、火山岩体、速度大反差界面，用声-弹耦合方程模拟了海面拖缆和海底三分量地震勘探模拟采集数据，为南黄海复杂地质构造成像方法研究提供了数值实验数据。获得了南黄海09QY02测线50km长度多次波压制叠前道集与叠加数据、初至波层析成像速度剖面、立体层析成像速度剖面、声-弹耦合方程逆时偏移成像与角度域叠加成像剖面、VTI介质拟声波逆时偏移成像剖面等。上述成果为南黄海复杂地质构造地震勘探提供技术支撑。