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进入21世纪,由于各国对海洋新能源的连续开发,各种应用于海洋能源的勘探技术发展迅速,其中海底节点(OBN)地震勘探技术具有灵活性高、系统布设、回收方便等优势,并且解决了传统海上地震勘探受到海水流动、拖缆影响的问题,因此在海底天然气水合物勘探中,得到了广泛的应用。但由于在OBN地震勘探的野外作业过程中,采用的是海面激发、海底接收的观测方式,炮点和检波点的高程相差巨大,因此在处理OBN地震数据时,炮检点起伏校正是一个必须解决的问题。传统的炮检点起伏问题,一般采取高程静校正的办法进行解决,能够简单迅速地实现地形校正,但是这种校正法在炮检点高程差较大的地区,会出现非常大的误差,引起速度场出现较大偏差,虽然并不影响叠加成像效果,但在以波场延拓为算法基础的偏移处理中,会令偏移成像精度出现较大误差。在海底节点地震勘探中,炮检点的高程差更是远远大于普通陆地起伏高程差,这种误差会更加明显。因此针对海底节点地震勘探独特的炮检点布设方式,寻求一种能够精确校正炮检点高程差的叠前深度偏移成像技术,具有十分重要的实际意义。
论文首先针对炮检点高程差的问题,对OBN地震勘探的基准面校正方法进行了研究,在国内外前人的研究基础上,综合对比分析几种基准面校正法的优劣,例如静校正法、逐步累加法、波场上延法和直接下延法等。论文以水平地表激发并接收的普通偏移方法为基础,将声波方程推导并分解为单程波方程,给出可适用于共炮点道集叠前深度偏移的单程波相移波场延拓算子。波动方程偏移成像的效率与成像效果与算子优劣关系紧密,因此在相移算子基础上,根据算子中的垂直波数不同的数学近似展开,又推导出裂步傅里叶(SSF)和傅里叶有限差分(FFD)波场延拓算子,根据两种算子的相对误差,分析研究两种算子的优劣,并利用两种波场延拓算子实现完整的叠前深度偏移成像,借助成像结果图与计算速度,对比分析两种算子的成像效果与运算效率。在完整的一般波动方程偏移方法基础上,论文选取适用于波动方程偏移成像的波场上延基准面校正法,设计出适用于OBN地震勘探的波场上延叠前深度偏移成像方法,并对OBN理论模型进行测试,实现完整的偏移成像过程,验证论文所推导偏移成像流程的有效性和精确性。研究表明,基于波场上延基准面校正法的叠前深度偏移方法,能够对OBN观测方式下的地震数据进行准确成像,与静校正方法相比,它所延拓的路径与地震波实际传播路径吻合,真实的反映出地震波在介质中传播的路径,能够取得误差更小的精确结果。
论文首先针对炮检点高程差的问题,对OBN地震勘探的基准面校正方法进行了研究,在国内外前人的研究基础上,综合对比分析几种基准面校正法的优劣,例如静校正法、逐步累加法、波场上延法和直接下延法等。论文以水平地表激发并接收的普通偏移方法为基础,将声波方程推导并分解为单程波方程,给出可适用于共炮点道集叠前深度偏移的单程波相移波场延拓算子。波动方程偏移成像的效率与成像效果与算子优劣关系紧密,因此在相移算子基础上,根据算子中的垂直波数不同的数学近似展开,又推导出裂步傅里叶(SSF)和傅里叶有限差分(FFD)波场延拓算子,根据两种算子的相对误差,分析研究两种算子的优劣,并利用两种波场延拓算子实现完整的叠前深度偏移成像,借助成像结果图与计算速度,对比分析两种算子的成像效果与运算效率。在完整的一般波动方程偏移方法基础上,论文选取适用于波动方程偏移成像的波场上延基准面校正法,设计出适用于OBN地震勘探的波场上延叠前深度偏移成像方法,并对OBN理论模型进行测试,实现完整的偏移成像过程,验证论文所推导偏移成像流程的有效性和精确性。研究表明,基于波场上延基准面校正法的叠前深度偏移方法,能够对OBN观测方式下的地震数据进行准确成像,与静校正方法相比,它所延拓的路径与地震波实际传播路径吻合,真实的反映出地震波在介质中传播的路径,能够取得误差更小的精确结果。