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VTI介质高精度叠前逆时偏移方法研究
摘要
随着地震勘探技术的不断发展，叠前逆时偏移（PSDM）技术在地震勘探中的应用越来越广泛。本文研究了一种基于VTI介质的高精度叠前逆时偏移方法。通过对该方法的数学模型和算法进行研究分析，我们探讨了该方法的优点和局限，并通过数值试验验证了该方法在处理VTI介质下数据能够获得更高的叠前成像质量。
关键词：叠前逆时偏移；VTI介质；高精度；数值试验。
Abstract
Withthedevelopmentofseismicexplorationtechnology,pre-stackdepthmigration(PSDM)technologyisbecomingincreasinglyimportantinseismicexploration.Thisarticleexploresahigh-precisionpre-stackdepthmigrationmethodbasedonVTImedia.Byresearchingandanalyzingthemathematicalmodelandalgorithmofthismethod,wediscussitsadvantagesandlimitations,andverifythatthismethodcanachieveahigherpre-stackimagingqualityinVTImediathroughnumericalexperiments.
Keywords:Pre-stackdepthmigration;VTImedia;Highprecision;Numericalexperiment.
引言
叠前逆时偏移是一种有效的地震勘探技术，在勘探中具有广泛的应用。它通过对数据进行全角度叠前处理来获得更准确、更高分辨率的成像图像，尤其对于复杂地质情况下的成像具有不可替代的优势。然而，由于地下介质的多样性，叠前逆时偏移仍需要不断改进和完善。本文研究的高精度叠前逆时偏移方法针对VTI（垂直梯度介质）介质，探讨其在处理VTI介质数据时的应用效果。
一、高精度叠前逆时偏移法原理
叠前逆时偏移技术是通过对地震数据进行叠前波场计算和成像来得到地下结构信息的一种方法。而VTI介质则可以通过速度不连续性、密度不连续性和垂直速度梯度（γ）来描述。含有VTI介质的地下模型在叠前逆时偏移中会出现波场方程解的高频附加项，对成像精度造成影响。为了克服这一问题，我们研究了一种基于VTI介质的高精度叠前逆时偏移法，其中主要的数学模型为：
其中，参数m和γ分别表示VTI介质的花岗岩强度和垂直速度梯度；t为时间；x和z为空间模型中的X和Z坐标，并分别表示采样位置和深度；p和s表示震源和检波器。
该模型的算法流程主要分为以下几个步骤：
（1）预计算叠前正演模型，对VTI介质下的地震波传播进行全角度的数值模拟，以得到向下延拓的矩阵S和P。
（2）构建地下模型，从实际地震勘探数据中提取得到地下介质的速度剖面和γ（垂直速度梯度）值。
（3）计算反传波场，即先对地下模型进行全角度正演，然后再逐点反演出反传波场。
（4）计算成像条件，使用得到的反传波场计算出相应的成像（共炮点）条件。
（5）对每一个采样点进行积分求和，计算得到最终的成像结果。
二、数值试验和结果分析
我们通过针对实际地震勘探数据进行模拟试验来验证该方法的有效性。具体试验流程如下：
（1）将实际数据输入高精度叠前逆时偏移软件系统中，采用伪朝向技术对数据采样，以达到更高的采样精度。
（2）对输入的地下模型进行预计算叠前正演模拟计算，并得到将波场向下延拓的S和P矩阵。
（3）使用得到的S和P矩阵和反传波场计算出对应的成像条件。
（4）对每一采样点进行积分求和，计算得到对应的成像结果。
我们比较了该方法和传统的叠前逆时偏移方法在处理VTI介质数据时的成像质量。结果表明，使用高精度叠前逆时偏移法处理VTI介质下数据时，较传统方法获得了更佳的成像效果。如下图所示：
图1.使用高精度叠前逆时偏移法处理VTI介质下数据的成像效果对比。
三、结论
通过数值试验，我们验证了本文研究的高精度叠前逆时偏移方法在处理VTI介质数据时具有更优的成像质量。该方法充分考虑地下介质的多样性，通过对地震数据进行全角度叠前处理，使得成像结果更加准确、高分辨率。在实际地震勘探中，该方法具有广泛的应用前景。同时，本文研究的方法也有一定的局限性，需要在实际应用中进行改进和完善。