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第一章 绪论1

1.1地震偏移成像技术发展史1

1.1.1古典的偏移成像阶段1

1.1.2早期的计算机偏移成像阶段1

1.1.3波动方程偏移成像阶段2

1.2地震偏移成像方法简介2

1.2.1地震叠后偏移成像方法2

1.2.2地震叠前偏移成像方法3

1.3地震叠前偏移技术及其展望5

1.3.1单程波叠前偏移5

1.3.2弹性波叠前偏移5

1.3.3多次波成像5

1.3.4绕封波成像6

1.3.5复杂条件下叠前偏移6

1.3.6保幅叠前偏移6

第二章 基础知识9

2.1有限差分法基础知识9

2.1.1差分方程的建立与求解9

2.1.2收敛性、相容性和稳定性13

2.2双平方根方程简介14

2.2.1观测排列延拓的概念14

2.2.2波场外推基础15

2.2.3双平方根方程的推导16

2.3 Born近似和Rytov近似18

2.3.1 Born近似18

2.3.2 Rytov近似18

2.3.3 Born近似和Rytov近似的基本特点19

2.4 de Wolf近似20

2.4.1 Lipmann-Schwinger方程21

2.4.2散射序列的重新归一化和de Wolf近似22

第三章 地震波场正演模拟24

3.1概述24

3.2交错网格任意2N阶精度有限差分数值离散25

3.3声波方程地震波场模拟算法26

3.4弹性波方程地震波场模拟算法27

3.5粘弹性介质地震波正演模拟29

3.5.1 Kelvin-Voigt粘弹性单元体29

3.5.2二维粘声波方程30

3.5.3二维粘弹性波方程31

3.6各向异性介质的地震波场模拟算法32

3.7地震散射波场正演模拟34

3.8基于时空双变网格的地震波正演模拟34

3.9数值算例35

3.9.1声波正演模拟算例35

3.9.2弹性波正演模拟算例37

第四章 叠前保真处理40

4.1保幅去噪40

4.1.1保幅性与信噪比的关系及影响保幅的因素41

4.1.2相对保幅去噪方法42

4.2保幅反褶积44

4.2.1谱模拟反褶积45

4.2.2频率、相位可控的反褶积48

4.3叠前保真处理49

4.3.1时差校正50

4.3.2振幅校正51

4.3.3相位校正52

4.3.4频率校正53

4.3.5波形校正54

第五章 共反射面元成像57

5.1共反射面元叠加57

5.1.1二维CRS叠加57

5.1.2三维CRS叠加62

5.1.3模型试算和实际资料试处理63

5.2共反射面元偏移67

5.3共反射面元速度分析68

5.3.1层剥离法共反射面道集偏移速度分析68

5.3.2共反射面道集层析速度分析69

第六章 叠前时间偏移73

6.1 Kirchhoff叠前时间偏移74

6.1.1 Kirchhoff叠前时间偏移基本原理74

6.1.2弯曲射线走时算法75

6.1.3关键技术77

6.2波动方程法叠前时间偏移80

6.2.1相移法叠前时间偏移81

6.2.2偏移距域平面波叠前时间偏移85

6.3基于共散射点道集的叠前时间偏移及速度分析88

6.3.1概述88

6.3.2基于等价偏移距的单平方根旅行时方程88

6.3.3 CSP道集的叠前时间偏移及速度分析90

6.3.4 CSP道集的特点与优势91

6.3.5模型试算91

6.3.6实际资料处理92

6.4本章小结94

第七章 叠前深度偏移98

7.1基于射线理论的叠前深度偏移98

7.1.1 Kirchhoff积分法叠前深度偏移99

7.1.2高斯束叠前深度偏移104

7.1.3最小二乘法叠前深度偏移109

7.2波动方程法叠前深度偏移114

7.2.1概述114

7.2.2共炮集波动方程叠前深度偏移思路115

7.2.3频率-空间域有限差分法波动方程叠前深度偏移117

7.2.4分步Fourier法波动方程叠前深度偏移126

7.2.5 Fourier有限差分法波动方程叠前深度偏移130

7.2.6广义屏法叠前深度偏移138

7.2.7双聚焦法叠前深度偏移146

7.3叠前深度偏移速度分析153

7.3.1引言153

7.3.2剩余曲率分析153

7.3.3深度聚焦分析165

7.3.4基于CFP道集的叠前深度偏移速度分析166

7.3.5速度分析小结170

第八章 逆时偏移178

8.1高斯束法逆时偏移178

8.1.1基本原理178

8.1.2模型试算180

8.2波动方程法逆时偏移181

8.2.1一维逆时偏移理论182

8.2.2二维逆时偏移理论184

8.2.3最小二乘逆时偏移186

8.2.4常规二维弹性波动方程逆时偏移理论186

8.2.5边界条件和成像条件188

8.2.6模型与实际数据测试189

8.2.7小结192

8.3基于叠前逆时偏移的速度分析193

8.3.1概述193

8.3.2逆时偏移角度域共成像点道集194

8.3.3剩余曲率分析195

8.3.4模型试算196

第九章 多次波成像201

9.1利用表层多次波构建准一次波实现多次波成像202

9.1.1利用表层多次波构建准一次波并实现表层多次波成像方法原理202

9.1.2模型试算203

9.2广义炮偏移一次波和表层多次波联合成像205

9.2.1一次波和多次波同时进行叠前深度偏移方法原理206

9.2.2模型试算206

9.3叠前逆时偏移进行多次波成像207

9.3.1叠前逆时偏移的基本原理208

9.3.2模型试算208

第十章 双复杂条件下叠前成像212

10.1起伏地表叠前时间偏移212

10.1.1起伏地表叠前时间偏移212

10.1.2起伏地表等效偏移距叠前时间偏移215

10.2起伏地表叠前深度偏移217

10.2.1概述217

10.2.2波动方程基准面校正217

10.2.3“零速层”法218

10.2.4“逐步-累加”法220

10.2.5起伏地表条件下保幅高斯束偏移224

10.3起伏地表叠前逆时偏移231

10.3.1三角网格法231

10.3.2边界条件232

10.3.3模型算例233

第十一章 复杂介质地震叠前成像237

11.1非均匀介质地震叠前成像237

11.1.1概述237

11.1.2逆散射成像的基本原理238

11.1.3模型试算239

11.2非弹性介质地震叠前成像242

11.2.1概述242

11.2.2二维F-X域粘弹性介质波动方程保幅偏移基本原理243

11.2.3模型试算和实例分析245

11.2.4结论及讨论247

11.3各向异性介质地震叠前成像247

11.3.1地震各向异性概述247

11.3.2各向异性地震速度分析248

11.3.3各向异性地震叠前保幅偏移252

第十二章GPU技术在地震叠前成像中的应用257

12.1地震成像与高性能计算257

12.2地震叠前成像与GPU加速259

12.2.1非对称走时Kirchhoff叠前时间偏移的GPU实现259

12.2.2基于GPU的叠前深度偏移259

12.2.3模型测试261

12.3逆时偏移的GPU加速262

12.3.1方法原理263

12.3.2数据试算264

12.3.3复杂模型计算264

12.4本章小结266