摘要
油气勘探的目标正在向更为复杂的地区和更精细化方向发展。对当前油气勘探而言，“宽方位、宽频带、高密度”的地震数据采集是高精度地震波成像的基本要求。“两宽一高”的地震数据能够更好地描述油藏的储层特征。宽方位三维地震勘探是实现此目标的重要技术之一。宽方位地震勘探具有明显的优势：覆盖次数高，观测角度较大，增强了采集照明度，得到相对完整的三维地震波场，能够对地下阴影带，屏蔽层取得较好的成像结果；存在各向异性、振幅、频率、相位和速度等随着观测方位角变化的地震信息，可以用来识别高角度裂缝、微小断层、薄储层以及地层岩性变化等等。宽方位地震勘探已经成为油气勘探的热点。因此，发展宽方位地震数据的精确地震成像技术显得尤为重要。海上宽方位地震资料通常炮数较多，数据体庞大；单炮偏移效率较低，基于单道数据的积分法偏移在应对超大规模数据时计算效率也明显下降。针对上述问题，本文提出使用双平方根方程全三维叠前深度偏移方法对宽方位地震数据进行成像，该偏移方法具有较高的计算效率和较精确的偏移结果。 本文首先推导了各向同性介质中双平方根方程全三维偏移的波场外推算子，采用裂步傅里叶算子实现全三维偏移。其次，针对宽方位地震数据开展各向异性介质全三维偏移方法的研究。从VTI介质qP波频散方程出发，研究了VTI介质广义屏近似qP波单程双域传播算子，同时结合双平方根方程，推导出VTI介质下双平方根全三维波场外推算子。然而由于计算效率的限制，最终采用相移加内插的方法近似实现了VTI介质下双平方根方程的波场外推。方位角道集是分方位速度分析的基础，有利于进行AVO/AVA分析，能够检测裂缝和岩性的变化，因此本文最后一部分介绍了在双平方根方程叠前深度偏移过程中提取方位角度道集的方法，并基于角度道集进行了速度层析反演。数值实验验证了本文提出的方法的有效性。
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