何彬等-JGR：拉东域共成像点道集波动方程偏移速度分析
估计速度模型对于精确获取地下结构信息和地质解释至关重要。在勘探和地震学领域，速度模型影响到成像的质量和地震学的解释。为了获取速度模型，最常用的方法是基于动校正（NMO）速度拾取的方法和基于射线类的方法。然而，前者无法解决横向速度的变化，后者在速度模型复杂的情况下存在不稳定的问题。为了避免以上方法的缺陷，获取更加精确的速度模型，基于波动方程的偏移速度分析近年来在地震学和工业界得到广泛的发展。经典的偏移速度分析方法是基于共成像点道集（CIGs）的特性来估计速度的误差，然而该方法主要是基于剩余时差的拾取，而拾取剩余时差比较复杂且不稳定。
为了避免拾取的过程，同时确保CIGs产生的高效性，我室博士研究生何彬与导师刘伊克研究员提出了一种使用拉东域共成像点道集（RCIGs）进行基于波动方程的偏移速度分析的新方法。该方法与经典的偏移速度分析方法不同处在于：（1）采用拉东域共成像点道集的聚焦特性，建立了全新的目标函数，从而使得反演过程为全自动的，不需要任何的人为拾取等干预。如图1所示，当速度准确时，RCIGs 是聚焦的，而速度不准确时，RCIGs 不聚焦；（2）根据全走时反演推导了目标函数的梯度；（3）由于CIGs是在成像过程中产生的，而且将其变换到拉东域效率极高，所以该方法具有高效性；（4）将提出的方法应用到模拟数据和一套海洋实际资料，反演结果验证了方法的有效性。实际资料的应用效果如图2和图3所示。对比图3a和图3b，反演后的共成像点道集更加平坦，对应的在拉东域（图3c和图3d），共成像点道集更加聚焦，表明反演得到的速度模型更加准确。
图1速度模型准确，偏小和偏大时的传统共成像点道集（左）与拉东域共成像点道集（右）
图2 初始速度模型（a）与反演得到速度模型（b）
图3 （a）初始速度模型对应的共成像点道集；（b）反演得到速度模型对应的共成像点道集；（c）初始速度模型对应的拉东域共成像点道集；（d）反演得到速度模型对应的拉东域共成像点道集
在工业界，勘探的深入对速度建模一要高效二要高精度。在地震学界，近年来大量的海洋长拖缆反射波数据被用来研究高精度的地壳结构，数据量很大，经典的偏移速度分析在拾取剩余时差时出现困难，特别是当数据质量不佳时。本研究提出的全自动、高效率的速度建模方法，对于勘探地震学和天然地震学领域均有着重要意义。
研究成果发表于Journal of Geophysical Research: Solid Earth。（He B, Liu Y*. Wave-equation migration velocity analysis using Radon-domain common-image gathers[J]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2020, 125(2): e2019JB018938. DOI: 10.1029/2019JB018938）（原文链接）
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