NORSAR软件是挪威NORSAR Innovation AS（NORSAR科学院）研发的二、三维模型地震正演软件。NORSAR的主要产品包括NORSAR-2D、NORSAR-3D、VelRock和SeisRox。NORSAR2D和NORSAR3D运行于Unix、Linux环境，SeisRox运行于Linux、Windows环境。NORSAR软件主要用于以下勘探开发领域：

NORSAR二维模型正演
·NORSAR-2D二维模型地震正演软件应用于二维野外观测系统设计、地质模型验证、辅助地震解释和储层分析。
·二维建模时，可以考虑粘弹性，能够创建复杂的构造模型，轻松实现变速度场建模。
·NORSAR-2D包含了利用射线追踪进行时深转换的功能。同简单的垂向拉伸相比，这种方法能够得到更加准确的深度域模型，尤其在地层倾斜地区。层速度场可以从叠加速度场转换得到。
·NORSAR-2D模型正演的核心算法是两点射线追踪及波前面构建，能够模拟炮集、VSP、叠加剖面和叠后时间偏移剖面。
·通过NORSAR-2D能够优化野外地震观测系统设计方案，确保得到高质量的地震数据，减少勘探风险。通过将模型正演结果与实际地震或解释层位相比较，可以评估解释方案、地质模型，辅助地震解释等。
·结合岩石物理分析工具（VelRock）可以研究不同储层流体的地震响应，包括油水界面及岩性流体边界的地震响应，为储层精细分析提供依据。
·通过射线追踪或波前成像手段，研究波在传播过程中的能量变化，可以进行AVO分析；借助于模型，能够加深对VSP资料的理解，指导建立井间模型。
·通过波前面传播方法，能够高效计算Green函数，输出的结果可用于偏移处理。
·NORSAR-2D还提供了一系列附加模块，用于后续的数据分析，如振幅分析、照明图分析等。
·NORSAR-2D提供很好的数据输入、输出接口。通过OpenSpirit接口，NORSAR能够与其它解释软件和平面图软件进行通讯。

1、二维地质模型构建
采用交互式建模方法，快速、准确地建立地质模型。能够构建伴有空变或时变参数的复杂构造模型。交互式建模工具包括：
1)利用地震位图进行二维解释；
2)利用测井数据空间插值属性模型；
3)利用叠加速度求取层速度；
4)建立一维、二维空变属性；
5)基于沉积特征，对块体进行属性插值；
6)射线成像法时深转换；
7)利用岩石物理工具VelRock交互建立模型属性，例如纵横波速度、密度；
8)NORSAR-2D、3D具有良好的兼容性。可以将NORSAR-3D工区中定义的主测线、联络测线投影到NORSAR-2D中。
右图分别为盐丘模型，及交互解释示例。

2、两点射线追踪与波前面构建
能够模拟初至波、多次波和回转波，能够处理P波、S波及转换波，可以输出旅行时和振幅值。射线追踪可以模拟：
1)沿某方向的炮记录；
2)共炮点道集；
3)VSP数据；
4)模拟叠加地震数据；
5)模拟叠后时间偏移地震数据。
右图为两点射线追踪示例。

3、各向异性模型（ARM）
各向异性模型模块（ARM）是NORSAR-2D软件的扩展软件包。地层速度存在各向异性时，可通过各向异性模块（ARM）建立各向异性速度场，进而模拟各向异性介质的波场传播。
右图为各向异性中的射线成像示例。

4、合成地震记录
利用正演运算的结果，生成合成地震记录。可形成共炮点道集、叠加地震数据以及时间偏移地震数据体。可建立地震子波。
可以将合成地震记录输出为SEG-Y格式的文件。 合成地震记录显示模块中，地震波形可以用波形或变面积等多种形式显示，可以将地震波形与从射线追踪或解释系统中得到的旅行时叠合显示。
右图为叠加地震数据合成记录示例。

5、振幅分析与照明分析
NORSAR-2D提供了振幅分析与照明分析模块，用于正演结果的后续分析。
通过同岩石物理模块VelRock结合，能够进行流体替换，快速分析不同岩性组合、不同流体的地震响应。
NORSAR-2D还包含振幅分析模块Trace Analyser等，用于正演结果的分析。
右图为流体替换与振幅分析示例。

NORSAR三维模型正演
·NORSAR-3D是目前市场上唯一商业化的三维模型地震正演软件，主要应用于三维地震数据采集观测系统辅助设计、三维地质模型验证、辅助地震解释和储层分析。
·NORSAR-3D利用其独特的开放式三维地质模型构建工具，可以灵活、快捷地建立复杂三维地质模型，能够建立粘弹性模型、各向异性模型。通过同岩石物理模块结合，能够准确、快速地修改地质模型的矿物组合、流体成分以及孔隙形状等，形成新的地质模型属性，以此来探讨不同储层的地震响应。
·NORSAR-3D的主要正演算法是波前面构建，具有运算效率高、射线阴影区少等特点，适合于大规模三维地质模型正演。在正演运算中，可以利用模型的相似性来加快正演运算速度，能够进行并行运算。
·NORSAR-3D的观测系统设计模块能够设计复杂的观测系统，炮点、检波点可以置于模型任何位置，能够针对复杂地表情况辅助设计观测系统。
·照明图分析、玫瑰图分析、合成地震记录以及模拟偏移振幅分析（SMA）是NORSAR-3D的正演运算结果分析工具。同时，它还能够为叠前深度偏移提供旅行时数据体。利用照明图、玫瑰图能够直观地分析目的层的射线密度、振幅变化等，利用模拟偏移振幅模块能够对叠前深度偏移振幅进行有效性分析。

1、灵活、快捷的三维地质模型构建
NORSAR-3D提供了简捷、创新性的模型构建方法，即开放式地质模型构建方法。它允许模型中存在地层、速度场缺失。例如：针对勘探初期不完善的深度域模型，可以立即进行射线追踪，即使地层界面有可能存有空洞及无定义区域。
在NORSAR-3D的开放式建模中，地层界面采用三角网格形式，地层属性参数（地层速度、密度、衰减因子等）和地层界面都可以通过外部数据的输入或者交互编辑方式建立。
NORSAR-3D有多种方式来创建地层界面，能够创建和编辑侵入体、穹隆、尖灭等构造，能够方便地对模型地层界面进行移动、拉伸、扩展、重采样、旋转和平滑。
NORSAR-3D模型中可以考虑粘弹性和各向异性，也可以通过同岩石物理模块的交互改变模型的矿物组合、流体成分以及孔隙形状等。也可以输入GOCAD软件建立的模型。
右图分别为构建三维地质模型模拟三角洲沉积，及利用二维线构建三维模型示例。

2、功能强大的模拟工具：波前面成像
在NORSAR-3D中，正演是通过波前面成像实现的。炮点和检波器可以定义在模型的任何地方。可以自己建立观测系统，也可以加载观测系统定义文件（如SPS、P1/90以及文本文件）。
NORSAR-3D能够高效率地进行射线追踪计算，特别适用于有许多炮点和检波器的大工区。NORSAR-3D能够考虑相邻炮点的相似性，当对大尺度工区进行模拟时，可以节约模拟时间。
NORSAR-3D支持并行算法。在进行大尺度勘测工区模拟时，使用波前面成像并行处理模块能够利用网络上的节点参与运算，提高计算效率。
波前成像计算和存储一系列能够被检波器接收到的信息，包括旅行时、振幅因子、入射角度、透射角度、反射点、反射角度等。能够进行共炮点波前成像和自激自收波前成像。
右图为波前面构建示例。

3、基于各向异性的波前面构建
通过建立各向异性模型，三维地质模型能够更合理、准确地描述地下介质。
NORSAR-3D中各向异性的描述主要通过三个Thomsen各向异性参数来实现，各向异性参数以属性的方式加入到三维模型中。可以产生各向异性模型的正演数据体。
右图为各向同性、近似各向异性、各向异性建模时的PSDM成像示例，红线表示原始模型。

4、利用岩石物理分析进行储层研究
VelRock岩石物理模块将介质的地质属性同地震响应联系起来。通过模拟不同矿物、流体和孔隙类型引起的地震响应变化，辅助分析、预测地下储层的属性变化。可以考虑的储层属性：
1)孔隙流体的构成及饱和度；
2)孔隙流体分布；
3)基质的构成、粘土含量；
4)孔隙度及孔隙几何等。
VelRock和NORSAR相结合，可以将岩石物性同研究目标单元联系起来，对目标单元进行细致地模拟、分析。这一方法也广泛地应用到四维地震勘探中。
右图分别为VelRock岩石物理模型应用于NORSAR建模示例，及利用岩石物理模块进行振幅分析示例。

5、观测系统设计和照明图、玫瑰图分析
照度图、玫瑰图分析是重要的正演模拟分析工具，它们利用波前成像得到的数据，通过三维显示来辅助观测系统建立和地质模型分析。
能够针对目的层生成照度分析图、玫瑰图等，进行三维显示。该照度图可以以网格文件、GoCAD软件格式或者三角网格格式输出。 主要功能、特点：
1)利用照明图可以对近百种射线属性进行显示，辅助分析照明效果；
2)利用照明图分析确定观测孔径；
3)利用照明图分析覆盖、振幅，对勘探数据进行控制；
4)辅助设计观测系统偏移距、方位；辅助设计偏移孔径；辅助分析上覆地层效应；
5)利用玫瑰图方法，确定最佳观测系统。
右图分别为照明图分析(振幅分布)及玫瑰图分析示例。

6、叠前深度偏移振幅分析（SMA）
NORSAR独特的偏移振幅分析工具。它通过利用每个反射点周围的射线波场，模拟柯希霍夫积分，得到目的层的模拟叠前深度偏移振幅。
SMA是一种重要的质量控制工具。理想的反射振幅反映的是目的层反射系数的信息，但实际上，反射振幅除了包含真实的目的层岩性、流体信息外，更多地会受到观测系统、上覆介质传播过程以及目的层几何形状的影响，这些影响因素导致偏移振幅中存在许多假象。利用SMA，地质、地球物理工作者能够简单、快速地从实际叠前深度偏移振幅中分辨这些解释陷阱，得到如实反映目的层岩性、流体信息的偏移振幅。
右图为实际叠前深度偏移振幅与利用SMA得到的叠前深度偏移振幅对比示例。

7、叠前深度偏移旅行时数据
NORSAR-3D为叠前深度偏移设计了生成旅行时数据体的功能。在复杂的观测系统模型中，该功能显示了提高叠前深度偏移成像质量的能力。使用该功能，能够达到以下目的：
1)计算初至时间、最大能量到达时间、最短射线旅行时等；
2)基于弹性参数计算的振幅值；
3)对于复杂模型，通过明确定义地层分界面来计算准确的旅行时和振幅值；
4)交互式质量控制界面，可以监控旅行时、振幅、射线路径、波前成像和模型参数；
5)计算射线追踪方向、振幅值、几何传播方向等可选工具；
6)源码工具包使得外部系统能够读取生成的二进制文件。
右图为从炮点到检波器的射线追踪图示例。

8、照明射线分析
照明射线分析是一三维交互式射线模拟工具，在其中可以显示三维模型、各种地质层位断层及各种正演模拟结果，如玫瑰图、照明图等。照明射线分析的最大特点是能够快速计算、显示地下某一点处的射线路径及照明情况，帮助用户分析上覆构造、岩性等对波场传播路径及目的层照明、能量分布等的影响，辅助观测系统设计，辅助地震资料处理等。
右图为利用照明射线分析目的层照明示例。

SeisRox三维模型正演
SeisRox是一套基于全新概念的三维地质模型正演软件，主要应用于地质模型验证、辅助地震解释、储层分析、四维地震研究以及三维野外观察系统设计等领域。主要有以下特点：
1)SeisRox核心是局部快速叠前深度偏移成像（SimPLI）专利技术，采用SimPLI算法直接形成模型的叠前深度偏移剖面。这种方法不同于以往的一维褶积算法，也不同于NORSAR-3D中先形成炮集，然后通过一系列处理过程形成叠前深度偏移剖面（PSDM）的算法。
2)SeisRox中地质模型由两部分构成，一是背景模型，二是局部模型。局部模型是重点研究的感兴趣区域。在背景模型上设定好属性后，一般只需要进行一次正演运算（利用波前面构建）。局部模型属性的扰动变化独立于背景模型。通过岩石物理模块不断修正局部模型的属性（速度、密度等），快速得到局部模型的PSDM（利用SimPLI算法），同实际地震记录比较，直到满足要求，以此来辅助地质模型验证、储层分析等。
3)三维模型由三类不同的属性组成：地质属性（如岩性组合、流体含量和孔隙形状等）；弹性属性（如速度、密度和粘弹系数等，可以通过岩石物理变换将得到）；反射属性（通过AVO方程等由弹性属性变换得到）。
4)背景模型中，利用波前面构建得到地震响应，求取Green函数；局部模型中，利用SimPLI得到地震响应（叠前深度偏移刨面）。局部模型的构建可以基于解释层位，也可以依靠属性场（如地震速度场）。
利用SeisRox，地震解释、储层分析人员能够在地质模型环境下进行分析、解释，这些地质模型包含着不同的物理属性。建立了地质模型，就可以对任何模型参数进行扰动，解释人员能够立即观察到扰动对地震成像的影响，了解地质模型参数同地震响应之间的关系，分析地质模型参数的不确定性。可加载NORSAR-3D模型，通过插件同Petrel交互。

软件数据接口
NORSAR-3D软件设计了和其它软件的数据输入、输出接口：
·输入多种格式的二、三维层位网格数据和地层参数属性网格文件；
·输入多种格式的三维地层参数属性体文件；
·输入GOCAD格式的三角网格层面文件；输入GOCAD软件创建的模型；
·NORSAR-2D和NORSAR-3D模型的相互转换；
·输入SPS、P1/90等观测系统定义文件；
·波前成像产生的多种属性可以输出成ASCII格式及SEG-Y格式文件；
·生成网格形式或GOCAD格式的照度图；
·存储图像为PostScript，CGM，TIFF等格式。