VSP资料波动方程偏移的理论计算

本文用波动方程反时偏移法实现了变速介质中VSP资料的波动方程偏移归位.方法的优点是:1)不需要对VSP资料作上、下行波分离和动校正处理,就可直接用VSP资料进行反时延拓成象;2)适用于变速介质和任意倾角;3)本方法既可用于井中共炮点地震资料偏移,也可用于地表共炮点地震记录的偏移。最后给出的二维理论试算结果表明,若对多个偏移距VSP资料作偏移处理后,再实现真共反射点迭加,则可得到更好的偏移成象结果。     

含衰减的零偏移距VSP正演模拟及Q值的提取

VSP资料的特点是信噪比高,分辨率高,勘探范围小;三维地震资料勘探范围大,信噪比分辨率却低于VSP资料。因此最佳勘探方式是实施井中(VSP和井间地震)地震方法与地面地震数据联合采集与处理的方式,利用井中资料的分辨率来拓展地面地震分辨率。本文研究的是含衰减零偏移距VSP地震波场正演模拟,为利用VSP资料提取衰减信息,拓展三维地震频带提供基础理论数据。在正演模拟算法上采用了层状介质构造的波场递推理论,通过一系列理论地质模型模拟了零偏移距VSP合成记录,同时为了验证所做的正演模拟的正确性,用谱比法对理论模型中的Q值进行了提取。     

等效偏移距在垂直地震剖面中的研究及应用

基于散射理论的等效偏移距方法在地震资料数据处理中具有独特的优势,尤其在速度分析和偏移成像方面。笔者将该理论应用到垂直地震剖面(VSP)数据处理中,研究了基于该理论的VSP数据共散射点道集的形成方法,并试验了VSP共散射点道集在速度分析和成像方面的应用效果。理论模型和实际资料测试结果表明,该方法能方便有效地为VSP提供不受初始速度和地层倾角影响的有效偏移速度,除了能在常规成像方法的成像区域内准确成像外,还能在常规成像方法的盲区外有效成像,在一定程度上扩大了VSP方法的成像范围,具有有较好的研究意义和应用前景。     

多尺度地震资料联合成像

为改善储层目标区域的成像质量,结合地面地震、VSP和井间地震的各自优势,采用归一化后的自适应叠加方法,实现3种资料偏移结果的联合成像,以达到各种资料优势互补、提高成像精度的目的。为了给联合成像提供精度较高的单种资料成像剖面,采用傅里叶有限差分叠前深度偏移算法实现地面地震资料成像;在VSP和井间地震资料的叠前成像中采用了基于起伏地表直接下延法成像思想,基于傅里叶有限差分延拓算子得到VSP和井间地震偏移结果。模型试算和实际资料的处理验证了多尺度地震资料联合成像法的正确性和有效性。     

基于ADIPI的单程波三维VSP正演模拟方法

三维VSP正演模拟在三维VSP观测系统设计、三维VSP波场分析及三维VSP偏移成像方法研究中均有重要的作用。以三维单程波动方程为基础,采用基于正交方向加插值(ADIPI)的傅里叶有限差分(FFD)算子,实现了三维VSP正演模拟。克服了对三维算子的双向正交分裂所导致的方位各向异性误差,既保证了模拟精度,又提高了计算效率,还可根据实际需要单独模拟上行波或下行波。模型试验结果证明了方法的有效性。      

井地联合提取VTI介质各向异性参数

在新疆塔里木盆地某地区的宽方位三维地震数据中,VTI介质火成岩的各向异性和垂向速度变化引起非双曲线时差。通过对实际资料的系统分析,我们不能利用DMO反演法,移动震源VSP反演法和多偏移距VSP初至旅行时反演法提取Thomsen参数用于各向异性地震资料的处理。因此本文提出一个新的方法:运用地震资料和零偏移距VSP井求取火成岩的各向异性参数δ;在比较精确确定火成岩地层深度和厚度的情况下,利用偏移距VSP井,求取了各向异性参数ε,从而获得火成岩的瞬时各向异性参数η;充分考虑VTI介质垂向速度变化对时差曲线的影响,获得了各向异性参数ηeff。最后,利用所提取的各向异性参数,进行VTI介质各向异性速度分析和成像,成像质量得到明显改善。     

零偏移距共反射面叠加原理及其在工程地震勘探中的应用

对一种能增强工程地震勘探数据质量的新叠加技术——零偏移距共反射面叠加进行了研究。目前模拟零偏移距剖面常规方法存在需要精确宏速度模型及不能对地下反射界面产生最佳照明的问题,而零偏移距共反射面叠加具有完全数据驱动、与宏速度模型无关、能够产生对地下反射界面最佳照明及提高模拟零偏移距剖面成像质量的优势。针对零偏移距共反射面叠加还未在国内工程地震勘探中进行广泛应用的现状,详细介绍了零偏移距共反射面叠加基本原理及其实现过程,并使用一套人工合成断层模型数据及来自某高速公路段附近一条二维测线的实际工程地震勘探数据进行了测试计算。理论模型试算结果及在工程地震勘探实际资料处理中的应用表明零偏移距共反射面叠加可提高地震数据信噪比,增强地震反射同相轴连续性,改善模拟零偏移距剖面质量,是一种非常有发展前景的工程地震成像方法。     

斜井VSP共反射点交互叠加成像方法

叠加可以压制噪声提高地震资料信噪比,是地震数据处理中十分重要的环节之一。采用逐段迭代算法进行波场正演,计算地震波反射点的位置。在利用Qt语言编制的波场对比交互软件界面上,进行正演记录与实际资料的波场特征对比,建立速度场模型。将共炮点道集数据搬家至反射点真实位置形成共反射点道集记录,以一定的面元尺寸叠加。应用斜井VSP(垂直地震剖面法)共反射点交互叠加方法对W地区进行成像研究,结果表明,该方法可以有效地反演地下地质结构特征,为地震数据的处理与解释提供了准确的依据。     

基于Zoeppritz方程的纵横波模量反演

叠前地震反演的主要目的是根据地震数据精确地求取地下介质的弹性参数,进而进行流体识别和油藏描述。常规叠前反演方法使用Zoeppritz方程近似式计算反射系数,但是含有丰富信息的大偏移距地震数据无法被有效利用,针对这个问题,将纵横波模量引入Zoeppritz方程,建立了基于Zoeppritz方程的纵横波模量广义线性反演方法,适用于大角度地震数据。模型测试和实际地震资料应用表明,此方法能够可靠的得到地下介质的纵横波模量,相对于间接反演减小了间接反演带来的累积误差,为后续流体识别和含油气检测提供了很好的数据基础。     

地震层析成像方法综述

地震层析成像作为一种有效还原地下介质速度模型的方法,为全波形反演提供了可靠的初始速度模型,从原始的射线层析到相移旅行时层析和瞬时旅行时层析,实现了地震波传播的有限频特性;从声波方程到弹性波方程,从各向同性介质到VTI,TTI介质,实现了对真实地下介质情况的模拟。减缓层析反演的病态性也一直是研究热点,常用的方法有正则化,用高斯束层析的敏感核代替传统的射线层析敏感核等。此外,为了避免使成像结果的精度依赖于共成像道集上反射位的真实深度,角度域双差分反射层析可以稳定有效地收敛到精确的偏移速度模型。如今,层析成像逐步向各向异性介质过渡,使用的数据从VSP到WVSP,从单一波形到多种波形联合反演发展,然而,分辨率和计算效率的相关问题仍然需要得到关注。     

CO2地质封存时移垂直地震监测技术

神华CO2捕获和封存（carbon capture and storage,CCS）示范项目是我国首个全流程煤基CO2捕获和在低孔低渗深部咸水层进行多层注入的CO2封存示范项目,意在通过时移垂直地震（VSP）监测CO2地质封存状况。介绍了CO2地质封存时移VSP技术和监测效果。通过注气前后3次VSP观测,得到了高品质时移VSP资料,研究了一致性处理技术、矢量波场分离和多波成像技术,获得了高分辨率的多波时移VSP剖面,通过深度域标定和多种属性解释对比,分析了注气前后VSP地震响应特征,预测了CO2地下运移范围,达到CCS项目预期监测目标。结果证明,时移VSP技术是监测CO2地质封存与运移的有效技术手段。     

VSP初至逐层递推层速度反演研究及应用

利用VSP资料准确获取地层速度,对地震数据时深转换和偏移成像具有重要的作用。受激发接收条件变化、近源动态干扰和初至拾取误差等因素,VSP资料初至时间往往含有一定程度的随机干扰。笔者研究了当VSP资料初至时间存在随机噪声干扰和仅有深部接收数据的情况下,不同井源距VSP资料逐层递推反演层速度的误差特性。研究表明:①井源距越大,其对应资料初至反演速度误差越小;②当仅有深部资料时,井源距越小,其资料反演结果与实际地层速度更接近。为此,提出初至时间平滑后再反演,多井源距反演结果求平均的方法,从而提高层速度反演精度。利用该研究结论,在某海上Walkaway-VSP资料处理中,取得了较好的效果。     

面向井周高陡构造的VSP地震干涉成像方法研究

随着我国油气勘探的不断深入,复杂高陡构造区越来越成为当今油气勘探的重点,现有成像方法无法满足井周高陡构造的成像需求。针对井中高陡构造,地震干涉法基于源检互易定理,对不同检波点处VSP资料进行相关/褶积处理,重构虚拟震源数据,得到以某一检波点为虚拟震源,另一检波点处接收到的虚拟SWP地震记录。根据地震干涉原理,将VSP资料的不同波场成分进行分离,并对不同波场成分进行数学运算来生成干涉道集。通过地震干涉法能够使虚拟观测系统更靠近目标区域,提高对高陡界面的成像分辨率,实现面向井周高陡构造的高精度成像。笔者等先是对地震干涉原理进行理论推导,基于扰动理论对VSP干涉道集的波场成分进行分析,验证了不同波场成分在地震干涉中的作用及虚假同相轴产生原因。引入窗函数滤波器,对远离虚拟源和虚拟检波器的记录进行衰减,压制干涉过程中生成的虚假同相轴。最后利用干涉成像条件对处理后的地震资料进行成像,并用盐丘模型进行数值试算,得到其高精度成像结果。     

一种基于随钻VSP地震地质导向的钻井轨迹高效优化方法及其应用

塔里木盆地发现多个奥陶系碳酸盐岩缝洞型油气田,随着开发的不断推进,中小型储集规模的缝洞体已经成为产能建设的主力目标。勘探开发过程中,由于受到复杂地层速度的影响,缝洞体系偏移成像、归位存在一定误差,常导致钻井的失利。笔者提出一种基于随钻VSP地震地质导向的钻井轨迹高效优化方法,首先应用VSP速度与基于三角网格的新构造模型高效率地校正原始地震偏移速度场,再联合修正后的各向异性参数场对地震数据进行快速偏移成像。其次,对新数据的全层系地层的构造特征再分析,预测优质储层的发育位置,确定最终靶点。最后,根据工程、地质情况,采用最为经济的优化设计钻井轨迹,钻进入靶。应用表明,该技术在大沙漠腹地塔中地区应用取得了较好的效果,地震资料成像品质得到提升。调整轨迹后的储层钻遇率和钻完井直投率分别提升16%和13.2%,有效地促进了油田实施低成本效益开发方案。     

Amplitude Variation with Offset Responses Modeling Study of Walkaway Vertical Seismic Profile Data at CO2 Geological Storage Site, Ketzin, Germany

An important component of any CO2 sequestration project is seismic monitoring for tracking changes in subsurface physical properties, such as velocity and density. Different reservoirs have different amplitude variation with offset (AVO) responses, which can define underground conditions. In the present paper we investigate walkaway vertical seismic profile (VSP) AVO response to CO2 injection at the Ketzin site, the first European onshore CO2 sequestration pilot study dealing with research on geological storage of CO2. First, we performed rock physics analysis to evaluate the effect of injected CO2 on seismic velocity using the Biot-Gassmann equation. On the basis of this model, the seismic response for different CO2 injection saturation was studied using ray tracing modeling. We then created synthetic walkaway VSP data, which we then processed. In contrast, synthetic seismic traces were created from borehole data. Finally, we found that the amplitude of CO2 injected sand layer with different gas saturations were increased with the offset when compared with the original brine target layer. This is the typical class III AVO anomaly for gas sand layer. The AVO responses matched the synthetic seismic traces very well. Therefore, walkaway VSP AVO response can monitor CO2 distribution in the Ketzin area.     

地震波场正演模拟中的有限单元方法

本文介绍了地震波场正演模拟中的有限单元方法。首先从粘弹性波动理论出发,推导了满足粘弹性介质的有限元方程,其次用不含阻尼矩阵的有限元方程模拟了地震记录。地表实例是自由界面的瑞雷面波。VSP记录有水平层、倾斜层;有零井源距和非零井源距;有线状和对称震源。 在程序中采用了超压缩存贮和分块计算措施,对降低有限元法要求计算机内存和运算速度的苛刻条件上做了有益的尝试。     

Migration of Magnetotelluric Data in Two——Dimensional Model

Since the wave equation of magnetotelluric(MT)field is similar to the one of seis-mic,the migration techniques used in seismic can be applied to MT data.In thispaper we make use of the principle of reflector mapping(i.e.U/D imaging principle)to image MT data.That is,the MT wavefield observed on the surface of the earth canbe resolved into upgoing and downgoing waves,the waves are extrapolated downward bythe phase-shift method or the phase-shift plus interpolation(PSPI)method.Conductivi-ty interfaces of the medium could be found by using the time coincidence of the upgoingand downgoing waves.Theoretical calculations show that the migration technique of MTdata presented here is very effective.It can not only enhance the lateral resolution of MTdata,but also obtain the visual image of subsurface interfaces.As compared with theconventional 2-D inversion,this procedure is more simple in calculation and can be easi-ly put into practice on a personal computer and is able to obtain the MT depth section,which is