低信噪比浅水区OBS测线初至拾取研究

浅水区OBS(Ocean Bottom Seismograph)测线往往具有信噪比较低,空间假频发育严重的问题,导致OBS测线初至拾取困难,进而影响反演速度模型的可靠性.本文通过直达波校正,正演模拟校正和射线互逆实现对浅水区OBS测线初至的准确拾取和质控.直达波校正消除主要的时钟漂移量.通过多道地震与OBS的联合处理,充分利用多道地震浅层速度模型较准确的特点,通过正演模拟构建OBS道集,弥补了实际采集的OBS道集浅层空间假频严重的问题,正演模拟法基本消除了剩余时钟漂移量,校正后的OBS道集符合层析成像的要求,同时也解决了近偏移距初至拾取的问题.利用射线互逆的方法,通过不同OBS道集组合不同偏移距组的对比验证,解决了中远偏移距初至拾取对比验证问题.三步法基本解决低信噪比浅水区OBS测线初至拾取的问题,为速度反演获得准确的模型奠定了基础.     

层状各向异性介质转换波克希霍夫叠前时间偏移

在克希霍夫叠前时间偏移处理中,地震波走时的计算方法是决定大偏移距地震资料成像品质的重要因素.在常规的三维转换波各向异性叠前时间偏移公式中,走时的计算是基于等效单层各向异性介质的非双曲线方法.用这种方法处理的成像道集,在偏移/深度比超过一定阈值后,成像道集中的反射同相轴将出现过偏现象,这种偏移不平的同相轴将影响偏移叠加的最佳响应,使得偏移成像波组呈低频化特征,最终降低三维转换波偏移成像质量.我们采用层状介质的走时计算方法代替常规算法,并且利用了常规方法的转换波各向异性偏移速度模型.基于层状介质的算法能够提高大偏移距转换波走时计算精度,克服中浅地层大偏移距远道成像道集中反射同相轴逐渐上翘的问题.两个地区的三维转换波资料处理结果证实,基于层状各向异性介质的转换波克希霍夫叠前时间偏移方法,明显改善了反射成像剖面的连续性和分辨率,提高成像剖面构造的可解释性.     

虚拟偏移距转换波叠前时间保幅偏移的影响因素

虚拟偏移距(POM)偏移方法是基于Kirchhoff积分的叠前时间偏移方法,这种方法具有改善共反射点模糊成像的优势,较少依赖速度模型,具有良好的振幅保持能力,计算成本相对较低,且在横向速度变化不太剧烈的情况下能够取得较好的成像效果,是转换波叠前时间偏移的一种重要方法.因POM方法是通过将地震波旅行时的双平方根(DSR)方程转化为以虚拟偏移距为变量的单平方根双曲线方程,这种方法的虚拟震源与虚拟检波器并非并置在一起,其传播路径符合Snell定律,可抽取真正的共转换散射点(CCSP)道集,该道集不需要倾角时差校正(DMO),形成CCSP道集的过程就等于叠前时间偏移的过程.随着AVO技术的发展,振幅的保真性在偏移过程中越来越重要.本文详细分析了初始速度、虚拟偏移距和偏移孔径对共转换散射点(CCSP)道集的影响.通过转换波POM保幅成像模型试算,结果表明,利用虚拟偏移距进行叠前时间偏移时,选择合适的虚拟偏移距间隔和偏移孔径至关重要.     

浅层地震勘探资料处理中的速度分析参数选取

浅层人工地震勘探是当前城市地震活断层探测的主要方法,勘探精度不仅受激发、接收等因素的影响,还与地震数据处理的精度密切相关。速度分析是地震勘探资料处理中的关键环节,它的准确与否对动校正、共深度点叠加、叠后偏移及时深转换等都将产生影响。针对浅层地震资料目的层较浅、叠加次数少和城市背景干扰大等特点,文中对速度分析的参数选取问题进行了研究。首先通过对相邻CDP道集内各接收道炮检距的分析,以及单个和多个CDP道集的对比,提出了用于速度分析的CDP大道集的抽取原则。并通过对不同的CDP大道集、速度扫描间隔、计算时窗长度、动校切除比例等所获得的速度谱的对比分析,对速度谱扫描过程中各参数的选取提出了建议,并对速度分析及时深转换过程中值得注意的问题进行了讨论     

基于稀疏反演理论的自动叠加速度反演方法

叠加速度分析技术是常规地震资料处理中的重要环节,也是经典的时间域速度建模方法.叠加速度分析技术主要包括速度谱计算和拾取两个步骤.至今为止,多数研究工作通过提高速度谱的分辨率以及抗噪声能力,获得高质量的速度谱从而有利于拾取.本文的目标是将叠加速度分析技术转为一个全自动化的处理流程.从参数估计的角度出发,将叠加速度估计转化为稀疏反演框架下的模型参数估计问题,并通过稀疏反演算法自动反演叠加速度,进而提高叠加速度建模的效率.为实现这一目标,首先给出了正问题的定义,即层状介质中CMP道集的预测模型,利用叠加速度、垂向双程走时(t_0)以及反射子波以及CMP道集时距关系(如双曲时距关系)可以预测CMP道集.接着,速度分析反问题可以描述为已知观测的CMP道集,估计模型参数(叠加速度及t_0时间等).利用模型参数的稀疏性作为约束条件并用L_0范数作为模型稀疏性的度量准则,叠加速度分析可以转化为L_0范数约束下的稀疏反演问题.本文提出了一种基于预测校正思想的匹配追踪算法求解上述反问题,实现了自动叠加速度建模并为后续的高精度速度反演方法提供较好的初始模型.理论和实际资料的测试结果证明了本文方法的有效性.     

叠前地震数据的平面波深度偏移法

提出了一套基于平面波分解的波动方程叠前地震数据深度偏移方法. 通过对共炮点道集和共偏移距道集地震数据的平面波分解，分别得到适用于单平方根波场外推方程和双平方根波场外推方程的共ps（炮点坐标平面波参数）平面波道集和共ph（偏移距坐标平面波参数）平面波道集. 在对共炮点道集和共偏移距道集地震数据的平面波分解时，不需要进行通常意义下的τ p变换计算. 通过对共ps平面波道集和共ph平面波道集的偏移效果对比，我们认为在速度弱横向变化介质中，两种平面波道集偏移方法的效果相当，但对于速度强横向变化介质，共ps平面波道集偏移方法的效果要优于共ph平面波道集偏移方法. 在计算效率方面，共ps平面波道集偏移方法与共ph平面波道集偏移方法基本相同.     

虚拟偏移距方法在转换波叠前时间偏移中的分析与应用

虚拟偏移距偏移(POM)是一种新的转换波叠前时间偏移方法,是对等效偏移距偏移(EOM) 的一种改进,它与EOM方法映射方式上虽然不同, 但本质都是相同的,都是将原始输入道集映射成为共转换散射点道集。本文主要介绍了两种偏移方法的原理,通过理论模型来验证两种方法对模型参数的敏感性。在远偏移距情况下,为了能在速度分析中得到更精确的偏移速度,分别用小排列拟合的双曲线公式、三阶近似式、双平方根旅行时公式对映射后的POM道集做动校正,从而验证了三个公式的精度。最后用POM方法对复杂构造进行了叠前时间偏移。     

多波高斯束叠前深度偏移速度分析(英文)

多分量地震资料叠前深度偏移技术可以对地下复杂地质构造进行更准确的成像,精确成像的前提是获取准确的纵横波偏移速度。本文采用高斯束偏移方法对多波地震数据进行偏移速度分析,首先分别给出纵波和转换波共偏移距域高斯束叠前深度偏移方法原理,在此基础上抽取纵波和转换波偏移距域共成像点道集;然后根据共成像点道集拉平准则,分别对纵波和横波速度进行更新;当两种波成像深度不一致时,对纵波和转换波成像剖面进行深度匹配,完成高精度的纵横波偏移速度分析。模型数据和实际资料试算表明,该方法是一种有效的多波偏移速度分析方法。     

利用深反射地震数据构建的多阶面波频散曲线反演近地表横波速度结构——以跨班公湖—怒江缝合带深反射地震资料为例

深反射地震剖面法为了获取深部结构特征常常采取大的偏移距采集数据.目前公开发表的相关资料中,鲜有利用深反射地震炮集数据获取近地表的结构特征.为此,本文通过正演测试了相关数据处理流程,即利用有限差分正演了起伏地表模型的大偏移距地震单炮弹性波场特征,通过共检波点域面波信号F-K频谱叠加构建新方法,从深反射地震数据集中提取了高品质的多阶面波频散曲线,再利用多阶面波联合反演获得了近地表的结构特征.在前述正演流程基础上,利用跨越班公湖—怒江缝合带的SinoProbe深反射地震剖面中的实际炮集数据,求取了基阶和一阶瑞利波频散曲线,联合反演后得到近地表横波速度结构.该结果与初至波走时反演获取的纵波速度结构具有较好的一致性,且在近地表的浅层分辨率较纵波速度结构特征更高,而更与已有地质认识相吻合.本文提供的相关数据处理流程表明利用深反射地震炮集数据,也能够获取近地表浅层的横波速度结构.     

南海海盆东北部内孤立波的地震海洋学研究

以往利用地震海洋学方法发现的内孤立波大多在东沙岛附近,本文在南海海盆东北部首次利用地震海洋学方法发现了海盆中的内孤立波.通过叠前偏移观察该内孤立波细结构的变化,发现内孤立波波形在采集时间段内整体较稳定,内孤立波浅层反射相对深层变化较大.通过改进前人的方法,利用共偏移距道集叠前偏移剖面计算内孤立波视相速度.该方法比直接使用共偏移距道集拟合的共中心点-炮点对曲线线性更好,其计算的内孤立波视相速度为0.82m·s~(-1),内孤立波视传播方向为从NW向SE(172°N方向,0°指向北).     

转换波四参数速度分析方法在k71地区的应用

3-D converted-wave data were acquired using digital MEMS （micro-electromechanical system） three component （3C） sensors in the alternating sand and shale sequence in the overburden of the Shengli Ken-71 area. This gives rise to serious non-hyperbolic moveout effects in the converted-wave data due to both the asymmetrical ray path and anisotropic effects. Conventional velocity analysis and moveout correction based on isotropic methods do not flatten reflections events. Here, we use a four-parameter theory to evaluate these effects and process the data. These four parameters include the PS converted wave stacking velocity （Vc2）, the vertical velocity ratio （Y0）, the effective velocity ratio （Yeff）, and the anisotropy parameter （xoff）, The method utilizes the moveout information at different offsets to estimate the different parameters and ensures that the events are properly aligned for stacking, As a result, this four-parameter theory leads to an improvement in imaging quality and correlation between the P-waves and converted-waves.     

Traveltime approximation in vertical transversely isotropic layered media

The well‐known asymptotic fractional four‐parameter traveltime approximation and the five‐parameter generalised traveltime approximation in stratified multi‐layer transversely isotropic elastic media with a vertical axis of symmetry have been widely used for pure‐mode and converted waves. The first three parameters of these traveltime expansions are zero‐offset traveltime, normal moveout velocity, and quartic coefficient, ensuring high accuracy of traveltimes at short offsets. The additional parameter within the four‐parameter approximation is an effective horizontal velocity accounting for large offsets, which is important to avoid traveltime divergence at large offsets. The two additional parameters in the above‐mentioned five‐parameter approximation ensure higher accuracy up to a given large finite offset with an exact match at this offset. In this paper, we propose two alternative five‐parameter traveltime approximations, which can be considered extensions of the four‐parameter approximation and an alternative to the five‐parameter approximation previously mentioned. The first three short‐offset parameters are the same as before, but the two additional long‐offset parameters are different and have specific physical meaning. One of them describes the propagation in the high‐velocity layer of the overburden (nearly horizontal propagation in the case of very large offsets), and the other characterises the intercept time corresponding to the critical slowness that includes contributions of the lower velocity layers only. Unlike the above‐mentioned approximations, both of the proposed traveltime approximations converge to the theoretical (asymptotic) linear traveltime at the limit case of very large (“infinite”) offsets. Their accuracy for moderate to very large offsets, for quasi‐compressional waves, converted waves, and shear waves polarised in the horizontal plane, is extremely high in cases where the overburden model contains at least one layer with a dominant higher velocity compared with the other layers. We consider the implementation of the proposed traveltime approximations in all classes of problems in which the above‐mentioned approximations are used, such as reflection and diffraction analysis and imaging.     

基于信号估计的高分辨率叠加速度分析

如何得到高分辨率的叠加速度谱是高分辨率地震资料处理的关键.本文在分析地震共中心点(CDP)道集的振幅随偏移距变化(AVO)特性的基础上,提出一种信号模型来逼近CDP道集,然后利用优化技术估计信号,并采用信号估计误差实现信号检测,从而提出一种新的基于信号检测和估计的高分辨率叠加速度谱分析方法.文中的方法充分利用地震信号波形中所包含的速度信息.     

Dense 3D residual moveout analysis as a tool for HTI parameter estimation

Three‐dimensional residual moveout analysis is the basic step in velocity model refinement. The analysis is generally carried out using horizontal and/or vertical semblances defined on a sparse set of in‐lines or cross‐lines with densely sampled source–receiver offsets. An alternative approach, which we call dense residual moveout analysis (DRMA), is to use all the bins of a three‐dimensional survey but sparsely sampled offsets. The proposed technique is very fast and provides unbiased and statistically efficient estimates of the residual moveout. Indeed, for the sparsest possible offset distribution, when only near‐ and far‐angle stacks are used, the variance of the residual moveout estimate is only 1.4 times larger than the variance of the least‐squares estimate obtained using all offsets. The high performance of DRMA makes it a useful tool for many applications, of which azimuthal velocity analysis is considered here. For a horizontal transverse isotropy (HTI) model, a deterministic procedure is proposed to define, at every point of residual moveout estimation, the azimuthal angle of the HTI axis of symmetry, the Thomsen anisotropy coefficients, and the interval (or root‐mean‐square) velocities in both the HTI isotropy and symmetry planes. The procedure is not restricted by DRMA assumptions; for example, it is also applicable to semblance‐based residual moveout estimates. The high resolution of the technique is illustrated by azimuthal velocity analysis over an oilfield in West Siberia.     

高分辨率数据处理技术在近海工程地震勘探中的应用

在近海工程多道浅地层地震勘探中，高分辨率地震数据处理技术是一个重要的组成部分，也是提高资料分辨率和信噪比的有效途径.由于为工程服务的近海地震勘探对分辨率的要求很高，因此地层速度的拾取和衰减多次反射干扰波成为影响分辨率的主要因素.本文针对我国某海域工程地震资料，运用了高分辨率速度分析技术和K—L变换多次波压制方法，极大地提高了资料的信噪比和分辨率，有效地解决了该地区的工程地质问题.     

高密度资料面元细分与速度分析关系研究

速度分析是地震资料处理的重要环节,制作准确的速度谱,可为动校正提供可靠的速度资料,并最终决定叠加资料的质量.本文在对速度分析的基本估算方法和应用要素做系统的概括总结后,对面元细分与速度分析关系进行了详细的理论研究和实际资料的检验.理论模型数据和胜利油田永新工区高密度实际资料处理表明,面元细分对速度谱的主要影响是覆盖次数,覆盖次数较低时,要准确获知速度较难;覆盖次数增大,速度谱变好,但其精度并不按覆盖次数线性增大.要实现高密度资料分辨率品质的提高,必须提高检波器接收精度.     

利用多道信号测定短周期面波频散

使用适配滤波频时分析技术处理面波信号,获取滤波后的时域包络,并对具有相同群速度的各道信号包络的振幅进行叠加,取叠加所得极大值对应的走时为该频率的群延时,以此来提高群速度的测量精度对P-τ,（相慢度-时间）域的波场进行傅氏变换,然后在P-ω（相慢度-频率）平面叠加多道信号来测定相速度．利用这两种方法处理合成的短周期瑞利波地震图,结果表明：经过振型分离以后,利用基阶振型信号所求出的相速度、群速度曲线更加接近理论频散值．对地震勘探资料进行处理,取得了5-40Hz内的相速度、群速度频散,且曲线较为平滑     

Wide-angle linear forward modelling of synthetic seismograms

We address the issue of linearity and scale dependence in forward modelling of seismic data from well logs, for large ray parameters, wide angles or large offsets. We present a forward model, within the context of seismic‐to‐well matching, that is linearized in the elastic properties of the earth. This model preserves linearity at large ray parameters and can handle fine‐layering effects such as induced anisotropy. Starting from a low‐contrast small‐ray‐parameter model, we extend it to a large‐ray‐parameter model by fully linearizing the elastic‐property contrasts. Overall linearity of the forward model is extended by partitioning the compressional‐wave and shear‐wave velocity fields into two fundamental scales: a kinematic scale that governs wavefield propagation effects and a dynamic scale that governs wavefield scattering effects. This analysis reveals that the standard practice in forward modelling of strongly filtering the ratio of compressional‐wave velocity to shear‐wave velocity is well founded in the underlying physics. The partitioning of the velocity fields also leads naturally to forward modelling that accounts fully for stretch effects, to resolution of the angle‐of‐incidence versus ray‐parameter dichotomy in seismic‐amplitude analysis, and to full accounting for induced anisotropy and dispersion effects due to fine‐layering of isotropic media. With the onset of routine long‐offset acquisition and the compelling need to optimize asset management in order to maximize reserve recovery, this forward model recognizes the physics of seismic wave propagation and enables a more complete exploitation of amplitude information in pre‐critical seismic data.