偏移速度分析与偏移成像

偏移速度分析和偏移成像是地震资料处理的两个重要组成部分.目前时间偏移技术比较成熟,而深度偏移技术也在逐步完善,时间域偏移成像主要推崇叠前时间偏移法.采用沿层叠加速度分析技术可获得层面上准确的叠加速度,并通过倾角校正、叠前时间偏移和CRP反偏移速度分析逐步优化速度,得到一个符合地质规律、准确的均方根速度场;通过深度偏移方法的研究,总结了建立精确偏移速度场的方法,并提出了一种地震资料处理的思路,即基于射线追踪的Kirchhoff偏移和基于波场延拓的波动方程偏移的结合,使偏移速度分析和偏移成像在应用效果和效率上得到了很大的提高.     

速度模型误差给叠前深度偏移成像带来的假象

这里借助简单地质模型数值模拟的地震记录,采用分步傅立叶方法进行叠前深度偏移,给出了几种误差速度模型给偏移成像带来的影响。波动方程叠前深度偏移目前是解决地质复杂地区地震成像的一种有效手段,但是速度模型的精确程度,直接影响着成像结果的可信度。局部速度误差影响成像质量,而区域速度误差不仅影响成像质量,更重要的是影响成像的构造形态。所以在应用偏移成果时,一定要根据速度模型的可靠程度进行谨慎解释。     

叠前时间偏移在华北地区的应用

从应用的角度较详细地论述了三维叠前克希霍夫时间偏移的过程。在给定合理的偏移孔径下,三维叠前克希霍夫时间偏移利用均方根速度对叠前地震数据进行逐道处理,从而得到准确的归位数据。叠前时间偏移相对叠后时间偏移而言,前者能够进一步提高地下信息的成像质量及归位准确性,信噪比和分辨率也得到了改善,能够满足精细的地震资料的解释。因此,三维叠前克希霍夫时间偏移对于速度变化平缓、地下构造较复杂的地区具有广泛的应用价值。     

速度模型对地震波场偏移成像的影响

由于地震偏移速度的不确定性,偏移成像的质量很难得到保证。长期以来,人们对速度误差的分析大多是定性的,而且针对的是较简单的地质构造模型。为了揭示速度模型对地震波场偏移成像的影响特征,提高偏移成像的精度,对一些复杂地质模型进行了波动方程正演和偏移,并从理论模型的数值模拟结果中,推导出了速度模型对地震波场偏移成像的一些影响特征,提出了相应的改进建议和一些有益的结论和认识。     

倾斜层位偏移规律研究

层状介质模型是对实际地质情况较为准确的近似。而在实际的数据处理过程中,以等效均匀介质代替层状介质,波传播的几何路径、介质速度的差别会使对倾斜界面位置的判断偏离实际情况。针对设计的理论模型和从测井数据提取的实际介质模型,笔者运用几何射线理论和波场数值模拟技术,定量计算并提取了层状介质模型和等效均匀介质模型两种情况下反射点在时间和空间上的偏移量。结果证明,等效均匀介质模型近似会造成对倾斜界面位置的判断不准确; 准确的速度模型是偏移归位研究的关键,应尽量使用由地震测井资料求得的瞬时速度。     

共反射角偏移在礁滩复杂地质体成像中的研究

针对生物礁滩地质体具有高速、侧翼边界陡的特点,提出应用共反射角偏移成像技术(CRAM)进行生物礁滩地质体的成像.模型分析表明,虽然CRAM与Kirchoff偏移均属于射线类偏移技术,但是与Kirchhoff叠前深度偏移技术相比较,考虑了多路径的CRAM具有适应大倾角反射面、高速层下反射界面的成像,振幅保真性好、分辨率高的优势.通过建立速度变化大的礁滩模型,证实速度的强烈变化影响射线追踪和波形的稳定性,适当的速度平滑可以改善CRAM技术对复杂地质体的成像质量,有助于提高礁滩复杂地质体的地震识别.     

三维叠前深度偏移处理技术应用

近年来,三维叠前深度偏移地震资料处理技术得到了一定的发展,但是由于三维叠前深度偏移处理计算量大,要求有精确的深度-层速度模型,一直未走向工业化生产阶段.本文是在具备大型计算机的基础上,着重对如何求取精确的深度-层速度模型进行了探讨,提出了三维层速度相干反演和三维深度-层速度模型的优化处理方法.     

叠前深度偏移技术在QMQ地区成像中的应用

位于东部QMQ地区的地震资料,其地表地质条件较好,但因勘探目的层是奥陶系复杂的古潜山,因此,适合应用叠前深度偏移技术进行潜山顶及其内幕的成像。通过Kirchhoff叠前深度偏移技术中精细的数据准备、速度-深度模型的建立与优化、偏移孔径的试验与选择和偏移成像4个关键环节的应用研究,完成了QMQ地区地震资料的Kirchhoff叠前深度偏移。通过与叠前时间偏移剖面对比,叠前深度成像改善了QMQ地区地震数据的信噪比和分辨率,同时提高了奥陶系潜山及其内幕的成像精度,为后续的深度域地质解释和构造成图提供了可靠的偏移数据,研究成果对深层煤勘探所面临的底板奥灰水的研究具有借鉴意义。     

转换波波动方程叠前深度偏移

克希霍夫叠前时间偏移被广泛运用于转换波地震成像领域,该方法具有计算效率高、速度模型易于获取的优点。但是,纵横波速度差使纵波和转换波的成像在时间域不匹配,且克希霍夫偏移也无法较好地处理多次到达和保幅等问题。这里提出一种基于波动方程的转换波叠前深度偏移方法,以改善克希霍夫时间偏移的不足。     

串联偏移的应用及效果

随着界面倾角及埋深的增加，速度在纵向及横向变化比较复杂，很难一次给出精确的偏移速度。因此，偏移效果往往不够理想。串联偏移不需要一次给出精确的偏移速度，可以通过Ｎ次偏移，逐渐逼近，最终使反射波正确归位。由于采用了较低的偏移速度，在做波场外推时，可以使用较大的偏移深度步长。因此，不需要增加计算工作量，就能得到满意的偏移结果。     

关于浮动基准面与起伏地表面的讨论

确定起伏地表的空间位置是叠前深度域起伏地表偏移成像和速度建模成功的关键。浮动基准面本身就是一个起伏高程面,此外它还定义了CMP道集在其上进行基准面校正的规则。本文分析了确定浮动基准面的常用方法并明确了其在一般情况下所具有的物理意义,指出了即便是基于平均静校正法得到的浮动基准面,在一定条件下也可以直接用于起伏地表叠前深度域偏移成像和速度建模。此外,还讨论了在叠前深度域速度建模中错误地使用浮动基准面数据可能导致深度域成像结果中层位深度的移位和畸变的问题。     

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。     

共散射点道集与角道集串级优化叠前偏移速度分析

推导了基于角度域共成像点道集的叠前深度偏移层析速度分析公式,提出一种共散射点（CSP）道集与角道集串级优化叠前偏移的速度分析方法。该方法通过基于CSP道集的叠前时间偏移速度分析获取初始速度,利用基于角度域共成像点道集（ADCIGs）的叠前深度偏移速度分析进行速度更新。实现步骤概括为：将叠前地震数据映射为CSP道集,利用CSP道集叠加速度谱拾取能量团获取均方根（RMS）速度场;通过Dix公式将RMS速度转换为层速度作为层析的初始输入速度,基于ADCIGs实现叠前深度偏移层析速度反演,最终得到高精度的叠前偏移速度场。断层模型和实际资料试算结果验证了该方法的正确性和有效性。     

投影解析速度建模

当今地球动力学的研究已逐步引起重视 ,尤其是高新探测技术的发展 ,将会大大加快其研究步伐。地球物理勘探作为重要的探测技术之一 ,已在该领域做出了重要贡献 ,比如能源探测、环境保护、防灾减灾工作中都需要物探技术。文中就地震勘探领域中地震波成像前沿技术———深度偏移的核心问题———速度模型的建立展开深入的研究。在分析现有方法缺陷的基础上 ,提出投影解析速度建模方法。该方法建立在两个重要事实依据之上 :(1)地震波旅行时误差是由描述地下反射界面的深度误差和描述地层的速度误差共同引起的 ;(2 )在反演中要保证零炮检距旅行时不变。在局部平面波前假设和拉东投影原理下 ,导出由旅行时误差计算界面深度误差和速度误差的解析公式。该方法可保证界面深度和层速度同步快速收敛。与现有方法相比 ,该解析法可以明显提高计算效率 ,且应用效果相当明显。     

复杂构造地震叠前深度偏移方法及应用

地震勘探复杂构造和深层构造的精确成像,由于叠后时间偏移方法自身的局限性而不能解决。叠前偏移技术是解决精细速度分析和复杂构造成像的有效手段之一,也是近年来国内外地震资料成像的发展趋势,是解决速度横向变化剧烈的复杂地区的地震资料成像的关键技术。结合鄂尔多斯西缘工区地震资料,给出了复杂构造成像的方法、实现过程与成像效果。研究结果表明,采用叠前深度偏移技术对于复杂构造的描述相对于叠后偏移技术有很大的优势。      

The heterogeneous upper mantle low velocity zone

The upper mantle low velocity zone (LVZ) is a depth interval with slightly reduced seismic velocity compared to the surrounding depth intervals. The zone is present below a relatively constant depth of 100 km in most continental parts of the world, both in cratonic areas with high average velocity and tectonically active areas with low average velocity. Evidence for the low velocity zone arises from controlled and natural source seismology, including studies of surface waves and of primary and multiple reflections of body waves from the bounding interfaces, calculations of receiver functions, and absolute velocity tomography. The available data indicates a more pronounced reduction in seismic velocity and Q-value for S-waves than P-waves as well as high electrical conductivity in the LVZ. Seismic waves are strongly scattered by the zone, which demonstrates the existence of small-scale heterogeneity. The depth to the base of the LVZ is systematically shallower in cold, stable cratonic areas than in hot, active regions of the world. Because of its global occurrence below a relative constant depth of 100 km, the LVZ cannot be explained by metamorphic or compositional variation and rheological changes. Calculated upper mantle temperatures indicate that the rocks are close to the solidus in an interval with variable thickness below 100 km depth, provided that the rocks contain water and carbon dioxide. The presence of, even small amounts of such fluids in the mantle rocks will lower the solidus by several hundred degrees and introduce a characteristic kink on the solidus curve around 80–100 km depth. The seismic velocities and Q-values are significantly reduced of rocks, which are close to the solidus or contain small amounts of partial melt. Hence, the LVZ may be explained by upper mantle temperatures being close to the solidus in a depth interval below 100 km. Assuming that the rocks contain only limited amounts of fluids, this mechanism may explain the low velocities, Q-values, and resistivity, as well as the intrinsic scattering, and the characteristic variation in thickness of the low velocity zone.