基于立体层析反演的低频模型构建在深水区储层反演中的应用:以南海深水W构造为例

建立准确的低频模型是波阻抗反演中的重要环节,它直接影响着波阻抗反演结果的准确性。但是,常规模型建立方法的准确性受钻井数量影响明显,钻井数量越多,模型的准确性越高。在海洋深水油气勘探过程中,由于勘探费用昂贵,钻井数量非常少,很难通过常规方法建立准确的低频模型。特别是在沉积体横向特征变化较大时,地震反演的可靠性受到巨大影响。本文首先介绍了立体层析速度反演的基本理论和数据域、成像域立体层析速度反演的计算过程,综合数据域立体层析与成像域立体层析的优势获得了高精度速度模型;然后结合有限的钻井进行标定,构建出地震反演所需的低频模型,有效提升了低频模型的精度,使其达到可真实反映较大规模地质异常体的尺度;最后,将其应用于南海深水区W构造的勘探实践,提升了反演结果横向预测的准确性。     

利用特色叠前深度偏移技术消除崎岖海底影响——以珠江口盆地番禺—流花地区应用为例

叠前深度偏移技术可有效地进行复杂构造成像,针对不同的地质条件,需要应用不同的处理技术。针对陆架坡折带崎岖海底造成的地震成像差、构造畸变等问题,选择使用了如下叠前深度偏移技术:通过海平面叠前深度偏移技术得到精确的海底成像;通过约束速度反演、加入断层控制建立初始速度模型;采用百分比扫描速度分析对速度模型进行迭代修改,进而快速得到较为收敛的速度体;在此基础上再采用Kirchhoff积分法进行偏移。在珠江口盆地番禺—流花地区应用上述技术,基本消除了崎岖海底对下伏地层的影响,改善了断层和地层成像,并落实了该地区的构造圈闭。     

南海北部似海底反射层速度结构全波形反演

似海底反射层的速度异常是识别天然气水合物的重要标志,这里提出了一种针对天然气水合物似海底反射层的全波形反演方法。这种方法分为全局搜索与局部搜索二部份:首先使用遗传算法进行旅行时,反演得到背景速度模型;然后用其作为初始模型,使用共轭梯度算法进行全波形反演。通过对含噪数据的数值试验,算法表现出了较高的稳定性,并确定了进行全波形反演的遗传算子。将这种波形反演方法应用于我国南海北部海域的天然气水合物研究,反演得到了分辨率高于常规速度分析的似海底反射层速度结构,并识别出似海底反射层的速度异常。利用纵波速度反演的结果,计算出沉积物中游离气的含量,认为BSR下方的低速层可以解释为含至少1%游离气的薄层。并分析了研究区内甲烷气的来源,认为该区域游离气兼有生物气和热解气。     

崎岖海底OBC地震数据全波形反演策略

针对崎岖海底引起的波场传播和全波形反演处理的复杂性,本文提出相应的反演策略。通过对崎岖海底网格特殊处理解决正演和静校正时的地形近似问题。全波形反演采用快速多尺度算法、宽角补偿策略和静校正处理策略。结果表明,该反演策略在大大提高反演效率的同时,能兼顾深部和远偏移距反演效果,并能针对海水误差情况选择策略,在崎岖海底情况下得到好的全波形反演结果。     

旅行时差值曲线方法在时间项反演中的应用

因对初至旅行时层数的确定和拐点拾取存存不确定性．导致时间项反演方法在近地表复杂区建立的速度模型精度不高,静校正效果不理想。对此提出了利刚旅行时差值曲线方法进行层数确定和拐点拾取。理论分析认为,运用旅行时差值曲线方法时,应尽餐选择相邻的激发点。通过对三层近地表速度模型进行射线追踪。得到初至旅行时,根据其旅行时曲线初步判定层数,再运用旅行时差值曲线进一步确定层数。观察时间项反演速度模型,其与近地表速度模型较接近,经计算反演速度模型与设计的近地表速度模型之间的均方根误差仅为0．95m,可见该方法可有效提高时间项反演的精度。     

南海中央次海盆OBS位置校正及三维地震探测新进展

南海中央次海盆首次开展的三维海底地震仪(ocean bottom seismometer, OBS)探测试验, 对于全面认识南海扩张脊处速度展布特征及海底扩张历史有着重要意义.海底地震仪的位置是研究三维地震结构的关键参数之一, 高精度的三维OBS数据处理, 决定着后期地震结构反演模型的分辨率与准确性.利用直达水波走时信息, 综合最小二乘法反演原理, 并采用蒙特卡罗法模拟OBS降落海底的过程, 完成了南海中央次海盆试验区39台OBS数据格式转换与位置校正工作; 同时探讨了蒙特卡罗法应用于位置校正的精度问题.处理后OBS综合记录剖面中展示了多组清晰可靠、来自珍贝-黄岩火山链下深部结构中的P波震相, 如Pg、PmP和Pn震相, 为下一步南海中央次海盆的三维层析成像奠定了坚实数据基础.      

基于多目标函数的黏弹性全波形反演

全波形反演是勘探地球物理领域兴起的核心技术之一,不但可以构建地下速度结构,也能够反演衰减参数(品质因子Q)模型,有助于识别地下介质类型和构造(如流体和煤层陷落柱),对煤和油气等自然资源的勘探和开发有重要意义。参数串扰是黏弹性全波形反演的关键难点,受速度误差影响,反演的Q模型会包含非常强的串扰噪声。针对该问题,提出了基于多目标函数的黏弹性全波形反演理论与方法,首先通过旅行时反演速度结构,再通过中心频率目标函数反演Q模型,最终使用波形差目标函数同时反演速度和Q模型。由于中心频率主要受衰减影响,因此,可有效减弱速度误差对Q反演的影响。最后,通过数值模拟验证了算法可有效地反演速度和Q模型。     

层析反演静校正

表层模型层析反演是一种非线性模型反演技术,它利用地震初至波射线的走时和路径反演介质速度结构,不受地表及近地表结构纵横向变化的约束。根据正演初至时间与实际初至时间的误差,修正速度模型,经反复迭代,最终达到要求的误差精度。求取静校正时采用射线法计算炮点到检波点的旅行时,从而得到基准面校正量。     

海洋复杂陆坡深水区速度场建立方法探讨

海洋深水探区多在陆坡区,水深变化大,最深超千米,地质条件复杂,探井稀少,难以得到准确的速度场,直接用叠加速度转换深度会导致沉积层构造畸变,若仅用钻井速度预测深水区深度也将导致巨大误差。这里在分析深水速度结构特征和影响因素基础上,通过理论模型正演方法研究优选最佳速度反演的方法;利用钻井速度、叠前相干反演速度及地震叠加速度相互制约,形成了适合白云凹陷深水区的时深转换方法,较好地解决了深水区崎岖海底造成的构造畸变,深度预测精度得到大幅提高。     

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。     

坡折带区立体震源与平面震源资料对比分析

深水区逐步成为海洋油气资源勘探靶区,该区域地质情况复杂,中深层地震成像存在信噪比低、分辨率低的问题,势必影响油气资源的勘探开发。为提高深水区中深层地震数据的品质,从地震数据采集的源头出发,采用立体震源和平面震源在同一采集参数下,对坡折带区同一位置重复进行地震数据采集,经过相同的处理流程后,将二者在子波、炮集频谱、近道频谱、叠加剖面频谱、最终成像等方面进行对比分析。结果表明：立体震源子波在能量强度与受鬼波干扰方面都优于平面震源,且在深水区中深层具有频带更宽的特征,尤其是30～80 Hz频率更丰富,从而可以提高地震剖面的分辨率,改善地震数据的成像。由此可知,与平面震源相比,立体震源在改善深水区中深层地层成像方面具有较好的优势。因而在深水区中深层地质条件复杂的情况下,可采用立体震源采集地震数据,以提高地震数据成像品质。     

叠前深度偏移初始速度模型建模方法应用研究——以JY工区崎岖海底为例

Dix公式法和速度约束反演法,是地震资料叠前深度偏移建立初始速度模型的两种主要方法。首先利用JY工区深水崎岖海底的资料对这两种速度建模方法的成像能力进行了实验分析,结果表明,这两种方法都不能得到合理的初始速度模型。此外,通过速度约束反演得到的初始速度模型可以沿层位生成平均层速度模型。再利用垂向上地层埋深与速度关系和横向上同一套沉积地层与速度关系来共同修正平均层速度模型,这样可以获得更符合地质条件的初始速度模型。实验结果证明,通过引入地质背景的约束有利于建立起更为准确的初始速度模型,为后续的叠前深度偏移成像提供了有利保障。     

塔西南厚黄土戈壁区地震资料静校正处理技术及应用

静校正技术是复杂地表区地震资料地震成像的核心技术,塔里木盆地塔西南厚黄土戈壁区受低速层速度低、变化大,静校正问题突出,严重影响地震资料品质。在传统层析静校正技术的基础上,这里提出了改进的层析反演静校正处理技术,核心技术包括精确的初至拾取技术、分偏移距从浅到深逐步迭代的回转波层析反演技术、等速面静校正计算技术。通过这些技术的应用,提高了厚黄土戈壁区地震数据初至信息拾取的精度、近地表速度模型的精度和静校正计算量的精度。将改进的层析反演静校正处理技术,在塔西南厚黄土戈壁区的普东三维进行了实例应用,静校正问题得到了有效解决,地震成像质量得到显著改善。     

基于共轭梯度法的全波形反演

全波形反演是一种全新的地震成像方法,主要利用全波形信息反演地下介质参数,通过非线性优化波场理论值和观测值的残差实现波形反演。基于时间域声波方程,建立了时间域波场残差目标函数,以分层模型为例,分别从波场精度、目标函数收敛性和运行时间3个方面,比较了共轭梯度（Conjugate Gradient,CG）算法和拟牛顿算法（Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno,BFGS）反演的效果。同时,应用共轭梯度法对正、逆断层模型和Marmousi模型进行了速度结构反演。反演结果表明:共轭梯度法计算效率较高,反演得到的速度模型精度更高,反演效果较好,是一种有效的波形反演方法。      

井间地震走时波形层析成像方法

提出了井间地震走时波形顺序反演方法。该方法先利用井间地震走时反演得到速度模型的低频成分 ,然后用井间地震波形反演获得速度模型的高频成分。数值模型试验和实际应用结果表明 ,该方法反演稳健 ,提高了走时成像的分辨率 ,克服了波形成像易于陷入局部极小的缺陷 ,实现了快速高分辨率成像。     

南海北部东沙陆坡主要灾害地质因素特征

我国深水区海洋灾害地质研究成果较少,而南海北部东沙陆坡深水区天然气水合物资源的进一步勘探急需弄清海底地质环境。研究区缺乏浅地层剖面资料,因此,本文基于高分辨率2D地震资料等实测资料,率先在东沙陆坡深水区开展灾害地质研究。文中识别出地震、活动断层、海底滑坡、浅层气、泥火山、陡坎及侵蚀沟(谷)共7种具有活动能力的破坏性灾害地质因素,还识别出浅埋基岩面、海底火山、岩浆底辟共3种不具有活动能力的限制性灾害地质因素,同时总结了各灾害地质因素的平面展布特征并研究了其地震反射特征及灾害性。基于以上研究,本文认为陆坡深水区应重点避让海底滑坡、活动断裂、浅层气、侵蚀沟等与海洋工程关系密切的灾害地质类型,研究成果虽然精度有限,但可初步为该区天然气水合物的进一步勘探及防灾减灾提供参考。     

震源位置对波场能量传播以及数据采集的影响研究

针对琼东南盆地深水大陡坡区域中深层地震能量弱、成像品质较差的问题,这里通过混合网格建模技术建立了盆地内宝岛凹陷典型地震剖面速度模型。在此模型基础上,应用射线追踪方法模拟了震源处于不同位置时地震波场能量的传播方向及规律,得出地形复杂的大陡坡区域震源和检波点相对位置关系是影响地震能量传播、信号接收的重要因素之一。该研究对今后该类大陡坡、崎岖海底区域地震资料采集方案的设计和提高中深层地震资料能量及成像品质,具有非常重要的指导意义。     

基于各向异性理论的深水区地震资料叠前处理技术

南海北部深水区白云凹陷海底地质构造复杂、速度变化剧烈,各向异性现象普遍存在,多次波极为发育,地震成像难度大。为了更好地提高该深水区地震资料的成像质量,笔者引入了基于各向异性介质的叠前地震资料处理技术,并将其应用到深水白云6-1工区。该技术系列主要由三维广义多次波衰减、各向异性速度分析和偏移成像等技术组成。深水资料应用结果表明：GSMP建立的多次波模型,能有效地压制多次波,使剖面更显著;基于各向异性的高密度速度分析可以更好地描述地质信息;剖面的断层能量在基于各向异性叠前时间偏移处理后得到聚焦,最终该技术系列提高了地震资料的成像质量。     

叠前地震全波形反演实际应用的关键影响因素

叠前地震全波形反演是利用波动方程正演模拟来描述地震波传播特征,通过非线性局部寻优方法来获取高精度反演结果的方法。与其他反演方法相比,全波形反演利用的是叠前炮域地震数据,没有经过叠加处理,更好地保留了振幅、相位、频率等波形参数随偏移距变化的特征。在反演结果中得到的不再是简单的界面和旅行时信息,而是反映地层速度和构造特征的深度域数据体,有助于对地质体的分析和认识。从叠前全波形反演方法的优势出发,通过理论模型的全波形反演,分析做好全波形反演的技术关键,然后将全波形反演方法应用于实际资料处理,并将反演结果应用于偏移处理和河流相储层识别中,取得了良好的应用效果。最后针对全波形反演实际资料应用中应该注意的问题进行了总结,为叠前全波形反演的进一步发展和应用提供借鉴。     

一种快速建立层析反演初始模型的方法

建立近地表层析反演模型时,通常利用射线追踪方法来计算模型初至旅行时,再与观测的初至实际旅行时进行比较,反复修改模型直到计算值与观测值的误差达到最小。因此,初始模型建立的质量直接影响到层析反演的精度、收敛速度和迭代次数。通过模拟近地表模型,利用时间项反演方法快速建立初始模型,提高了层析反演的精度,加快了收敛速度,减少了迭代次数。