地震资料Q值估算与反Q滤波研究综述

反Q滤波是地震资料处理中提高成像分辨率的重要方法.设计和应用反Q滤波时,建立一个既简便又符合地下介质实际情况的Q数学模型和较准确地估算地下品质因子Q值是关键.前人对Q值估算和反Q滤波的研究取得了很多进展.本文简述了常用Q数学模型的理论基础,重点概括了各类Q值估算方法,分类介绍了各种反Q滤波补偿方法,预测了Q值估算和反Q...     

基于矢量波场逆时偏移的保幅角道集提取方法（英文）

将偏移后的炮域偏移距道集转换为角度域共成像道集(ADCIGs)可为偏移速度分析(MVA)和叠前反演提供输入道集,并且ADCIGs是理论上没有假象的叠前反演道集,也是目前公认的精度最高的叠前反演道集。本文研究了基于矢量波场逆时偏移的弹性波保幅ADCIGs的提取方法,以保幅弹性波逆时偏移方程为基础,其核心是求取不同震源位置的纵、横波场在地下各成像点的入射角,对于转换波勘探,二者共享一个入射角,即震源纵波入射角。根据几何关系,震源纵波波场的传播角、构造的局部地层倾角之差为震源纵波入射角,震源纵波波场的传播角利用解耦后纵波场的极化向量得到,构造的局部地层倾角利用偏移叠加剖面的复波数得到。对纵、横波的共炮点偏移道集按入射角重新排列即可得到各自的ADCIGs。文中利用水平层状介质模型、倾斜层状介质模型、Marmousi-Ⅱ弹性波部分模型和实测资料验证了算法的有效性,计算结果表明,本文方法计算的纵、横波角度具有较高的精度,提取的角道集具有较好的振幅保真性,能够为MVA和叠前反演提供可靠的输入道集。     

P-P、P-SV波叠前联合反演在致密气储层预测中的应用

常规叠前反演大都是利用P-P纵波单分量资料基于各向同性理论的近似公式来反演,仅利用P-P纵波资料反演地层岩性等弹性参数,无论在理论基础还是反演精度上都存在不足,且反演结果具有多解性.而同时用P-P纵波和P-SV转换波资料联合反演,可以增加约束条件,提高反演结果的稳定性、可靠性.本文以各向异性理论为基础,利用实际3D3C资料,进行了P-P纵波、P-SV转换波联合叠前反演计算,P-P纵波、P-SV转换波叠前联合反演利用了纵波和转换波的叠前资料,尽可能保留了地层的AVO信息,输入数据增加了转换横波数据,同时利用了纵波和转换波两个独立变量信息,采用完全Knott-Zoeppritz方程求解,反演结果比P-P纵波单分量资料叠前反演更稳定、可靠、反演精度明显提高.研究区实际资料计算结果表明,反演结果可以更真实的反映储层段的物性和含气性,P-P纵波、P-SV转换波联合叠前反演比P-P纵波单分量资料叠前反演预测储层符合率提高了十个百分点,该反演方法是一种有效的反演方法.     

一种自适应增益限的反Q滤波

地层的Q吸收会造成地震波振幅衰减、相位畸变,分辨率和信噪比明显降低.反Q滤波可消除由于地层Q吸收造成的振幅衰减和相位畸变,从而提高地震资料的分辨率;但反Q滤波振幅补偿的数值不稳定性问题会严重降低地震资料的信噪比,并产生很多假象.截止频率法和稳定因子法反Q滤波振幅补偿方法虽可控制数值非稳定性问题,但振幅补偿函数的增益限为一个时不变的常数,且与地震数据动态范围无关,其经常会压制深层地震波的高频成分,反而降低地震资料的分辨率;因此,本文在研究截止频率法和稳定因子法的基础上,结合地震数据的动态范围对地震记录分辨率的影响,提出了一种自适应增益限的反Q滤波振幅补偿方法,其增益限和稳定因子都是时变的,且都自适应于地震数据有效频带的截止频率.合成数据和实际数据试算表明,本文的自适应增益限的反Q滤波方法可恢复地震信号有效频带范围内的能量,且能较好地控制数值非稳定性问题,最终获得高分辨率和高信噪比的地震数据.     

一种稳定的VSP反Q滤波方法

VSP-垂直地震剖面法勘探技术能够提供准确的速度参数、层位标定、井孔周围的构造、岩性及储层的分布范围,为利用地面地震反射信息进行构造精细解释、储层横向预测和油藏描述提供可靠的资料依据.但是地震波在地下介质中传播会产生吸收衰减,降低VSP资料的信噪比和分辨率.本文提出了一种针对VSP资料的稳定的反Q滤波方法.先分离波场,然后对下行波和上行波分别进行反Q滤波补偿.用模型数据和实际VSP资料进行试算,都取得了很好的效果.     

零偏移距VSP资料层Q反演及其应用研究(英文)

地层品质因子Q的可用于地震资料高分辨率处理,而从VSP资料下行直达波更容易获取准确的地层品质因子。通过对零偏移距VSP资料的监控子波和下行初至波的频谱进行综合分析,仿照Ricker子波频谱的表达式,本文提出了震源子波频谱新的表达式。在震源子波频谱新的表达式基础上,我们介绍了改进的频谱拟合法和改进的谱比法的层Q值反演方法及相应的处理流程。基于本文提出的层Q值反演方法,利用实际的零偏移距VSP资料的下行直达波,反演稳定的层Q值,并用于零偏移距VSP资料及井旁地面地震资料的反Q滤波振幅补偿处理,提高了地震资料的分辨率。     

叠前地震衰减各向异性的裂缝预测方法及应用（英文）

储层的裂缝分析在油气勘探中已变得愈来愈重要。品质因子Q值是表征地下介质对地震波吸收衰减特性的一个重要参数,不仅能够反映介质内部的本质特征,同时也可用于裂缝识别。在储层地震属性和反演中,地震叠前资料比叠后资料包含更加丰富的储层信息,因此,利用叠前地震道集进行吸收衰减参数提取能够进一步提高衰减系数估算的准确性。本文提出了一种在改进S变换基础上利用叠前地震CMP道集资料提取品质因子Q的方法。改进的叠前Q提取方法,首先是利用时频分辨率可调的改进S变换对叠前CMP道集进行时频分析,推导了利用改进S变换的频谱比法计算公式,其次采用能谱密度比替代传统的振幅比来逐道求取估算Q值的频谱比的斜率;然后建立谱比斜率与炮检距之间的关系式,采用多道拟合的方法消除炮检距影响,从叠前地震道集资料中提取准确的品质因子Q。最后本文把该叠前Q值计算方法引入到前进潜山储层裂缝预测中,纵波吸收衰减的各向异性具有好的实际应用效果。     

叠前地震Q值反演在储层流体识别中的应用研究

相较于常规的叠后资料Q值估算方法,本文的Q值反演法充分利用了叠前地震资料所具有的丰富振幅、频率和走时信息.首先简化黏弹性介质纵波反射系数近似,利用贝叶斯理论,建立反演方程,然后通过加入柯西约束和模型约束对算法进行优化,增加反演细节和横向连续性,提高反演精度和可靠性,最后将算法应用胜利油田东部探区的复杂岩性油气藏中,同时反演纵横波速度、密度和地层吸收衰减参数Q,成功地区分了强振幅引起的"真假亮点",识别了储层的含油气性,弥补了传统方法的不足.     

一种改进的广义稳定反Q滤波方法

由于地层的黏弹性和非均质性,地震波在传播过程中振幅衰减,相位畸变,导致地震资料分辨率和信噪比降低.反Q滤波是补偿地层衰减的一种常用方法.常规的反Q滤波方法的振幅补偿算子只与时间、频率有关,其振幅补偿频带范围、强度固定不变,不能够根据地震记录的自身特点灵活地进行振幅补偿.基于此,本文在广义稳定反Q滤波法的基础上,提出了一种改进的广义稳定反Q滤波方法.新方法提出了一种新的稳定因子,并通过参数p对振幅补偿算子进行了优化.其振幅补偿算子与地震资料信噪比、走时、频率、品质因子相适应,可以更加精确地对振幅进行补偿.理论数据测试和实际地震资料应用均表明,新方法在振幅补偿和噪声压制上优于广义稳定反Q滤波法,其处理后的地震资料振幅恢复保真度、分辨率和信噪比更高,对储层预测和精细解释工作具有重要意义.     

基于等效加权模型的单步延拓反Q滤波方法研究及应用

通过建立等效加权模型并进行单步向上延拓反Q滤波,减弱目前常规Q值模型对反Q滤波效果的限制,达到进一步提高地震记录分辨率的目的.目前,常规Q值模型包括常Q模型和层状模型,常Q模型与复杂的地下情况相差较大,导致地震波能量衰减补偿效果较差;而基于层状模型进行反Q滤波则会导致噪声逐层放大,降低地震记录信噪比.基于等效加权模型进行单步向上延拓反Q滤波,可以有效补偿地震波振幅衰减并校正相位畸变,在保持信噪比的同时提高地震记录分辨率.通过模型测试,基于等效加权模型进行单步向上延拓反Q滤波,可以在有效压制噪声的同时增强能量衰减补偿效果;实际资料应用的结果表明:该方法不仅能有效补偿深层能量衰减,并且能较好的压制环境噪声,在提高地震资料分辨率的同时保持了信噪比.     

Multiwave velocity analysis based on Gaussian beam prestack depth migration

Prestack depth migration of multicomponent seismic data improves the imaging accuracy of subsurface complex geological structures. An accurate velocity field is critical to accurate imaging. Gaussian beam migration was used to perform multicomponent migration velocity analysis of PP- and PS-waves. First, PP- and PS-wave Gaussian beam prestack depth migration algorithms that operate on common-offset gathers are presented to extract offset-domain common-image gathers of PP- and PS-waves. Second, based on the residual moveout equation, the migration velocity fields of P- and S-waves are updated. Depth matching is used to ensure that the depth of the target layers in the PP- and PS-wave migration profiles are consistent, and high-precision P- and S-wave velocities are obtained. Finally, synthetic and field seismic data suggest that the method can be used effectively in multiwave migration velocity analysis.     

基于吸收衰减补偿的多分量高斯束逆时偏移

高斯束逆时偏移结合了射线类偏移的高计算效率和波动方程逆时偏移的高精度,能很好地处理焦散点、大倾角成像问题,并且具有面向目标成像的能力.多分量地震资料的偏移技术可以对地下复杂构造进行更准确的成像,由于实际地下介质具有黏滞性,研究黏弹性叠前逆时偏移具有一定的现实意义.本文采用高斯束逆时偏移方法对多分量地震数据进行吸收衰减补偿,首先分别给出纵波和转换波共炮域高斯束叠前逆时偏移方法原理,在此基础上推导补偿吸收衰减的表达式,校正Q引起的振幅衰减和相位畸变,实现基于吸收衰减补偿的多分量高斯束叠前逆时偏移.数值模型的测试结果显示,在考虑地下介质的黏滞性时,本文方法具有更高的成像分辨率.     

基于动态图像变形的PP与PS波层位直接匹配

多分量地震资料的矢量偏移、多波地震资料的联合解释与反演均需要估算纵横波的速度比,实现纵波与转换横波在时间或深度域的匹配.基于DTW,本文实现了一种适用于PP与PS波直接匹配的动态图像变形算法.该算法分为三个部分:首先,使用二阶对称动态规划算法逐样点递归计算PP与PS波走时或深度的误差累积和;其次,在以误差累积和为目标函数的回溯阶段设定变形窗,并在纵横波速比约束的变形窗内递归回溯搜索匹配路径;最后,根据最大相关系数判定准则在匹配路径中确定最佳匹配路径,获得使PP与PS波匹配的拉伸或压缩时移量.利用所获得的拉伸压缩时移量计算纵横波速度比就可以实现PP与PS波之间的匹配.模型与实际陆上多分量地震资料测试结果表明:该方法具有较高的匹配精度,且对于信噪比、相似度较低的多分量地震资料,该方法也能产生较好的匹配效果.     

基于褶积原理和改进广义S变换的震动波衰减补偿试验研究

为了恢复震动波能量在传播过程中产生的衰减损耗,提出基于褶积原理求取品质因子Q的方法与改进广义S变换相结合的反Q滤波法。通过震动波衰减补偿模型试验,对试验数据进行改进广义S变换的时频特性分析,得出了信号的能量分布情况以及时间频率对应关系;采用基于褶积原理求取品质因子的方法,得到时变Q值;对试验数据进行反Q滤波处理,使震动波能量得到了补偿。结果表明本文提出的反Q滤波法提高了对震动波能量衰减补偿的效果,拓宽了地震资料的频带,提高了地震资料分辨率,有利于进行高分辨率地震勘探、深部信号增强和油气藏预测工作的开展。     

用于深度域地震剖面衰减与频散补偿的反Q滤波方法

根据地震波在非弹性介质中的传播规律，本文提出了一种在深度域地震剖面进行反Q滤波的新方法. 在深度域的Q滤波算子符合地震波在衰减介质中的传播规律，不仅考虑了介质吸收对地震波振幅的影响，而且还保证了所造成的波形畸变满足因果规律，即地震体波具有某种频散性质. 利用该方法处理了2条总长度约60km的某浅海地区叠后深度偏移地震剖面. 合成记录剖面的正演和反演计算结果表明，在对地震剖面进行深度域反Q滤波之后 ，不仅达到了压缩中、深部目的层子波宽度提高分辨率和信噪比的目的，而且保持了原始地震剖面的整体形态和能量分布.     

基于Kjartansson模型的反Q滤波

利用Ｋｊａｒｔａｎｓｓｏｎ提出的数学模型，建立包含有衰减和频散的正演模型。从这个模型出发，推导出适合于处理非平稳地震记录的反Ｑ滤波。用该方法不仅能补偿振幅的衰减，而且还能消除频散。通过对实际资料的处理，其结果是令人满意的。最后，给出了在最佳意义下的反Ｑ滤波方法。     

基于反演的稳定高效衰减补偿方法

反Q滤波方法是提高地震数据分辨率的一种有效途径,可以用来补偿振幅和校正相位.常规的反Q滤波方法一般基于波场延拓理论,具有不稳定性或振幅补偿不足的缺点.本文基于波场延拓的正Q滤波方程,借鉴反演的思想以及正则化策略提出了一种新的衰减补偿方法,该方法稳定、精确,利用该方法可最终得到高分辨的地震记录.该方法仅计算有效频带内的频率分量,提高了计算效率.模拟数据以及实际数据处理验证了本文方法的有效性.     

Elastic reverse-time migration based on amplitude-preserving P- and S-wave separation

Imaging the PP- and PS-wave for the elastic vector wave reverse-time migration requires separating the P- and S-waves during the wave field extrapolation. The amplitude and phase of the P- and S-waves are distorted when divergence and curl operators are used to separate the P- and S-waves. We present a P- and S-wave amplitude-preserving separation algorithm for the elastic wavefield extrapolation. First, we add the P-wave pressure and P-wave vibration velocity equation to the conventional elastic wave equation to decompose the P- and S-wave vectors. Then, we synthesize the scalar P- and S-wave from the vector Pand S-wave to obtain the scalar P- and S-wave. The amplitude-preserved separated P- and S-waves are imaged based on the vector wave reverse-time migration (RTM). This method ensures that the amplitude and phase of the separated P- and S-wave remain unchanged compared with the divergence and curl operators. In addition, after decomposition, the P-wave pressure and vibration velocity can be used to suppress the interlayer reflection noise and to correct the S-wave polarity. This improves the image quality of P- and S-wave in multicomponent seismic data and the true-amplitude elastic reverse time migration used in prestack inversion.     

A method of directly extracting multiwave angle-domain common-image gathers

Angle-domain common-image gathers (ADCIGs) can provide an effective way for migration velocity analysis and amplitude versus angle analysis in oil–gas seismic exploration. On the basis of multi-component Gaussian beam prestack depth migration (GB-PSDM), an alternative method of directly extracting multiwave ADCIGs is presented in this paper. We first introduce multi-component GB-PSDM, where a wavefield separation is proceeded to obtain the separated PP- and PS-wave seismic records before migration imaging for multiwave seismic data. Then, the principle of extracting PP- and PS-ADCIGs using GB-PSDM is presented. The propagation angle can be obtained using the real-value travel time of Gaussian beam in the course of GB-PSDM, which can be used to calculate the incidence and reflection angles. Two kinds of ADCIGs can be extracted for the PS-wave, one of which is P-wave incidence ADCIGs and the other one is S-wave reflection ADCIGs. In this paper, we use the incident angle to plot the ADCIGs for both PP- and PS-waves. Finally, tests of synthetic examples show that the method introduced here is accurate and effective.