利用正演模拟技术改善火成岩下目标层成像——以阳信洼陷火成岩下成像研究为例

阳信地区深大断裂控制了阳信凹陷的火成岩时空展布,受断裂网络及其活动影响,阳信火成岩异常发育,沙三段、沙四段盆地断裂的高峰期使火成岩广泛分布。这些火成岩发育区地震资料同相轴连续性差,成像困难,构造不清。通过对阳信洼陷火成岩构造特征分析,建立了3种不同类型的火成岩模型,利用波动方程有限差分进行正演模拟与照明分析,模拟记录和波场能量说明火成岩的存在导致岩下地层界面反射能量弱,形成照明阴影区,出现典型的屏蔽效应。研究了造成火成岩对下伏地层屏蔽作用和火成岩层间产生次生干扰的机理,火成岩非均质特征导致散射会引起下伏地层反射的不连续性,并衰减能量,且低频信号越过不均质体的能力较强,火成岩下地层成像要充分使用低频信息。提出了改善下伏地层能量弱的5项处理措施,加强优势频段以改善地震资料品质,阳1三维地震资料处理结果表明,火成岩成像明显改善,构造得以落实。     

火成岩覆盖区地震有效成像技术探讨及其在辽西金羊盆地油气调查中的应用

辽西金羊盆地是下辽河盆地外围盆地群中面积最大的中生代盆地,盆地浅层火成岩广泛发育、其厚度大、期次较多,受火成岩对地震信号屏蔽以及该地区复杂的地震地质条件的影响,使得地震勘探采集的原始资料信噪比低、火成岩下伏地层反射能量弱,给地震资料的有效成像带来了极大挑战。本文根据原始地震资料特点,采用针对性的采集、处理技术,首先从采集方面以大能量激发、低频检波器接收,并且处理中应用反射能量补偿、静校正、叠前多域去噪等几项技术进一步提高资料的深层反射能量和信噪比,最后通过高精度速度场建模与地震偏移成像技术的多种方法对比,优选叠前时间偏移技术进行最终成像。与以往地震资料比较,采用这套有效成像技术重新处理的地震剖面信噪比、分辨率明显提高,更重要的深层反射能量得以有效恢复,火成岩的下伏地层反射信号清晰、地层接触关系明确,特别是大倾角地层及断层的成像得以明显改善,为后续的构造解释和勘探潜力区评价提供了高质量的地震资料。     

基于多子波分解和旋回分析法去火成岩地震反射屏蔽

火成岩对地震波具有极强的屏蔽和吸收作用,造成下伏地层的地震资料品质变差。讨论了利用多子波分解和地震旋回分析方法去除火成岩对地震反射的屏蔽,并以江陵凹陷金家场地区为例,展示了去除新沟嘴组玄武岩对下伏地层地震反射屏蔽的效果。针对火成岩厚度比较稳定的地质条件,多子波分解技术和地震旋回分析工作流程可以有效去除火成岩地震反射屏蔽,揭示下伏地层的地震反射信息。     

南黄海海相油气地震勘探难点分析与对策建议

南黄海海相残留盆地广泛分布中古生代碳酸盐岩地层。盆地的油气勘探仍处于前景调查评价阶段。分析了研究区特殊地震地质条件造成的地震采集和处理所面临的诸多难点:地下地质构造复杂造成地震波场传播路径复杂多变,碳酸盐岩高速屏蔽层使得地震波向下传播的能量微弱,以及海洋作业环境等。针对地震资料多次波发育、深部目标层反射能量弱、信噪比低、成像精度低、资料品质差等困难和状况,提出了相应的勘探策略,如:加强理论模拟研究;采用多层震源延迟激发技术和"长排列、上下缆"的立体宽线接收技术,以拓宽频带、提高深部目标层反射能量;采用多次波压制技术以突出中深层弱反射;采用针对长排列的各向异性速度分析和各向异性叠前时间偏移以提高复杂构造成像能力等。     

塔中地区奥陶系典型地质体地震识别模式

针对塔中地区奥陶系岩溶缝洞型储层类型多、埋藏深且非均质性强的难点,设计了符合实际地层条件的地震地质模型,对储集体内部结构和参数采用微小管网和孔洞组成的等效储集空间进行精细刻画.应用波动方程交错网格高阶有限差分法进行波场正演模拟,选用常规处理和波动方程叠前深度偏移处理方法,得到偏移剖面,验证储层解释结果.从振幅、相位和频率等信息分析模拟记录地震波场特征,研究储层与围岩接触关系以及储层内部结构的变化对地震波场特征的影响,建立了缝洞储层和火成岩的地震识别模式.该地区存在层状火成岩、火成岩颈、顺层侵入火成岩等地震反射特征,碳酸盐岩储层表现为表层弱振幅、空白反射结构和内幕中强振幅反射结构.     

尚店北火成岩发育区地震勘探方法与应用

胜利探区火成岩发育区包括阳1井三维、商店三维和尚店北三维三块地区。本次研究从胜利探区尚店北区火成岩地质特征入手,分析了火成岩对地震资料的影响,在此基础上进行了火成岩野外地震采集技术研究,改善了火成岩区的资料质量。然后利用采集资料开展火成岩下地震资料的成像处理技术和储层描述技术研究,形成了尚店北三维火成岩覆盖区有针对性的采集、处理和解释技术系列,进而解释下伏地层的油气成藏模式,并指导了其它类似的火成岩覆盖区的地震勘探。     

强反射能量屏蔽补偿在渤海C构造中的应用

在渤海海域西南部广泛分布着新生界的溢流相火成岩,高速层的能量屏蔽是造成火成岩发育区下覆地层地震波场信号弱的主要原因之一。传统的自动增益控制方法(AGC)在分时窗滑动补偿下覆地层被屏蔽的弱信号的同时,破坏了火成岩与下覆地层的能量关系,且时窗内火成岩层之间的弱信号也无法得到有效恢复。这里从反射系数与振幅补偿的关系出发,基于模型论证了利用射线追踪提取地震波传播路径上的反射系数来求取补偿因子,进而开展相对振幅补偿过程的有效性。在渤海油田多个构造的振幅补偿结果,较好地恢复了火成岩屏蔽地层的能量损失,且地层间的振幅关系也得到相对保持,取得了较好的实际应用效果。     

准东地区复杂构造区山前火成岩成像处理技术探讨

火成岩油气藏作为一种非常规油气藏,越来越得到重视,成为世界油气产量新的增长点,准噶尔盆地东部石炭系火成岩发育,在近几年勘探攻关中,充分显示了该区山前带石炭系的勘探潜力。然而,火成岩对地震反射波具有很强的散射和屏蔽作用,造成地震资料信噪比低,成像差。准东地区石炭系火成岩具有埋藏较深,构造形态复杂,低降速带变化大,断裂发育等特点,加剧了火成岩地震资料的成像难度,制约了准东地区火成岩油气勘探的进程。这里主要以克拉美丽山山前带地震资料处理为例,提出了以保护低频信息为基础的保真去噪技术,以提高成像质量为目标的tomodel层析静校正技术,针对"高速层屏蔽"现象提出以常速扫描结合变速扫描为手段的速度分析方法。对该区偏移方法的适用性以及优选进行了分析和探讨,探索并总结出了一套适合在准噶尔盆地复杂构造区山前火成岩的成像处理技术,取得了较好的效果。     

基于数字检波器的奥灰内部溶洞地震成像技术研究

针对淮北矿区常规地震勘探中奥灰反射弱且成像效果不佳的问题,在建立奥灰数字模型和总结碳酸盐岩地震响应的基础之上,利用数字检波器无畸变记录低频信息的优势,开展全数字高密度地震勘探处理方法研究,在保护低频、补偿高频、速度更新和偏移等环节进行改进,总结出了一套针对奥灰地层成像的处理方法,获得了煤层下伏奥灰顶界面以及灰岩内部溶洞的成像。结果表明:数字检波器记录的低频信息是解决煤层屏蔽难题的前提,奥灰顶界面的成像是灰岩速度精确求取的关键,叠前时间偏移技术是奥灰内部溶洞成像的核心。     

正反向照明分析在高陡构造地震采集中的应用

川东南地区的构造复杂区地震资料品质较差,下伏地层成像不理想,为了解决这一难题,我们依据以往资料构建了二维地质模型,在高陡构造区域进行模拟激发接收,开展波动方程照明,进行最大偏移距和激发位置范围优化。本文通过正向照明分析技术,论证最佳的最大炮检距长度,利用反向照明分析技术确定特定目标体的优势激发点位,优选激发范围。通过调整地质目标体的照明能量属性,分析照明效果,进一步优化了高陡构造区野外采集观测系统,改善了地震采集资料品质,提高了地质勘探效果。     

第84届SEG年会多分量地震技术评述

综合分析2014年度美国SEG年会上多分量地震技术方面的学术论文,不难发现:在多波地震偏移成像研究中,叠前时间偏移仍是实际应用的主要方法;相比于PS折射波初至拾取,径向-道域变换的射线路径一致性静校正方法效果更好;全波形反演在四维地震应用中具有诱人的前景,基于纵波反射系数的流体因子反演方法在稳定性、准确性方面显示出很大的优势,有望产生实际的应用效果。多分量地震技术的发展特点可归纳为"一批亮点,一个重点",即:页岩的岩石物理实验与数值模拟分析、地震波的低频衰减气溶机理、六分量矢量波场特征的研究、多组多尺度裂缝系统的响应特征是该领域研究的亮点;综合利用海洋四分量压制鬼波及径向波、去除海底多次波、提高纵波的信噪比是海洋多分量地震技术发展的重点。      

基于保幅波动方程的广义高阶屏地震偏移成像方法

原始地震数据中饱含丰富的反映相位的走时信息和反映反射率的振幅信息。基于波场延拓理论的波动方程保幅地震偏移成像,是在给出正确构造成像位置的同时也给出真实反射振幅的有效完善。基于全声波方程,利用严格的解耦理论进行单程波动保幅分解,得到一个由波场传播项与振幅补偿项构成的,在走时与振幅上满足全声波方程对应的程函方程与输运方程的保幅单程波动方程;利用摄动理论进行单平方根算子渐进展开,推导出基于保幅波动方程的广义高阶屏地震偏移算子方程。模型测试和实际资料处理表明,该方法不但可以凭借更准确的相位归位和散射能量聚焦提高构造成像精度,而且输出了能更正确反映地下反射属性的能量信息,从而可以为更深层次的勘探开发,提供地球物理技术支撑。     

基于粘滞性声波方程的吸收补偿方法

通常地层介质都是粘滞性的,由于地层的吸收作用,地震波在向下传播过程中能量被衰减,特别是高频能量的衰减,使反射信号频带宽度变窄。为了补偿被吸收的能量,笔者采用粘滞声波方程波场延拓方法进行能量吸收和衰减补偿。首先,从粘滞性波动方程波场延拓函数理论出发,推导了波场延拓函数稳定性条件;其次,对其有效性进行了测试和分析;最后,通过设计数值模型进行正演模拟对比试验,证明了基于粘滞性声波方程的吸收补偿方法能够很好地对粘性介质吸收衰减进行能量补偿,改善处理效果。     

复杂地表地震资料叠前深度偏移成像

分析了复杂地表地区复杂地震波场的形成原因,探讨了基于高角度时空域单程波动方程适用于起伏地表之下构造成像的逆时叠前深度偏移方法。从声波方程有限差分法合成起伏地表上的炮集记录知,当激发点位于低速层中,共炮点道集中低速层表面和高速层表面接收到的信号强度相差较大:低速层表面的信号很强,而高速层表面的信号很弱,低速层中产生了较强的槽波。将该逆时叠前深度偏移方法应用于起伏地表地震波场的偏移处理。虽然在偏移成像前既没有压制与低速层有关的槽波,又没有压制随机噪声,但偏移剖面上界面清晰、位置正确,断层面也得到了很好的聚焦。     

孔间电磁波CT法在左江电站火成岩坝基风化结构评价中的应用

孔间电磁波CT法不仅在岩溶探测以及岩浆岩地层岩石风化界面的探测,有广阔的应用前景。针对左江电站坝基岩浆岩地层的霏细岩,岩石中含石英、长石、蒙脱石等矿物,加上应力作用易隐存风化界面及软弱夹层,直接影响坝基安全。提出运用不断改进的孔间电磁波法及CT处理软件,对所获数据进行反演成像,结果显示,实际观测的吸收系数值与岩样测试结果基本吻合。在所探查的3对钻孔剖面,数字图像清晰给出了岩石结构和风化层界面深度,结果已得到钻探验证,为左江电站坝基帷幕灌浆深度提供了可靠依据。     

单程波法地震波衰减特征数值模拟分析

在非均匀粘弹性介质中,地震波衰减研究能够有效揭示地层吸收特性对地震波的影响。这里从单程波方程出发,结合粘弹性介质中的复波数理论,考虑介质的横向变化,采用分步傅立叶波场延拓技术,推导出适用于横向变速介质的带Q地震记录计算公式,最后将此方法应用于四个不同含Q地层模型。试验表明：单程波法计算速度快,波场信息简单清晰,易于深入分析和反演算法的建立。并且,Q值对地震波波形、能量、频率等都产生了较为明显的影响,对实际资料能量补偿、地震资料分辨率的提高,以及利用衰减特征进行储层识别有一定指导价值。     

爆破地震波作用下既有圆形隧道衬砌动应力集中系数分析

将爆破地震波进行合理近似简化,采用波函数展开法,推导出无限岩石介质中爆破地震波作用下隧道围岩和衬砌动应力集中系数的表达式。结合具体算例,分析隧道不同位置上爆破地震波主频、隧道几何参数和隧道围岩和衬砌物理力学指标对动应力集中系数的影响。分析结果表明,爆破地震波主振频率对隧道围岩和衬砌中的动应力集中系数（DSCF）影响较大,隧道不同位置和不同方向应力的动应力集中系数随主振频率的变化趋势不同,低主振频率引起的动应力集中系数较大,不利于隧道的抗爆破振动;隧道几何参数对隧道围岩和衬砌内侧切向应力动应力集中系数影响趋势不同;隧道衬砌弹性模量对隧道结构动应力集中系数影响较大,泊松比次之;泊松比较大的隧道围岩具有一定的抗爆破振动作用,但效果有限。     

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。