反射槽波绕射偏移成像及应用

反射槽波能够探测煤层中的小构造,但反射槽波信噪比低,探测效果不理想。为改进成像质量,分析了适用于反射槽波的预处理技术,从理论和实际应用两方面,通过三维槽波数值模拟和实际数据处理应用,验证了反射槽波绕射波偏移方法的有效性。结果表明:应用绕射波偏移方法时,需对反射槽波做Hilbert变换,使之适应槽波的特殊情况;绕射偏移时只需要一个速度,槽波速度基本恒定,槽波绕射偏移方法相对地面地震有独特优势。      

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。     

地震反射数据Q值估计及其在油气勘探中的应用

油气地震勘探中,地震波在实际介质中传播时会产生明显的吸收衰减现象,导致地震信号中的主频向低频移动,频带宽度变窄,相位发生畸变,制约了地震勘探识别薄层的分辨能力。为了获得更高分辨率的地震成像,文章介绍了一种在地震反射数据成像域进行Q值估计建模的方法与流程,并利用估计出的Q值通过偏移成像对数据进行衰减补偿,实现高分辨率成像。该方法在时间域引入等效Q值的概念,首先在初步黏弹性时间偏移成像域的时窗内,通过数据在时窗内的补偿效果来确定时间域的等效Q值参数,接着通过在深度域层速度上计算成像射线获得时深转换关系,进而对转换到时间域层Q值的等效参数进行时深转换,完成最终深度域Q值建模,最后将该关键参数作为黏弹性叠前深度偏移的输入,进行复杂构造的黏弹性补偿成像。同时使用中国东部某实际地震数据来验证方法的有效性,验证结果表明发展的流程和方法可较好实现深度域负责构造Q值建模和成像域补偿,实现复杂构造高分辨成像。      

基于SVD的小尺度地质体地震绕射波成像

充分利用小尺度地质体引起的绕射波,可提高小尺度地质体成像的分辨率。由于绕射波的能量一般比反射波低好几个数量级,绕射波成像需要把绕射波从数据中分离出来。笔者提出用SVD算法直接在炮集上分离绕射波,然后对绕射波进行成像。与其它分离法相比,该方法在原理和实现上都更为简单。数值计算表明,SVD方法能很好地从全波场数据中分离出绕射波。对合成的数据加上一定程度的噪声时,SVD方法仍然能很好地适用。基于SVD分离绕射波的关键是奇异值序列的截断,这需要对不同的数据进行试验,以致数据分离后,绕射波的能量占主要部分。绕射波成像结果有助于小尺度地质体的识别,而综合绕射波成像结果以及全波场成像结果能够更好地解释小尺度地质体。     

黏滞声波高斯束叠前深度偏移

高斯束偏移不仅具有接近于波动方程偏移的成像精度,而且保留了Kirchhoff 积分法高效、灵活的优点,可以对复杂介质准确成像。由于实际地下介质具有黏滞性,因此研究黏滞声波叠前深度偏移具有一定的现实意义。笔者采用高斯束偏移方法对地震数据进行吸收衰减补偿。首先给出共炮域高斯束叠前深度偏移原理;然后在此基础上推导补偿吸收衰减的表达式,校正品质因子Q引起的振幅衰减和相位畸变,实现基于吸收衰减补偿的高斯束叠前深度偏移;最后用两层模型和气云模型对偏移方法进行了测试。结果表明,在考虑地下介质的黏滞性时,黏滞声波高斯束叠前深度偏移比声波高斯束叠前深度偏移具有更高的成像分辨率。     

等效偏移距叠前时间偏移及其在塔河地区应用

在塔河地区,大型洞穴及溶蚀孔洞是奥陶系碳酸盐岩的主要储集空间类型,其构造特征复杂,岩性横向变化大,缝洞体的地震响应特征主要表现绕射波,其成像精度对缝洞储层的预测精度有着重要影响,基于散射理论的等效偏移距叠前时间偏移方法在提高绕射波的成像精度方面具有明显的优势。介绍了等效偏移距叠前时间偏移方法以及其并行实现方法,通过理论模型验证了该方法的有效性,最后将该方法应用于塔河地区的实际资料处理中。实际资料成像结果表明,与常规叠前时间偏移成像结果相比,等效偏移距叠前偏移剖面中,缝洞绕射波归位合理,缝洞边界、断层、断点成像清晰,横向分辨率高。     

绕射波信息提取与成像技术研究——以某盆地海相碳酸盐岩为例

绕射波是提高地震分辨率或超分辨率的重要信息载体,绕射波的提取与成像技术是地震勘探提取小尺度异常体的有效途径。基于传统的反射成像的处理过程没有充分地利用到绕射信息,特别是一些常规处理方法通常对绕射信息有着压制作用。为了进一步提高地震资料中绕射波的使用效率,重点研究了在成像道集上采用预测反演算法对绕射波进行提取与成像,并以某盆地海相碳酸盐岩缝洞储层的实际地震资料进行验证。结果显示,就地下小尺度异常体而言,该种绕射波分离成像技术可以较好地将绕射波信息提取出来,对小尺度异常体进行了高精度的重现,具有一定的现实应用价值。     

基于波场延拓的反Q滤波方法比较

波场延拓法是最常用的反Q滤波方法,但其振幅因子的不稳定性致使深层的高频信息放大,从而影响反Q滤波的效果。本文通过推导证明了完全稳定振幅补偿只和Glim(增益限制)有关难以提高深层地震波分辨率,系统分析了波场延拓反Q滤波算法中不同振幅补偿算子的滤波特性,增益控制法对某一频率之后既不放大也不压制,正则化滤波和迭代滤波法不仅具有较强的抗噪声干扰能力,而且对深层地震波具有较好的振幅补偿能力。通过对理论模型和井间地震实际资料应用不同振幅补偿算子,发现正则化振幅补偿因子和迭代法振幅补偿因子不仅对高频干扰有较强的压制效果,而且对于地震记录的中深层部分和低Q能量衰减严重的地震记录,都有较好的补偿效果。     

基于稳定逆时传播算子的黏声介质最小二乘逆时偏移

基于GSLS模型黏声介质二阶拟微分方程,采用伪谱法进行数值模拟。针对黏声介质逆时传播过程中产生的高频不稳定问题,提出加入规则化算子对其进行消除的方法,构建了稳定的逆时传播算子。在最小二乘反演的基础上,将黏声介质逆时偏移与最小二乘思路相结合,发展了带有振幅补偿的黏声介质最小二乘逆时偏移(LSRTM)。Marmousi模型结果表明:相对于常规最小二乘逆时偏移,黏声介质最小二乘逆时偏移校正了地层的黏滞性,得到了更加精确可靠的保幅成像剖面。     

塔河油田叠后地震资料高保真处理技术

塔河油田岩溶储集体(洞穴、礁滩、孔洞、裂缝或裂隙等)的地震波场特征是弱反射背景之上的强弱不同的绕射波,因此,绕射波准确归位成像和振幅保持是研究岩溶储集体的基础。笔者从塔河油田地震资料高保真处理实践中,总结出了一套适应该区碳酸盐岩储层预测要求的以叠后高精度偏移算法和振幅保持处理为主的叠后高保真处理技术,取得显著的效果。     

叠前PS 波Q 值提取与稳定高效的反Q 滤波算法

多波多分量地震勘探是进行岩性油气藏和隐蔽油气藏勘探的一种非常有潜力的方法。但由于实际地层是黏弹介质,造成地震波能量衰减和波形畸变,导致地震资料信噪比和分辨率难以满足油气勘探的精度要求。为更好地利用纵横波信息,需要对PP 波和PS 波进行振幅和相位补偿。通过解析法推导出一种从叠前转换波共炮点道集中提取横波Q 值的方法,将叠后稳定高效的反Q 滤波算法推广到叠前纵波和转换波的反Q 滤波中,改进了沿着纵波和转换波的传播路径进行补偿的叠前反Q 滤波算法,并进一步将常Q 层内的纵波和转换波反Q 滤波振幅补偿算子解耦为时间项和频率项的乘积,在保证补偿效果稳定的前提下,计算效率得到显著提高。     

叠前时间偏移技术在煤层倾角小的潞安常村矿S7采区三维地震勘探中的应用

在煤层倾角小的山西潞安常村矿S7采区三维地震勘探时,采用叠前时间偏移,可克服非同相叠加给后续偏移带来的麻烦,先进行偏移处理使波场归位,再把同一地下点的偏移波场相叠加。叠前时间偏移适用于陡倾角构造等复杂地质体的成像,所得数据体相对于叠后时间偏移数据体,反射波空间归位更准确,绕射波收敛更彻底,构造清晰、自然,波组关系合理,波组特征明显。     

金属矿地震绕射波分离与成像——以庐枞矿集区和钦杭成矿带为例

不同于油气藏能源大多产于沉积地层之中, 金属矿成矿部位的地质条件要更为复杂多变。通常情况下矿体表现为不规则形状, 且连续性较差, 难以满足现有地震反射波法所以依据的镜面反射条件(徐明才等, 2009)。不同的围岩地震地质条件差异很大, 甚至同一种岩性受到蚀变、构造作用的影响, 表现出不同的阻抗特征, 当围岩与矿体间的波阻抗差异较小, 难以形成有效的反射波。在控矿构造方面, 通常大规模的构造对成矿具有控矿、控岩作用, 而与成矿部位密切相关的一般是小规模的断裂, 反射波较难识别。根据菲涅耳带理论, 当地质体的尺度小于地震波的一个波长时, 反射地震成像精度会骤降, 而来自这些小尺度、非均匀地质体产生的绕射波和散射波成像较反射波成像具有明显的高分辨率、甚至超高分辨率。利用绕射波成像能够探测和识别地下重要的构造信息, 如破碎带、断层、尖灭点、礁体边界、次火山岩、小尺度的侵入体、不规则盐丘体, 以及其他不连续的地质体(Karimpoul et al., 2015)。考虑金属矿围岩及控矿构造复杂, 矿体几何尺寸较小、形状不规则, 容易产生绕射波, 理论上利用地震绕射波识别这些地质体较反射波更具优势。     

气云区全波形反演约束Q场建模技术

复杂的浅层气云使地下波场严重扭曲,地震剖面呈现模糊带,影响工区的构造认识和储层描述。品质因子Q是地震波在地层中的衰减属性,Q深度偏移是考虑了地层吸收衰减的偏移成像技术,是提高气云区成像质量的有效方法;但是当浅层气云和深层底辟构造复杂发育时,常规Q场建模的精度往往不能满足Q偏移精细建模的需求。为解决以上难题,本文创新性地提出了全波形反演（full wave inversion, FWI）约束Q场建模技术思路：基于常规网格层析建立初始速度模型,利用FWI技术精细刻画速度异常进而约束Q模型的建立。这一“常规层析-FWI-Q反演”迭代的技术思路在白云凹陷Q深度偏移成像中得到成功应用,不仅提高了气云模糊区的成像质量,而且避免了油气勘探认识的多解性,证明了FWI约束Q场建模和Q深度偏移技术方法对改善复杂气云发育区的成像有效性。     

三维黏声最小二乘逆时偏移方法模型研究

针对黏介质成像存在的问题及最小二乘逆时偏移方法的优势,通过广义标准线性固体(GSLS)的三维黏声波动方程,基于三维黏声波动方程的伴随算子及最小二乘逆时偏移框架,实现了三维黏声最小二乘逆时偏移方法。采用极性编码技术大幅度降低黏声最小二乘逆时偏移算法的计算量与内存,使三维黏声最小二乘逆时偏移算法的实用化成为可能。在模型试算部分,首先通过Marmousi模型验证了该方法对传统声波最小二乘逆时偏移方法的优势,最后对三维含Q平层模型及盐丘模型进行试算,证明了三维黏声最小二乘逆时偏移算法的正确性。     

基于单程波波动方程的起伏地表叠前深度偏移技术

直接从起伏地表开始进行叠前深度偏移的波场初始化时,应用了同步边界处理策略和深度误差校正策略。前者可以消除起伏地表非波场传播区域的成像,后者可以消除起伏地表规则采样时深度误差对地下构造成像带来的影响。利用以上处理策略,优化了常规基于单程波波动方程延拓算子的起伏地表叠前深度偏移算法,从而更好实现了复杂条件下的构造成像。基于FFD延拓算子的波场下延法,用SEG起伏地表模型数据验证了该方法的有效性。该方法同样适用于各种基于频率域波动方程深度延拓算子的起伏地表深度偏移方法。      

2D有限差分偏移技术在探地雷达信号成像中的应用

由于绕射波的存在,很难准确估计探地雷达剖面中目标的尺寸,因此,对目标进行成像研究具有重要意义和应用价值。采用2D有限差分偏移技术对典型的合成记录及实测探地雷达剖面进行了成像处理,结果表明,偏移可以大大提高探地雷达资料的横向分辨率。在实际资料处理中,通过对点目标绕射波的准确归位,可以简单估计地下介质的电磁波速度。讨论了工程处理中速度模型的建立,实际数据的非零偏等偏移处理中的核心问题。      

煤矿采区三维地震叠前时间偏移处理技术研究

依据Kirchhoff积分法叠前时间偏移处技术的基本原理,探讨了该技术的实现方法及技术特点,并对其叠前去噪、振幅补偿、反褶积、多次波衰减、均方根速度场求取与优化、偏移孔径选取等关键技术的使用条件进行了系统分析。通过实际资料处理结果对比可知,Kirchhoff积分法叠前时间偏移比叠后时间偏移处理结果包含的地震信息更加丰富,复杂构造区成像更好,断层及断点空间位置更准确。应用效果表明,在地层横向速度变化不大的情况下,三维地震叠前偏移技术是解决煤矿采区陡倾角复杂构造成像问题的有效方法。     

VSP井驱Q补偿在碳酸盐储层识别中的应用研究

沙漠区地表吸收作用强烈,导致地震成像资料分辨率降低,VSP相比常规地面地震具有更高的信噪比,波场特征更加清晰。利用VSP下行波场提取相对准确的吸收衰减因子(Q),然后对三维地面地震进行反Q滤波处理,实现了相对保幅条件下的提高分辨率目的。应用结果表明,基于VSP资料的井驱Q补偿技术使得目标储层地震分辨率更高,更有利于储层预测和钻井目标优选。     

溶洞型储层成像分辨率分析

结合塔河油田溶洞型储层的特点,通过大量的数值模拟,分析了溶洞绕射波的波场特征,深入探讨了溶洞成像纵向、横向分辨率的本质,定量分析了信噪比对溶洞成像分辨率的影响,并给出了图像分辨率的概念及意义。研究表明:①溶洞的绕射波尾巴长,要选取较大的偏移孔径才能使绕射波能量得到较好的收敛;②溶洞较小时串珠远大于溶洞真实大小,随溶洞尺度增大串珠逐渐接近于溶洞真实大小;③纵向上不同高度的溶洞,如果连续地排在一起,实际上类似于一楔形体,其振幅变化呈调谐曲线;④传统的菲涅耳带半径不宜作为成像横向分辨率的评价参数,溶洞横向、纵向分辨率以λ大小为宜;⑤成像信噪比的改善趋势与炮集信噪比成反比,低信噪比资料成像处理后,溶洞的可识别度能得到明显提高;⑥要重视计算机图像分辨率的概念,注意高密度勘探最佳道距的合理选取。