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。     

井源距VSP资料在煤层气勘探中的应用研究

对于非零井源距VSP三分量数据,通过旋转和域变换进行波场分离、拾取初至旅行时反演地层层速度、利用基于Fermat原理的射线追踪算法进行深度域纵横波成像、综合利用地震波的运动学和动力学特征估算吸收系数等手段,在山西某井区非零井源距VSP数据处理过程中对储层进行更深入和精细的研究和解释,取得了良好的效果。      

井中地震VSP观测系统正演模拟

在分析井中VSP地震观测系统特点的基础上,对观测到的地震波类型和特征作了阐释,分析了几种VSP模型(水平界面模型、倾斜界面模型、变偏移距模型、不同深度检波点模型)的射线追踪记录以及合成记录,利用射线追踪方法进行正演模拟,得到正演结果,并研究地震波的运动学特征.得出一些规律:钻孔穿过地层的数量等于合成记录上上行波和下行波的交点的数量;利用P波进行射线追踪和用转换波追踪其合成记录有差别,即转换波对VSP合成记录有影响;不同倾角的岩层对VSP上行波、下行波的走时特征和能量特征有影响;VSP合成记录的水平分量上会出现反极性现象,这与理论相一致.     

基于特征波属性参数的立体层析速度反演方法研究

研究了利用法向入射点波(NIP波)的运动学属性,实现立体层析速度反演的方法。对这些运动学参数做层析反演,以得到用于深度域偏移成像的横向非均质平滑速度模型。多次迭代过程中,沿法向射线进行动力学射线追踪获得正演参数,且拾取的参数和正演参数误差达到最小,进而得到最佳速度模型。在正演模拟过程中,利用射线扰动理论计算出Frechet导数,使得目标函数梯度最小化。该方法拾取方便、易于实现,尤其适用于低信噪比的地区。将该方法应用于二维模型数据,收到了预期的效果。     

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。     

等效偏移距在垂直地震剖面中的研究及应用

基于散射理论的等效偏移距方法在地震资料数据处理中具有独特的优势,尤其在速度分析和偏移成像方面。笔者将该理论应用到垂直地震剖面(VSP)数据处理中,研究了基于该理论的VSP数据共散射点道集的形成方法,并试验了VSP共散射点道集在速度分析和成像方面的应用效果。理论模型和实际资料测试结果表明,该方法能方便有效地为VSP提供不受初始速度和地层倾角影响的有效偏移速度,除了能在常规成像方法的成像区域内准确成像外,还能在常规成像方法的盲区外有效成像,在一定程度上扩大了VSP方法的成像范围,具有有较好的研究意义和应用前景。     

井地联合提取VTI介质各向异性参数

在新疆塔里木盆地某地区的宽方位三维地震数据中,VTI介质火成岩的各向异性和垂向速度变化引起非双曲线时差。通过对实际资料的系统分析,我们不能利用DMO反演法,移动震源VSP反演法和多偏移距VSP初至旅行时反演法提取Thomsen参数用于各向异性地震资料的处理。因此本文提出一个新的方法:运用地震资料和零偏移距VSP井求取火成岩的各向异性参数δ;在比较精确确定火成岩地层深度和厚度的情况下,利用偏移距VSP井,求取了各向异性参数ε,从而获得火成岩的瞬时各向异性参数η;充分考虑VTI介质垂向速度变化对时差曲线的影响,获得了各向异性参数ηeff。最后,利用所提取的各向异性参数,进行VTI介质各向异性速度分析和成像,成像质量得到明显改善。     

白云凹陷复杂陆坡深水区地层速度结构特征及影响因素

利用测井声波速度、VSP速度和地震叠前相干速度反演方法对白云凹陷地层速度结构特征和影响因素进行了分析,认识到地层速度与海水深度不存在必然的联系,沉积环境不同造成的差异压实、地质异常体、海底底质及流体性质是造成地层速度异常的主要原因。     

VSP数据的逆时偏移

据逆时偏移的基本思想,首次引用傅氏变换和差分法相结合的方法(FDM)数值求解全声波方程,实现对垂直地震剖面(VSP)记录数据的波场外推。同时,利用射线方程实现对震源的向下延拓。从而解决了非零井源距VSP数据的偏移。 所用方法对地下界面倾角较大、速度横向变化没有限制,因而适应于地下构造比较复杂的地质情况。此外,还可用于地面地震记录的迭前深度偏移。     

各向异性介质中地震波射线正演

在给定的理论模型下,研究了地层各向异性的存在对地震波传播速度的影响.用一种逐段迭代的射线追踪方法对其进行走时正演,得到了相应的时距曲线.并用该时距曲线结果,与基于各向同性介质模型假设所得到的时距曲线结果,进行对比,验证了所采用的射线追踪方法的精确性和有效性.该射线追踪方法理论上适用于任何界面模型,可以追踪到任意给定的精度,是一种快速、高效,并易于操作的射线追踪方法.     

Occurrence of Free-Gas Associated with Methane-Hydrate-Bearing Formations in the MITI Nankai Trough Wells, Offshore Tokai, Japan

Abstract. The MITI Nankai Trough wells were drilled for exploration of methane-hydrate-bearing sediments in association with seismic inferred bottom simulating reflectors (BSRs). In this project, log data showed low velocity compressional-wave (P-wave) layers below methane-hydrate-bearing formations. Dipole shear sonic acoustic tools (DSI) could not acquire accurate compres-sional velocity in this zone, thus it was not possible to accurately correlate between logging, VSP and surface seismic profiles.
Small amount of gas was presumed to cause the problem in obtaining the low velocity P-wave data. VSP interval velocity data was used to assess the DSI inferred low-velocity layer, which showed lower values than the velocity of the drilling muds. Synthetic seismogram was created by VSP-compensated velocity to compare against corridor stack of VSP. As a result, the depths above and below the methane-hydrate-bearing interval were correlated with synthetic seismograms and reflectivity events on the VSP profiles. By using this correlation technique, distribution of methane-hydrate-bearing formations and free-gas-bearing formations can be determined.     

工程地震折射波解释方法研究进展

地震折射波勘探是工程与环境地球物理中应用最为广泛的方法之一。作为一种简洁方便又经济实惠的勘探方法,它可为工程地质提供近地表地层起伏变化和速度横向变化以及潜水面变化资料等。随着工程地质勘查和城市地质勘探工作的发展,工程地震折射波法数据处理与解释变得尤为重要。本文主要介绍了浅层地震折射波法的发展历程、应用条件,并总结和讨论了几种主要折射波解释方法的原理。在此基础上,比较并讨论了各种方法在应用中的优势和不足,阐述了近年来国内外浅层地震折射波法的发展现状及趋势,并着重介绍了作为研究热点的折射层析成像方法。研究表明：当探测深度较浅且分界面足够平整、界面倾角较小时,最方便的解释方法是截距时间法;当勘探目标的深度达到25 m时,t₀差数法最为适用;勘探目标埋深超过25 m时,应当使用广义互换法。随着勘探精度要求越来越高,使用折射波走时层析成像技术可以满足纵横向速度变化的近地表地层,包括大倾角地层、隐伏层、界面起伏层等。     

Amplitude Variation with Offset Responses Modeling Study of Walkaway Vertical Seismic Profile Data at CO2 Geological Storage Site, Ketzin, Germany

An important component of any CO2 sequestration project is seismic monitoring for tracking changes in subsurface physical properties, such as velocity and density. Different reservoirs have different amplitude variation with offset (AVO) responses, which can define underground conditions. In the present paper we investigate walkaway vertical seismic profile (VSP) AVO response to CO2 injection at the Ketzin site, the first European onshore CO2 sequestration pilot study dealing with research on geological storage of CO2. First, we performed rock physics analysis to evaluate the effect of injected CO2 on seismic velocity using the Biot-Gassmann equation. On the basis of this model, the seismic response for different CO2 injection saturation was studied using ray tracing modeling. We then created synthetic walkaway VSP data, which we then processed. In contrast, synthetic seismic traces were created from borehole data. Finally, we found that the amplitude of CO2 injected sand layer with different gas saturations were increased with the offset when compared with the original brine target layer. This is the typical class III AVO anomaly for gas sand layer. The AVO responses matched the synthetic seismic traces very well. Therefore, walkaway VSP AVO response can monitor CO2 distribution in the Ketzin area.     

辽西葫芦岛东部表层结构调查及速度建模

针对国家深部探测项目地震数据采集及表层速度结构模型建立的需求,在辽西葫芦岛东部二维地震勘探工区开展了表层结构调查工作。该地区地表起伏大,表层结构复杂,低、降速层厚度和速度多变,静校正问题突出,做好表层结构速度建模工作成为该区地震勘探的关键问题之一。由该工区实验点多种表层调查方法对比实验结果,确定了该工区表层调查工作方式：以井中微测井方法为主,在满足小折射地表条件的区段辅以成本较低的小折射方法作为补充;同时对留作微测井的生产井进行岩性录井。基于以上方法,分析了表层调查野外施工的难点和对策,确定了微测井采集参数。本次表层调查工作测线长度16.9 km,设计了8口微测井,根据微测井解释成果得到如下结果：该测线表层分2~3层;低速层厚度为1.68~4.33 m,速度为350~1 000 m/s;降速层厚度为5.00~12.00 m,速度为1 000~2 800 m/s;高速层主要为岩性致密的花岗岩,速度为2 800~4 900 m/s。根据井中微测井结果及层间相似系数,建立了该测线的表层模型,设计激发井深13.00~15.00 m,并获得静校正量数据。     

一种适用于欠压实成因的地层孔隙流体压力预测技术

为了提高基于欠压实成因机制的地层孔隙流体压力预测的准确性,这里从提高地震层速度场的计算精度的角度出发,提出了一种高精度地层孔隙流体压力预测技术。①该技术针对浅部地层(无测井曲线的地层段)采用三维约束DIX反演方法和叠加速度体、层位数据计算浅部地层的地震层速度体;②针对中深层地层(有测井曲线的地层段)采用叠后波阻抗反演方法和叠后三维地震数据体、测井数据、层位数据计算中深层地层的地震层速度;③沿着研究区的某一浅部地层分界面将浅部地层与中深层地层的地震层速度体进行拼接处理,得到一个完整的地震层速度体;④采用"Fillippone方法+Eaton方法"的组合方法进行三维地层孔隙流体压力预测。某区页岩气地层的实际计算结果验证了该技术的正确性与可靠性,其预测的地层孔隙流体压力与实钻井一致,且目的层的地层孔隙压力平面分布特征与地质认识一致,有助于指导研究区后续的勘探与开发。     

基于覆岩破坏传递的导水裂缝带发育高度研究

采动影响下覆岩破坏及导水裂缝带高度对于水体下采煤、保水采煤等具有重要意义。分析了采动影响下覆岩破坏传递过程,并将其划分为传递发育阶段和终止阶段;通过理论分析建立了上覆岩层悬空完整和悬伸稳定力学模型,提出以极限悬空距和极限悬伸距为判据用于判断每层岩层破坏情况,得出了计算导水裂缝带高度理论新方法,并通过工程实例与实测值进行了对比分析。结果表明,基于覆岩破坏传递模型的导水裂缝带发育高度计算方法预计的导水裂缝带高度（158.8 m）与实测结果（150~170 m）吻合较好,验证了该理论方法的可行性。      

Low velocity layer characterization in the Niger Delta: Implications for seismic reflection data quality

The problems of poor data quality and statics in seismic surveys have been attributed to lack of proper understanding of the low velocity layer characteristics of the area from which such data was acquired. Downhole seismic refraction survey was therefore conducted at twenty (20) borehole locations within parts of Niger Delta, Nigeria to determine the low velocity layer characteristics of the area using the Geometrics Stratavisor NZ11 instrument. The data was processed using Udysys software with spatial representation of the results presented. Static corrections were carried out on reflection seismic data acquired from the study area using Geoscribe II software to determine the effects of the low velocity layer on reflection seismic data in the area. Results of the study revealed that the velocity of the low velocity layer ranged between 144 and 996m/s with a regional average of 407m/s. The thickness of the low velocity layer varied between 3.0 and 9.6m with a mean value of 5.0m. Similarly, the velocity of the consolidated layer ranged between 1449 and 1812m/s with a mean value of 1738m/s. Results of the static correction carried out on the seismic reflection data revealed a substantial improvement in the resolution of the data after static correction. Based on these findings, it is therefore, recommended that shots for reflection seismic survey should be located at a minimum depth of 9.6m in the area to eliminate the effects associated with the low velocity layer.