绕射波逆时偏移成像方法研究

地震剖面中的绕射点反应地下断层、尖灭、溶洞等不连续体的位置信息,因此绕射波对于实现小尺度构造的精细成像具有重要意义.基于逆时偏移的绕射波成像方案包括乘法成像条件法和倾角域拾取法.乘法成像条件利用正\负倾角构造剖面相乘实现绕射点的定位,倾角域拾取法则根据绕射波能量在角度域的特征进行拾取.其中,通过Hilbert变换和伴随...     

基于PWD的绕射波波场分离成像方法综述

绕射波成像方法能有效地对地下小尺度不连续地质体如断层、裂缝、粗糙岩丘边缘、河道等高精度成像,成像优劣的关键在于如何有效地从原始波场记录中分离反射波和绕射波波场.目前,绕射波分离及绕射波成像方法已逐步成为研究热点.本文系统地回顾了绕射波分离及成像方法的发展历程,分析了反射波和绕射波波场特征,并着重介绍了PWD(平面波分解)解构滤波器及其在叠前、叠后分离并成像绕射波的方法原理,探讨了绕射波成像方法的应用前景.     

基于倾角-偏移距域道集的绕射波成像

地震绕射波是地下非连续性地质体的地震响应,绕射波成像对地下断层、尖灭和小尺度绕射体的识别具有重要的意义.在倾角域共成像点道集中,反射波同相轴表现为一条下凸曲线,能量主要集中在菲涅耳带内,绕射波能量则比较发散.由于倾角域菲涅耳带随偏移距变化而存在差异,因此本文提出一种在倾角-偏移距域道集中精确估计菲涅耳带的方法,在各偏移距的倾角域共成像点道集中实现菲涅耳带的精确切除,从而压制反射波.在倾角-偏移距域道集中还可以分别实现绕射波增强,绕射波同相轴相位校正,因此能量弱的绕射波可以清晰地成像.在倾角域共成像点道集中,反射波同相轴的最低点对应于菲涅耳带估计所用的倾角,因此本文提出一种在倾角域共成像点道集中直接自动拾取倾角场的方法.理论与实际资料试算验证了本文绕射波成像方法的有效性.     

地震绕射波分离方法研究进展

随着油气田勘探和开发的需求,利用地震绕射波成像探测地下不规则地质体边界和小尺度构造已经成为地震偏移成像的一个热点研究方向.从勘探地球物理学家发现地震绕射波开始,学者们致力于研究如何在常规反射地震记录中分离并提取出绕射波.过去半个多世纪,关于绕射波的研究取得了显著进展并成功应用到实际生产.本文总结了以往关于绕射波分离技术的研究成果,介绍绕射波的概念及其运动学和动力学特征,按照技术方法进行总结和分类并通过选择具有代表性的实例来向读者展示不同方法的分离效果.     

基于机器学习的时间反转散射体检测方法

地下小尺度散射体的检测和识别对于提高地震勘探的分辨率具有重要意义,目前业界普遍采用绕射波分离及成像方法检测地下散射体,而绕射波成像的质量主要取决于绕射波和反射波波场分离的程度.本文将被动源震源定位问题中常用的时间反转原理引入到地下散射体检测中,首先通过分析被动源和主动源模型反传波场的聚焦状态,验证了时间反转原理应用于地下散射体检测中的可行性;并引入机器学习中的朴素贝叶斯分类算法,给出适用于时间反转散射体检测的分类算法框架,计算模型中每个点成为散射体的概率,最终检测出地下散射体最有可能存在的位置.散射体模型和Sigsbee2a模型的试算结果证实了本文方法在不需对反射波和绕射波分离的情况下,即可实现对地下散射体的检测和定位,同时由于考虑了多次散射的影响,检测结果能准确反映地下散射体的位置.     

地震勘探中的边缘绕射波及其动力学识别方法

深层、小尺度岩性体的高分辨率探测已超出常规的反射波地震勘探能力,而绕射波成像技术具有高分辨率.综述国内外绕射波的研究现状,本文将发展已久却未受到高度重视的几何绕射理论引入到勘探地震中,从物理直观性上阐述了边缘绕射波的运动学和动力学特征,详细分析了沉积不连续、透镜体和正断层产生的边缘绕射问题.目前主要依据走时差异识别边缘...     

平面波预测滤波分离绕射波方法研究（英文）

常规地震资料处理通常将地震波场当作反射波处理,绕射波的存在会降低处理成果的分辨率,因此将其当做干扰噪音进行压制。然而,绕射波往往包含了非常重要的地质信息(裂缝、溶洞、断层等特殊构造),即使偏移将绕射波归位,因为绕射波能量较弱也会被反射同相轴遮盖。将反射波和绕射波进行分离并单独成像处理,将提高绕射目标构造的成像精度。根据在平面波域反射波拟线性、绕射波拟双曲的形态差异,本文利用平面波预测滤波技术对平面波炮记录进行波场分离。首先,采用平面波解构滤波器估算地震同相轴的局部倾角,利用局部倾角信息预测并提取反射波,然后从全波场中减去反射波,间接分离出绕射波,对绕射波成像可获得高分辨率的绕射目标体成像结果。通过对2D SEG盐丘模型进行波场分离与成像,分析表明:本文采用的平面波预测滤波技术解决了平面波解构滤波的极性反转问题,保持了绕射波原有的相位信息,保证了波场分离后的绕射波场保真度,成像结果表明用平面波预测滤波方法提取的绕射波进行偏移可改善非均质目标体的成像精度。     

利用最小二乘自适应滤波实现绕射波分离

尺度目标体的绕射波能量较弱,常被能量较强的反射波淹没,与反射波一起成像难度较大.因而,实现绕射波成像的核心问题之一为绕射波与反射波分离.通常建立反射波模型的方法有Radon变换等域变换类方法,但该类方法在减去反射波能量上存在问题.为更彻底实现压制反射波目的,本文引入自适应滤波方法,该方法较简单的减去法能更好预测反射波能量.实际资料应用效果表明,最小二乘自适应滤波方法能更好突显单炮记录上绕射波特征,得到的叠加剖面中反射波去除更为彻底干净,偏移剖面中小断层、断点、尖灭点等小尺度地质体成像清晰.     

地震绕射波弱信号U-net网络提取方法

绕射波携带大量小尺度非均匀地质体信息,对于提高地震勘探分辨率具有重要意义.绕射波能量远小于反射波,在地震记录中常被强反射波掩盖,因此分离并单独成像绕射波,为探测小尺度非均匀地质体的关键问题.传统绕射波分离方法受限于理论模型假设,对陡倾角反射波去除效果不佳,且易对绕射波造成损伤.基于经典编码-解码框架下的U-net网络和注意力机制,本文提出了一种绕射波智能分离方法,通过编码器自动提取地震数据中的绕射波特征,再由解码器恢复绕射波,从而隐性去除反射波.该方法作为端到端的机器学习,训练后的U-net网络可自适应地分离绕射波.本文通过数值模拟数据与实际数据构建训练数据集,利用训练后的U-net网络分离绕射波,并将结果偏移成像.数值模型测试和实际资料应用表明,融合了注意力机制的U-net网络能够有效压制反射波能量,保留绕射波动力学特征,克服了传统绕射波分离方法难以去除陡倾角反射的局限性,其提取的绕射波弱信号特征较为完整,能够进一步提高地震成像分辨率,在小尺度断裂刻画上具有优势.     

基于斜率分析的倾角域绕射波分离及成像研究（英文）

碳酸盐岩缝洞型储层所含缝、洞尺度差异大、岩性和速度变化剧烈,造成复杂的绕射响应特征。部分缝洞体尺度小产生的绕射能量较弱,在成像剖面上被连续反射层掩盖,而难以识别。基于此,本文发展了一种倾角域道集的绕射波成像方法,提高对成像剖面上小尺度绕射构造的分辨能力。借助高斯束偏移技术抽取倾角域成像点道集,根据在倾角域道集上绕射同相轴拟线性、反射能量拟抛物的几何形态差异,基于斜率分析方法实现波场分离,并采用汉宁窗函数提高绕射波分离效果,将分离后的绕射波倾角域道集水平叠加得到绕射波成像结果。理论分析和数值模型测试结果表明:在窗函数的基础上,应用基于斜率分析的波场分离方法得到的绕射波倾角域道集能够更好的压制噪声,叠加后的绕射波成像剖面中绕射构造更加清晰。     

论绕射波机制

本文讨论一项用以研究折射绕射波的三度空间超声波模拟实验的结果。实验说明,在三度空间中,在某一点观测到的绕射波包含着来自无穷个绕射源的波涟,这些绕射源沿着绕射楔或断层而分布。这点在观测点位于垂直绕射楔或断层的方向上也是同样真实。 结果也指出绕射波的动力学性质随着绕射楔或断层的几何形状而变化,因此根据这种结果可以设想,若详细研究绕射波的动力学特性,可以对绕射楔或断层的几何形状得出有用的证据。 此外,根据模拟实验的结果,可用“最小走程原理”来解释波涟到达观测点的行程和求得绕射点的位置。     

论折射法勘探中的绕射波射线轨迹

根据超声波三维地震模拟实验的结果,研究了绕射波射线轨迹的问题。对绕射波的运动学特征进行了讨论,并引用极值光程律进行了解释。实验和理论的分折指出,绕射点的位置经常按照一定的规律偏离震源--接收点联线的一侧。 本文还提出了“双曲线叠加法”,从而在实际较复杂的情况下,可以用它迅速地确定绕射点的空间位置及波的旅行时间。 文中提出绕射波的运动学特征,从中可以提供一些有关断层或绕射棱结构的情况。至于绕射波的动力学特征及机制将另文阐述。所获的结果及结论有助于物探资料的解释。     

局部倾角滤波和预测反演联合分离绕射波

地震绕射波源于介质非连续性,从地震记录中将绕射波分离出来并进行成像,其结果对研究诸如碳酸盐岩缝洞储层这类复杂非均质储层具有重要意义.对炮集记录进行平面波分解,在地层倾角不大的假设下,反射波和绕射波同相轴在平面波分解剖面上存在较大的倾角差异.基于此,我们提出分步进行绕射波分离的方法:(1)利用局部倾角滤波方法将绕射波的较大倾角信息成分分离出来,此时,余下的部分包含有反射波和残留的低倾角绕射波信息;(2)利用频率-空间域预测反演方法从上述含有反射波和残留的低倾角绕射波信息中分离出残留绕射波成分;(3)将两次分离的绕射波信息相加得到最终的绕射波估计.用该方法能够得到相对完整的绕射波信息,有效地克服了靠单一的倾角差异进行绕射波分离时明显损失低倾角信息,从而影响绕射波成像结果横向分辨率这一问题.理论与实际资料试算验证了该方法的有效性.     

基于伪谱法的VSP逆时偏移及其应用研究

逆时偏移被认为是对地下复杂构造进行成像的精确偏移方法,尤其是能够有效地对回转波、绕射波、多次波等各种波动现象进行成像.近几年来随着并行计算机和存储设备的快速发展,逆时偏移方法备受关注.本文采用伪谱法实现了VSP逆时偏移,该方法不仅实施简便,而且计算效率高,精度好.并运用反周期扩展法来消除伪谱法中特殊的周期性边界效应问题.对VSP绕射点模型进行试算,分析了因覆盖次数不足在近井区产生的假象问题.对地堑模型和半圆隆起模型也获得了较好的VSP逆时偏移成像效果.并分别对VSP全波波场及分离出的上行波场进行了逆时偏移成像,可明显发现直达波在炮点和检波点位置处收敛成像,也产生了很强的成像噪声.最后对某地区实际观测的VSP资料进行了逆时偏移成像,并与Kirchhoff法VSP偏移结果和地面地震偏移结果进行了对比,显示了VSP逆时偏移在近井区成像上的优势.     

卷积神经网络在地面微地震多道P波极性分类中的应用

微地震监测技术是监测水力压裂过程、评价压裂效果的重要手段.对于地面监测,PP波极性能够直接、快速地反演震源机制,同时极性校正能够提高绕射叠加定位方法的成像精度.因此,准确而迅速地确定P波极性对地面微地震实时监测具有重要意义.卷积神经网络是一种深度学习算法,具有强大的特征学习与分类能力,可用来确定微地震事件的P波极性.地...     

折射波法探测断层的模拟试验——记录图的特征

用折射波法对断层进行勘探的实际工作中,不仅观察到上、下盘的正常折射波及棱上的绕射波,而且还可以看到因绕射、透过所产生的一些次生异常波.这些波郁同时在记录上出现,并构成一幅复杂的波形图.如果不能一一地识别它们,并掌握它们的运动学及动力学特征,就无法正确地识别及解释断层.以往一些文章多半讨论板状介质边缘上的绕射现象,而未涉及上、下盘同时存在时,折射法记录上可能出现的次生绕射、折射波. 本文为了解决这一问题,利用了超声波脉冲地震模拟仪进行了实验,对不同大小断距情况下的折射异常波及次生波进行了研究,回答了有关断层勘探中必须阐明的一些问题.     

用地震反射波全部时間值求有效速度

本文讨论了用地震反射波的全部时间值求有效速度的方法,得出了四种计算有效速度的公式。经过实际运用,认为有一定的效果,同时可用来计算断层面引起的绕射波的有效速度,对识别绕射波提供了一些线索。本文仅作为地震勘探工作交流实际经验而提出。     

一种基于逆时偏移的高效照明补偿成像方法

对地震波偏移成像而言,由于观测采集系统不规则、不完备采样以及地下复杂构造对波场传播的影响,在成像点处通常存在照明不均匀的现象,对偏移成像结果进行照明补偿是提高地质体成像精度的有效方法.本文给出了一种基于逆时偏移实现的高效照明补偿成像方法.在高频近似下,本文首先定义了衡量地下照明均匀程度的雅克比矩阵,并以此为基础给出照明补偿算子.通过波场的边界积分表达式,进一步将照明补偿算子利用外推波场进行表达,避免了照明补偿算子中高频格林函数的显式计算,以此构造出高效的照明补偿成像算法.合成数据和实际数据的数值实验结果验证了本文提出方法的正确性.     

一种基于KPCA的绕射信息分离方法

在油气勘探的过程中,需要对叠后地震数据中的绕射波信息进行提取,从而得到地下小尺度地质体的信息.本文在前人提出的使用主成分分析法(PCA)提取绕射波信息的基础上,进一步发展使用了基于核的主成分分析技术(KPCA)的提取绕射波信息方法,即通过构建数据模型,选取核函数进行KPCA运算,并利用不同的主分量进行信号重构,从而达到将绕射波和反射波分离的目的.相对于传统PCA,这种方法对于地震数据中弯曲的同相轴,以及倾斜的界面或者倾斜的同相轴有着更好的识别能力,在提取过程中能够提供更加精细的绕射波信息.     

活动断层地震勘探中的高精度偏移与反偏移技术（英文）

为了进一步发展活动断层空间位置和精细结构探查技术,解决在活动断层探测地震数据处理过程中,缺少一种通过数学手段对地震成像结果进行可靠性评价的问题,开展了将‘反偏移’这一地震波偏移成像的逆运算引入活动断层探测地震数据处理的研究。分析了偏移与反偏移的关系,提出了以叠前深度域逆时偏移和波动方程反偏移为核心的主动源地震勘探数据高精度处理流程。选择了生长断层、花状构造等有代表性的复杂断裂构造实际探测数据进行处理。处理结果表明,利用本文提出的以波动方程逆时偏移和反偏移为核心的地震数据处理流程,能够有效提高活动断层地震成像剖面的可靠性和精确度。通过本次研究可以认为将偏移和反偏移这一对严格对应的地震数据处理算子引入活动断层探测领域,有助于推动活动断层探测精确度和分辨力的提升。尤其是在开展钻孔联合地质剖面探测或科学钻探研究时,应用本文方法进行地震勘探数据高精度成像处理,利用多种数学手段相互检验,能够有效确保断层上断点定位准确,节约钻探成本。