等效偏移距方法及应用

当勘探目标地质构造复杂、地层倾角较陡或岩性横向突变时,在地表接收到的反射信号较弱、信噪比较低,甚至接收不到反射波,常规偏移成像方法对这类数据很难精确成像,因此可以考虑基于散射理论的等效偏移距方法来成像.该方法分两步进行：第一步是抽取共散射点道集;第二步是对共散射点道集进行克希霍夫积分偏移.文中数值模拟及实际资料的实例表明,该方法在复杂地质目标及低信噪比地震资料的成像处理中具有一定的实用价值.     

逆时偏移在声反射成像测井中的应用方法研究

声反射成像测井中常用的基于射线理论的Kirchhoff积分偏移算法和基于单程波理论的F-K偏移算法均可实现井旁缝洞反射体的快速偏移成像,但其仅适用于地层垂向变化较弱的速度场和高陡角裂缝的偏移成像,无法实现低角度反射体的准确偏移归位,产生偏移假象误导测井解释.逆时偏移基于全波动方程,可适应强垂向变化速度场,实现近似水平反射体的偏移成像.本文详细分析了将逆时偏移应用于声反射成像测井时存在的数据准备、时间采样间隔匹配和成像条件改进等若干问题,通过设置多组理论模型来说明算法对井旁不同反射体的识别能力.模拟资料和实际资料处理结果证实,较F-K偏移算法,逆时偏移算法成像精度更高、收敛性更好,可有效实现近似水平构造偏移归位.改进的归一化互相关成像条件可解决深部地层的远井壁成像衰减问题,降低测井解释的多解性.逆时偏移将成为声反射成像测井高精度偏移技术的发展方向.

     

高分辨率Radon变换及其在声反射成像测井中的应用

声波反射成像测井是利用阵列声波测井的反射波进行井旁构造成像的测井新方法,由于是从滑行波能量较强的阵列声波信号中来获得反射波,因此反射波的提取问题尤为重要,文中采用能使波场更加聚焦的高分辨率Radon变换来提取反射波.分析得出滑行波和反射波到时在阵列数据道情况下表现为线性或近似线性特征,因而采用线性Radon变换方法.首先分析了声反射成像测井不同数据道集的波场几何特征,得出滑行波和反射波在不同道集都表现有不同程度的视速度差异,为反射波提取提供了依据.传统的Radon变换采用的最小二乘法不能使同相轴在Radon域足够聚焦,结合最大熵原理和贝叶斯原理实现了线性高分辨率Radon变换,模型数据处理结果表明后者可以在较复杂条件下提取出期望的波场.采用高阶交错网格有限差分模拟得到软、硬地层声反射成像测井波场,处理结果表明,相对于最小二乘Radon变换,采用高分辨率Radon变换后可以使波场更加聚焦,能提取出高质量的反射波,并能适应不同性质地层,相比于目前应用较多的反射波提取方法,其结果更接近于理论波形.实际数据处理也表明了该方法的有效性和准确性.该方法在声反射成像测井的速度分析、数据道插值以及偶极反射波提取方面有一定潜力,需要进一步研究.     

声反射成像测井在地层中的三维波场模拟方法研究

声反射成像测井方法和仪器近来成为勘探地球物理界的新研究热点.但有利于成像的反射波信号与井中的模式波叠加而难以分离出来.为了改进仪器设计,研究更有效的数据处理和解释方法,必须用以波动方程为基础的数值模拟方法来精确描述声反射成像测井的波场.为此建立了非均匀交错网格、加PML吸收边界的、能够用于正交各向异性介质的3维有限差分数值模拟方法和并行算法程序.将其应用于典型各向同性和各向异性地层中反射声波成像测井的三维波场模拟,并与已公开发表的应用离散波数方法的相应结果对比,证明了此方法正确、算法高效.模拟的波场动态范围能够大于60dB,计算速度比常规算法提高了3.5倍.这些技术能够正确、有效地模拟大尺度(在10m左右)、较高频率(10kHz左右)的反射声波成像测井波场.为我们研究声反射成像测井仪器和资料处理解释方法提供了有力的定量分析工具.     

声波电视在刚果(金)铜钴矿勘察中的应用

声波电视是利用声波走时和振幅参数进行钻孔壁成像的一种地球物理测井系统。由于采用数字技术和配置功能完善的软件,系统具有图像分辨率高、测井速度快、可在混浊的井液中工作、数据处理和分析过程相对简单的特性,是研究岩层结构面的有效手段。在刚果（金）某铜钴矿岩体稳定性评价中,采用声波测井方法,获取岩体的优势结构面,为确定采坑边坡角、岩体抗剪强度指标提供了可靠数据。本文介绍RG声波电视测井的原理及方法,以DK02孔为例,对所揭露岩层结构面、裂隙发育信息进行分析。工程实践说明,声波井下电视在进行深部岩体的原位勘察方面具有明显优势。     

局域化相空间中的VSP偏移成像方法(英文)

对VSP资料进行偏移成像可提高井附近地下结构的成像分辨率。本文给出了一种基于局域化相空间波场分解的VSP偏移成像方法。此方法采用了基于Gabor-Daubechies紧标架的延拓算子(G-D延拓算子)及其高频渐近形式对相空间波场进行延拓;基于局部平面假设,提出了一种局部角度域相关成像条件。合成和实际VSP资料的偏移成像结果表明,在满足渐近展开的条件下利用G-D延拓算子的高频近似式能够有效的减少计算时间;采用局部角度域相关成像条件能够在不增加计算量的同时,有效减弱VSP成像剖面上的偏移假象。     

高密度偏移技术原理与应用(英文)

针对宽频带高分辨率地震剖面的空间假频问题,本文提出了高密度偏移处理的解决方案。首先对地震空间假频的定义进行了分析,认识到偏移地震剖面与叠加地震剖面中的空间假频是有差异的,偏移地震剖面比叠加地震剖面更易产生空间假频。其次根据地震波动理论,认为野外空间低密度采集的地震信号,包含着地下高密度的地质信息,进而提出地震偏移输出是新的空间采样过程,只要地震叠前时间偏移输出高密度采样,CDP道间距足够小,就可以防止宽频带高分辨率偏移剖面的空间假频。利用二维地震正演模型分析高密度偏移方法的可行性,表明低密度采集的地震数据高密度空间采样叠前偏移处理可以消除地震空间假频噪声。对松辽盆地大庆油田低密度采集的地震资料高密度叠前偏移及提高分辨率处理后,消除了宽频带高分辨率地震的空间假频,宽频带高分辨率地震剖面地震空间分辨率明显提高。     

改进的角变换零偏移距成像方法研究

本文基于椭圆展开成像原理, 引入地震波入射角和地层倾角两个参数推导出了角变换零偏移距成像方法, 该方法只使用两个角度实现零偏移距成像, 但成像存在强干涉噪声问题.针对该问题, 并从实际生产应用方面考虑, 推导出了分别使用地震波入射角、地层倾角、速度和地层倾角进行成像的三种改进方法, 通过对比分析, 优选实现了含有速度和地层倾角的改进的角变换零偏移距成像方法, 通过数学分析、数值模型和实际资料处理证实了新方法的有效性: 新方法没有地下反射层为水平的前提假设条件, 地下反射层可以倾斜或弯曲; 均匀介质条件下新方法可以求取真实的地下速度和地层倾角, 实现真正的零偏移距成像处理, 这和CMP类方法有本质区别; 对复杂地下介质, 新方法也可以实现较好的零偏移距成像处理.

     

碳酸盐岩裂缝型储层最小二乘偏移成像方法研究

碳酸盐岩裂缝型储层是海相油气储层以及西部探区的重要储层类型之一,多表现为缝洞储集体形态,埋藏深度大,地震反射波信号复杂,波场特征分析困难,因而对其进行高分辨成像具有一定的难度.本文推导并实现了基于最小二乘理论的偏移成像(LSM)方法,并将LSM用于西部探区碳酸盐岩裂缝型储层等效地震地质模型的偏移成像工作,成像结果表明:在理论上,LSM方法能够较好地分辨出埋藏深度在3000 m以下的中深部20 m尺度碳酸盐岩裂缝型储层,在西部碳酸盐岩裂缝型储集体地震勘探中,具有较好的适应性.     

地震波反射共偏移法在探测煤层厚度中的应用

地震波在煤、岩层中传播,当遇到不同岩性之间的界面时,就会发生反射。根据这一原理,利用KDZ1114-3型便携式矿井地质探测仪,接收岩层中反射波信息,解析得到反射界面的位置,进而确定煤、岩层的厚度。文中论述了采用该方法探测四台矿一采区皮带上山及回风上山3#煤层厚度的具体过程及探测结果。     

声反射成像测井弹性波逆时偏移方法对比研究

声反射成像测井中的声波逆时偏移算法在处理单分量偶极横波反射资料时可获得高精度成像结果, 而面对单极声源中的多波多分量弹性波反射资料时, 由于其包含PP、PS、SP和SS等多种波型分量, 基于声波方程的逆时偏移处理结果中出现单反射界面对应多同相轴的偏移假象.首先在声反射成像测井中实现了纵横波耦合弹性波逆时偏移和基于Helmholtz分解的弹性波逆时偏移, 在此基础上首次提出和实现了基于一阶速度-应力纵横波解耦方程的弹性波逆时偏移, 通过纵横波解耦结果和成像结果对三种声反射成像测井弹性波逆时偏移进行对比研究, 数值算例表明基于纵横波耦合的弹性波逆时偏移无法处理转换波(PS或SP)成像问题; Helmholtz分解虽可实现纵横波解耦但同时引起反射波振幅和相位改变, 进而导致包含S波的成像分量出现极性反转问题.基于一阶速度-应力纵横波解耦方程的弹性波逆时偏移可有效处理多波多分量反射资料偏移成像, 消除转换分量成像噪声, 解决S波分量成像极性反转, 为声反射成像测井弹性波逆时偏移算法奠定了有力的理论基础.

     

共反射角叠前偏移成像研究及应用

共偏移距道集已被广泛地应用于地震速度建模及振幅随偏移距变化(AVO)的研究中,但复杂构造及射线多路径产生的共偏移距道集不保幅性等一系列缺陷给AVO研究带来很大的困难.共反射角道集包含有能反映地下速度和岩性变化的信息,更有利于速度模型优化、地震振幅属性分析及地下岩性和断裂的研究.本文通过研究共反射角深度偏移方法和理论,完善了基于目标的共反射角深度偏移技术,提出了获得相对保幅共反射角道集方法.该方法克服了共偏移距域道集在复杂介质中遇到的困难,更能有效地反映波场和地质结构方面的信息.通过理论模型数据进行了试算,并采用实际地震数据对此方法进行了验证,在陡倾角成像方面取得较好效果.     

成像测井解释模式在基岩油气藏裂缝性储层的应用研究

基岩油气藏裂缝性储层具有复杂的储集空间和储层非均质性,为了实现对基岩油气藏储层的精细评价,以地层微电阻率扫描成像测井和井周声波成像测井资料为核心,通过岩心资料标定,结合录井、常规测井、试油、地质等实际资料,系统建立了基岩油气藏变质岩储层的成像测井解释模式.根据成像测井模式的识别实现了对基岩油气藏特征的认识、准确的裂缝分析和现今地应力场分析.分析结果表明,研究区基底变质岩地层中基本以基岩内幕油气藏为主;裂缝以中高角度缝、网状裂缝为主,其主要走向与井旁断层走向大致平行,属纵裂缝;裂缝主要发育在东西两侧靠近断层、近源的构造陡坡上;现今最大水平主应力方向主要呈NE-SW和NEE-SWW.成像测井解释结果与地质情况吻合较好.     

偶极横波远探测在裸眼井及套管井中接收波场的方位响应特征

偶极横波远探测技术的快速发展及其在裸眼和套管井中应用的需求增加使得研究井中远探测波场的方位特征和接收响应具有重要意义.将远探测声场看作是声源在反射体一侧的镜像点的辐射声场并对其做柱面波展开,得到了充液裸眼和套管井中偶极横波方位远探测接收声场的渐近解.据此对声场在井内流体中产生的径向位移和声压进行了模拟分析,深入研究了接收器偏心距、声源频率和地层类型对井中方位接收波场的影响,并对裸眼和套管井中的响应特征进行了对比,预示了快速和慢速地层条件下声场方位响应中的180°相位反转现象.渐近解析解与三维有限差分数值解的结果对比证实了这一现象,同时也验证了解析解的正确性和普适性.结果表明：接收器偏心距、声源频率和地层类型是井中接收声场方位响应特征的主要影响因素;SH横波入射引起的井内流体的径向位移和声压方位响应特征基本一致,而SV横波入射时二者特征却有较大差异;因此,接收信号中的SV分量有助于识别反射体方位;相对于裸眼井,套管井中接收声场的方位灵敏度更高,更有利于识别井外反射体的方位.本文的分析结果为偶极横波方位远探测技术的进一步发展和应用提供了理论支持.

     

Study on 3D simulation of wave fields in acoustic reflection image logging

The borehole acoustic reflection imaging logging is a newly developed acoustic logging method that has attracted many interests. These converted and reflected waves for imaging are usually mixed up with borehole guided waves and therefore difficult to be clearly identified. To improve the downhole tool design and develop more sophisticate data processing and interpretation algorithms,studies on precisely numerical modeling of the wave fields in the acoustic reflection imaging logging are neces-sary and critical. This paper developed a parallelized scheme of 3D finite difference (3DFD) with non-uniform staggered grid and PML absorbing boundary to simulate the acoustic wave fields in isotropic and anisotropic formations. Applications of this scheme to the typical cases of isotropic and anisot-ropic formations and comparison with the results from published analytical solutions have demon-strated the validation and efficiency of the scheme. Higher accuracy and lower computation cost (3.5 times faster than the conventional schemes) have been achieved with this scheme for modeling such a complex wave fields of 60 dB dynamic range with higher frequency (10 kHz). This simulating program provides a quantitative analytical means for studying acoustic reflection imaging tool and development of the data processing and interpretation methods.     

基于共散射道集的叠前时间偏移/反偏移提高叠前数据质量

为了提高叠前数据质量,将叠前时间偏移/反偏移与共散射点道集相结合,提出了一种新的时间偏移/反偏移方法.利用改进的CRS参数建立精确的速度模型,提高偏移成像质量.将振幅映射到共偏移距顶点来生成共散射点道集,将偏移和中点上的多参数叠加,通过叠加数据,实现了叠前数据增强,道集的数量远高于传统叠前时间偏移的叠加数量.利用基于中点位移、半偏移距和偏移速度的算子进行反偏移处理,能量重新分配回时间域中的每个绕射同相轴,压制噪声,地震资料信噪比和成像精度均得到了提高.提高质量后的叠前数据可用于后续的速度分析、叠加、偏移等常规处理中,效果好于原始CMP道集.模型和实际数据的计算结果均验证了该方法的正确性和有效性,该方法在低信噪比资料的处理中将会有广阔的应用前景.     

地震叠前共成像点道集属性增维分析与解耦合应用

地震叠前共成像点道集比成果资料蕴含更多的信息,分析其特征并有效应用,可提高地质目标的描述精度.本文创新将叠前共成像点道集分频构建三维数据体,多维度系统分析地震属性随偏移距、频率变化的耦合关系,明确了差异变化特征,找到了等效叠加成像后地震属性混叠的原因.理论与连续频率正演合成带限子波,进一步分析地震属性随频率变化特征,发现纯频子波与带限子波的属性差异,认为纯频子波比带限子波更能准确地反映地质目标.针对叠前共成像点道集属性差异,面向地质目标,提出了属性解耦合应用策略.在CD油田,选取叠前共成像点道集属性稳定部分叠加,消除偏移距对地震属性的影响,保真度提高,有效频带变宽,主频提高.分频处理消除不同频率间的干涉影响,面向目标优选出纯频体.纯频体与地质体对应关系稳定,反映微幅构造和储层特征更明显,可有效挖掘出地震资料的潜力,实现地质目标的精细描述.     

Application of common reflection angle migration for imaging deformation structures in an inner accretionary wedge,Nankai Trough,Japan

To better image deformation structures within the inner accretionary wedge of the Nankai Trough, Japan, we apply common reflection angle migration to a legacy two-dimensional seismic data set acquired with a 6 km streamer cable. In this region, many seismic surveys have been conducted to study the seismogenic zone related to plate subduction. However, the details of the accreted sediments beneath the Kumano forearc basin are still unclear due to the poor quality of seismic images caused by multiple reflections, highly attenuated signals, and possibly complex geological structures. Generating common image gathers in the subsurface local angle domain rather than the surface offset domain is more advantageous for imaging geological structures that involve complex wave paths and poor illumination. By applying this method, previously unseen structures are revealed in the thick accreted sediments. The newly imaged geometric features of reflectors, such as the folds in the shallow part of the section and the deep reflectors with stepwise discontinuities, imply deformation structures with multiple thrust faults. The reflections within the deep accreted sediments (approximately 5 km) are mainly mapped to far angles (30°–50°) in the common reflection angles, which correspond to the recorded offset distances greater than 4.5 km. This result indicates that the far offset/angle information is critical to image the deformation structures at depth. The new depth image from the common reflection angle migration provides seismic evidence of multiple thrust faults and their relationship with the megathrust fault that is essential for understanding the structure and evolution of the Nankai Trough seismogenic zone.     

井巷工程反射波超前探测逆时偏移成像

探讨了井巷隧道工程反射波法超前地质预报成像问题.从一阶速度－应力弹性波方程出发,推导了二维各向同性介质情况下弹性波逆时传播的高阶差分格式,实现了弹性波在数值空间中的逆时延拓.构建反射波法隧道超前探测中的断层、软弱夹层等介质模型,以反射波探测的正演记录作为初始条件,并从程函方程出发,采用逆时差分格式求取介质模型网格空间中各点的直达波旅行时作为弹性波逆时偏移的成像条件,实现多波多分量资料的逆时偏移.偏移结果表明,逆时偏移能够使隧道壁接收到的波场准确归位,提高隧道反射波超前探测的资料处理的精度.