全方位偏移成像技术在南马庄潜山构造带的应用

随着油气勘探开发的不断深入,地质目标越来越复杂,对地震成像精度的要求不断提高,尤其是随着高密度宽方位宽频带地震勘探技术的发展,方向各向异性在地震数据处理中越来越突出。然而,常规的Kirchhoff叠前时间、深度偏移利用的均是偏移距道集,道集的方位角信息未能充分利用,因此已无法满足目前的地震处理需求。全方位偏移成像是通过全波场、多路径的方式,在地下局部角度域以连续方式应用所有的地震数据,生成两个互补的全方位方向角道集和全方位共反射角道集。该方法在南马庄潜山构造带偏移成像中取得了较好的应用效果,成像精度提高,地质现象清晰,裂缝密度和发育方向预测更可靠。     

波动方程角度域共成像道集

针对基于波场深度递推的波动方程叠前深度偏移成像方法难以准确地给出如Kirchhoff积分叠前深度偏移成像方法的偏移距域共成像道集的不足,在分析研究现有的各种波动方程偏移成像共成像道集方法的基础上,利用波场外推的单平方根算子和波场的窗口Fourier框架展开与重构方法,提出一种局部角度域共成像道集方法——成像点处反射角共成像道集方法.把这种角度域共成像道集方法应用于国际标准的Marmousi模型数据和一条实际二维地震数据都取得了理想的结果.提出的波动方程反射角度域共成像道集方法可为进一步的叠前偏移数据振幅随角度变化分析和偏移速度分析工作提供基础.     

基于G-D波场分解的角度域共成像点道集提取及成像

通常的叠前深度偏移都是通过偏移距域共成像道集和炮域共成像道集来实现的,这里则通过对G-D波场局部平面波的分解,提出了局部角度域共成像点道集方法,从而改善了偏移成像速度及效果,为研究地下构造,岩性分析以及偏移速度分析提供新的途径。     

偏移距域/角度域共成像点道集与偏移速度的关系

为了得到波动方程偏移距域共成像点道集(ODCIGs) 和角度域共成像点道集(ADCIGs) 与偏移速度的关系, 在匀速单层水平反射情况下, 对ODCIGs和ADCIGs随偏移速度的变化进行了定量的推导, 得到偏移速度偏小时ODCIGs与半偏移距成双曲关系, 反之成椭圆关系; 结合深度聚焦分析, 得到偏移速度偏大时, ADCIGs中视入射角大于真入射角, 反之, 小于真入射角; 在速度偏小时, ADCIGs上剩余时差(RMO) 与视入射角的正切值成椭圆关系, 反之成双曲关系.在地震有效入射角度范围内, ADCIGs对于偏大的偏移速度更加敏感.在偏移速度分析(MVA) 中, 从稍大的速度开始分析会对速度分析更加有利.      

基于角度域共成像点道集的微分相似优化法偏移速度分析

微分相似优化(Differential Semblance Optimization,DSO)法是一种可以有效避免非线性最小二乘反演过程中不聚焦问题的速度反演方法。基于DSO原理的波动方程偏移速度分析将成像道集的聚焦或者拉平程度作为速度判定的准则,其目标泛函具有良好的凸性,可以有效避免局部极值问题,目标泛函的梯度较为光滑,并且对地震数据中低频成分的要求较低,对速度模型中背景速度的估计较为准确。一般情况下,DSO方法利用偏移距域共成像点道集建立目标泛函,文中利用角度域共成像点道集建立目标泛函对速度的准确性进行判定。模型试算结果表明,通过角道集可以更加直观地对速度的准确性进行判定,并且准确反映速度与深度的对应关系。     

基于方位—反射角度道集的高斯束层析速度建模方法及实现

层析反演是速度建模中最重要的方法之一,结合偏移成像在成像域进行波动方程线性化走时层析速度建模是当前比较实用有效且精度较高的技术组合。文中首先给出了高斯束偏移提取方位—反射角度道集的方法,之后从高斯束偏移角度道集出发,在波动方程的一阶Born近似和Rytov近似下,推导了成像域波动方程线性化走时层析方程及其显式表达的层析核函数,并利用高斯束传播算子计算该核函数。基于高斯束传播算子的偏移成像与层析成像相结合进行深度域速度建模迭代及偏移成像,体现了速度建模与成像一体化的思想。数值计算及实际数据应用证明了基于高斯束传播算子的层析成像与偏移成像方法的有效性。     

共散射点道集与角道集串级优化叠前偏移速度分析

推导了基于角度域共成像点道集的叠前深度偏移层析速度分析公式,提出一种共散射点（CSP）道集与角道集串级优化叠前偏移的速度分析方法。该方法通过基于CSP道集的叠前时间偏移速度分析获取初始速度,利用基于角度域共成像点道集（ADCIGs）的叠前深度偏移速度分析进行速度更新。实现步骤概括为：将叠前地震数据映射为CSP道集,利用CSP道集叠加速度谱拾取能量团获取均方根（RMS）速度场;通过Dix公式将RMS速度转换为层速度作为层析的初始输入速度,基于ADCIGs实现叠前深度偏移层析速度反演,最终得到高精度的叠前偏移速度场。断层模型和实际资料试算结果验证了该方法的正确性和有效性。     

地层倾角对转换波动校速度分析的影响

动校正速度的求取是三维转换波数据处理的重要环节,其精度高低对转换波的叠加成像质量影响很大。理论上转换波的速度求取受包括界面倾角在内的多种因素影响,但实际应用时这些因素往往被忽略。为证明倾角对动校速度的影响程度,依据前人的研究成果,模拟倾斜地层计算了不同倾角条件下二维测线CCP道集、三维全方位CCP道集PS波动校正速度,并对由不同倾角引起的计算精度差异进行了研究。研究结果表明,对于二维转换波CCP道集,界面倾角不同,动校拉平的速度会差别较大,即使如此也总能实现很大倾角范围内的CCP道集的同相叠加,获得较好的成像质量;对于三维全方位CCP道集,当界面倾角超过一定范围,无论怎样进行精细扫描,得到的都只能是适合特定方位的速度,无法得到适合任意方位的动校扫描速度,随着界面倾角的减小,利用速度扫描的办法可以在一定的偏移距范围内将来自不同方位的记录较平,界面倾角越小,可以校平的偏移距越大;另外由于道集内的地震记录依赖视倾角的动校正速度,在反射界面倾斜的情况下,方位不同,动校正速度不同,致使二维反射PS波资料往往比三维反射PS波资料容易叠加成像。     

地震观测系统CRP面元内偏移距、方位角分析

通过对地震观测系统设计及CRP面元的分析,获得了不同观测系统及覆盖次数下CRP面元内偏移距与方位角的分布情况.研究表明:对于满36次覆盖面元内的偏移距与方位角来说,8线10炮观测系统较8线8炮分布更为均匀,偏移距信息与宽方位角信息缺失较少,有利于进行岩性勘探.对于8线10炮同一观测系统,24次覆盖较36、48次覆盖其方位角分布均匀,但缺失大角度道集;而48次覆盖偏移距信息更为均匀丰富,却存在小角度道集缺失的情况.盲目的增加覆盖次数将会降低地震资料的分辨率,影响地震资料的构造解释.     

叠前时间偏移成像技术及其应用

零炮检距剖面是地震反射成像过程中的重要成果。通过弯曲反射界面模型,分析了共中心点(CMP)道集与共反射点(CRP)道集的差别,认为当反射界面倾斜时,常规处理中的CMP叠加不能得到准确的零偏移距剖面,而沿CRP道集叠加的叠前时间偏移能得到准确的零偏移距剖面,另外,还介绍了叠前时间偏移的实现方法和步骤,包括预处理、偏移速度场的建立和偏移后CRP道集的处理等,并结合实际资料进行了效果分析。     

利用方位角道集处理方法预测煤层裂隙

煤层瓦斯含量受多种因素影响,而煤层中的节理裂隙密集带则容易导致瓦斯聚积。在煤田地质勘探中,依据振幅随炮点和检波点入射角的变化可以预测裂隙的发育方向和发育密度。在对淮南地区张集西三煤矿的三维地震数据资料处理时,按不同的方位角增量抽取方位角道集,并对其方位角道集进行速度分析、NMO校正、叠加和偏移,得到6个方位偏移数据体。根据Malick等人的理论模型对其进行计算,获得d、A、B值,并据此预测裂缝发育方向与发育密度。将其预测成果与常规地震解释成果对比,发现两者之间非常吻合,可见利用方位角道集处理方法预测煤层裂隙具有可行性。     

共反射角道集数据在碳酸盐岩裂缝研究中的应用

塔里木盆地塔北、塔中地区奥陶系碳酸盐岩是油田储量增长和产能建设的主要领域,缝洞体系连通性分析以及含油气分析在高效井位部署中起着至关重要的作用。然而前期研究中,应用常规处理数据的叠前裂缝预测及油气检测成果符合率整体偏低,不能完全满足油田高精度勘探开发的需求。这里系统地分析了常规处理地震数据在方位各向异性分析方面的特点,阐述如何应用共反射角道集深入开展方位各向异性叠前裂缝预测研究,优化共反射角道集数据偏移距或入射角,优选各方位覆盖次数均匀且能真实反映地层各向异性特征的数据,提高椭圆拟合结果的收敛性,最终提高裂缝预测精度。实践表明,共反射角道集数据在碳酸盐岩裂缝研究中的应用效果明显,可为开发区块高效井组的布设提供可靠依据。     

多方位网格层析成像技术及应用效果

在宽/全方位三维地震速度建模过程中,需要考虑速度方位各向异性的影响。多方位网格层析成像技术可以利用介质的速度方位各向异性特征进行速度迭代,进而提高速度模型精度,其相应的偏移成像精度也更高,得到的地下信息更可靠。多方位网格层析成像技术是宽/全方位三维地震速度建模技术中比较实用的一项技术,它既可以考虑宽方位资料速度方位各向异性的影响,又可以在建模成本和进度上进行较好地控制。从应用该方法的效果看,速度模型的精度得到进一步提高,成像效果好,地下信息更符合实际地质情况。     

叠前时间偏移技术在煤田地震资料处理中的应用

在共炮点道集上，采用Kirchhoff积分法，提取所有深度点上延拓波场的成像值，并对所有的炮集记录按地面点相重合的叠加原则进行叠加，形成共反射点道集叠加。叠前时间偏移技术的关键是做好预处理、叠前去噪、静校正、叠前数据的动校正切除、建立准确的叠前时间偏移速度场、地震数据的镶边等步骤。根据煤田地震勘探资料的特点，结合实例探讨叠前时间偏移技术应用到煤田地震资料处理中应注意的问题。结果表明：叠前时间偏移技术能够有效地提高构造复杂地区煤层的成像效果，提高煤田地震资料的信噪比和分辨率。     

倾斜CCP道集抽取方法及影响因素分析

界面上三维PS波(反射转换横波)的转换点在地表有相应的界面法向投影点,抽取CCP (共转换点)道集的实质就是确定不同方位上投影点距离炮点和对应检波点的比例关系。当界面倾斜时,该比例关系是界面的倾角、倾向、法向深度、炮检方位以及纵横波速度比等参数的函数。就上述参数通过这一比例关系是如何影响共转换点道集的构成及影响程度设计了特定的模型进行讨论。计算结果表明,忽视倾斜界面的影响将引起转换波抽道集的混乱,并造成后期成像的错误。      

OVT域处理技术在沁水盆地深部煤层气勘探中的应用

沁水盆地中东部煤层埋深大（大于1 000 m）、煤储层薄且煤层各向异性强,构造褶皱强烈、小构造及裂隙发育,煤体结构破碎等,为提高本区薄煤储层、小断裂、裂缝成像精度及满足岩性解释的需求,开展了宽方位三维地震勘探。为了充分发挥宽方位地震数据的优势,在处理中引入先进的OVT域处理技术,通过道集分选、OVT域五维插值、OVT域叠前时间偏移、方位各向异性校正等关键技术,获得了高分辨率、高保真度的地震数据;在解释中充分利用OVT处理形成的全方位和分方位地震数据。实现了深部含煤地层及其断层、陷落柱、挠曲等微小构造的精细刻画,提高了构造解释的精度及准确性,同时为叠前反演和各向异性研究提供了基础资料,为后期煤层气勘探开发部署提供了技术保障。      

基于等效偏移距的偏移成像方法

等效偏移距偏移(EOM)成像方法将克希霍夫时间偏移的双平方根方程转化为一个单平方根方程,使输入采样在没有发生时移的情况下映射到以等效偏移距为变量的共散射点道集上,使散射能量按照双曲线规律分布。然后通过克希霍夫动校正和适用在共散射点道集上的叠加来完成偏移成像。基于等效偏移距叠前地震偏移(EOM)的基本理论,对CSP道集的抽取过程进行模拟实现,并对模型进行速度分析,实现偏移成像。     

地震波场叠前零偏移距化算法研究

在能源地震勘探中,为了更好地实现叠前倾斜地层的时差校正,提高速度分析和叠加的精度,提出了一种快速实现叠前部分偏移的算法,即零偏移距化（MZO）算法。该算法应用波场外推的技术及波动方程偏移的有限差分算法,可在共偏移道集上实现,对于3D资料须应用同方位角共偏移距道集。经实际资料测试,其计算速度比同类的DMO方法快一倍,且处理效果相当。      

煤矿采区三维地震叠前深度偏移技术研究

影响波动方程叠前深度偏移成像精度的主要因素除了要求勘探区覆盖次数均匀、单炮记录信噪比高外,还必须建立准确的偏移速度场及选择合适的偏移孔径,其中速度深度模型的建立原则取决于偏移后共反射点道集同相轴是否呈水平形态,而偏移孔径的选择依据则是目的层倾角的大小。在地层倾角变化剧烈的吉新煤矿区,深度域层速度场采用三次速度迭代求得,并确定偏移孔径为600m×600m。应用表明：叠前深度偏移比叠后时间偏移处理在复杂构造区成像准确、断点空间位置清晰,且在解决复杂地质构造成像问题的同时还能够提高资料的信噪比和分辨率,是解决复杂构造成像的有效工具。     

宽线三维转换波资料处理方法及效果分析

研究了三维转换波资料坐标旋转、面元划分及三维共转换点计算方法,即将每一个转换波共炮点道集内所有地震道进行坐标旋转,旋转后的转换波道集在炮检距、纵横波速度已知的条件下,用迭代方法计算三维转换点的平面坐标,并绘制在平面上.将平面分割为小的面元,凡是转换点在同一面元内的记录道都属于同一共反射点转换波道集,转换点面元大小与纵横波速度比有关.在上述研究的基础上,建立了宽线三维转换波资料处理流程,处理了某油田某地区的宽线转换波资料.