三维VSP数据高效偏移成像的超道集方法

当前的三维VSP地震数据偏移成像实现都是在共炮点道集或共检波点道集中逐个道集循环进行的,计算效率相对较低.根据三维VSP观测系统中炮点和检波点布置的特殊性和地震波场满足线性叠加的特性,本文提出了一种三维VSP数据的高效偏移成像方法,即首先通过对三维VSP共接收点道集进行地震数据的广义合成得到一种超道集,然后在共接收点道集的波场深度外推过程中逐步应用多震源波场对超道集进行偏移成像,即利用一次波场深度外推循环完成对所有共检波点道集数据的偏移成像.通过三维VSP模型数据与实际地震数据的偏移成像试验验证了这种高效的超道集偏移成像方法可取得与常规共检波点道集相当的偏移成像效果,还具有极高的计算效率,其计算量与单个共检波点道集的偏移成像计算量相当.     

基于逆时偏移的井间地震角道集提取方法

井间地震角道集是地震资料偏移成像和地震资料解释的重要资料,在井间地震成像速度建模中有重要用途.针对井间地震观测系统的特殊性,研究了井间地震角道集提取方法.考虑到井间地震记录中包含上行反射波和下行反射波,从逆时偏移方程出发,推导了井间地震观测系统下的局部偏移距成像点道集提取公式,进而给出了角度计算公式和角道集提取流程.基于模型数据测试在速度正确时得到了拉平的共成像点道集,测试了速度误差对井间共成像点道集的影响,实际资料试处理也得到了较好的效果,表明本方法是合理可行的,为后续的速度分析等地震数据处理与解释工作奠定了基础.     

射线法模拟分析井间地震观测的波场特征

按照井间地震的观测系统,用改进的突变点加插值射线追踪方法,追踪每炮每道的射线路径,计算几种主要类型的波沿射线路径的波至时间和射线振幅,制作井间地震多炮多道水平分量和垂直分量的合成记录.并将合成记录选排为井间共炮点道集、共接收点道集、共偏移距道集和共中心深度点道集,系统地分析了不同道集内几种主要类型的地震波的传播特征.对野外观测的实际井间地震记录进行了模拟,从复杂的井间地震记录中,识别出井间地震实际观测到的不同类型的波场,为随后的井间地震资料处理和应用提供了依据.     

基于地震图像校准的共成像点道集增强技术

由共成像点道集抽取的共偏移距道集可以当成相同地下成像的多次观测.由于偏移误差的影响,在不同共偏移距道集上,同一采样点存在水平和垂直方向上的错位.本文提出一种基于地震图像校准的共成像点道集增强技术,实现了不同偏移距道集在时间和空间上的逐点匹配对齐.在本文中以2D局部归一化互相关来表征共偏移距道集和叠加道集在相同时空位置的相似度,假设在不同水平和垂直移动量时的互相关满足连续凸函数,利用求导方法估计共偏移距道集在该位置处的非整数校正量,最后采用双线性内插方法估计成像振幅.传统道集拉平技术在垂直方向进行校正量消除,本文方法能有效估计共偏移距道集中的水平和垂直校正量,并在亚像素域估计正确的成像振幅.模型数据和实际数据的处理结果表明,本文方法能有效增强共成像点道集中同相轴的一致性,提高叠加结果的分辨率.     

双平方根方程三维叠前深度偏移

从双平方根（DSR）形式的波动方程出发，基于沉降观测概念和地震波扰动理论，介绍了深度域的DSR全偏移算子及共成像道集的生成方法. 根据三维地震数据的方位角特征，通过对全偏移算子的稳相近似，依次导出了适应于零方位角道集、Cross line共偏移距道集以及共偏移距矢量道集的偏移算子. 理论分析与合成数据的数值试验表明，DSR全偏移算子、共方位角偏移算子对介质速度变化的适应性很强，而其余两种偏移算子仅适用于缓变速情况.     

有偏移距VSP地震资料的CDP成图成像方法研究

相对于仅仅提供井中菲涅耳带内地层信息的井口零偏移距VSP（vertical seismic profile）勘探,有偏移距VSP勘探可以得到远离井区域的反射信息,使研究区域拓宽,成像精度提高,且便于对地面勘探实施约束．提出了一种利用有偏移距VSP数据研究地球内部结构的CDP（common depth point ）成图方法．其中,利用Ｆ-Ｋ波场分离技术进行VSP资料的上／下波场分离,并在均匀介质环境下计算成图条件,进而进行地球内部结构的图象重建． 利用本方法对有限差分法正演模拟的超深井VSP地震资料进行了VSP成图处理,并获得较为满意的结果．模拟结果显示,在模型速度与真实速度误差小于10%的情况下,利用本方法仍可以获得比较准确的地球内部结构图象．最后,介绍了本方法处理实际有偏移距VSP观测资料的结果．      

叠前地震数据的平面波深度偏移法

提出了一套基于平面波分解的波动方程叠前地震数据深度偏移方法. 通过对共炮点道集和共偏移距道集地震数据的平面波分解，分别得到适用于单平方根波场外推方程和双平方根波场外推方程的共ps（炮点坐标平面波参数）平面波道集和共ph（偏移距坐标平面波参数）平面波道集. 在对共炮点道集和共偏移距道集地震数据的平面波分解时，不需要进行通常意义下的τ p变换计算. 通过对共ps平面波道集和共ph平面波道集的偏移效果对比，我们认为在速度弱横向变化介质中，两种平面波道集偏移方法的效果相当，但对于速度强横向变化介质，共ps平面波道集偏移方法的效果要优于共ph平面波道集偏移方法. 在计算效率方面，共ps平面波道集偏移方法与共ph平面波道集偏移方法基本相同.     

井间地震逆高斯束共反射点叠加成像（英文）

为了解决地下复杂微小构造的精细勘探问题,使用基于高斯射线束理论的逆高斯束叠加成像方法对井间地震反射波进行成像研究。井间地震常规射线类叠加成像方法由于覆盖次数受到限制,构造复杂区精细成像质量欠佳,而以波动方程为基础的井间地震偏移方法的成像时效性不高。本文方法借鉴高斯束合成地震记录的思想,将共炮集地震数据逆高斯束分解成共反射点道集数据,然后选取合适的面元进行共反射面元数据叠加,实现了井间地震逆高斯射线束共反射点叠加。与传统的VSP-CDP叠加成像方法相比,成像范围更加广泛,且适应复杂地质构造。该方法不仅能够对二维井间地震勘探资料进行成像,针对三维井间地震资料采用基于宽线处理思路的逆高斯束叠加成像方法仍可以处理复杂构造及斜井成像问题。理论模型及实际资料试算验证了本文研究方法的有效性与稳健性。     

大陆架科学钻探CSDP-2井的垂直地震剖面测量

南黄海海相地层的地震波场特征和层位标定一直是困扰地震勘探的重要问题.为了近距离、高精度和高分辨率地观测井周围构造特征和岩石性质引起的波场变化,为地震资料的采集、处理与解释提供地震波衰减规律、速度与层位标定等信息,对大陆架科学钻探CSDP-2井实施了近零偏移距垂直地震剖面（VSP）观测.针对海相地层顶部强反射界面地震波穿透难的问题,采用了大容量气枪震源并设计了气枪阵列组合方式,提高了激发地震波的能量,获得了强反射界面之下清晰的PP、PS下行波和上行波信号.采用了三分量偏振合成、组合滤波和波场分离等处理方法,对VSP观测数据进行处理,获得了海相三叠系—志留系的精细的纵波、横波速度结构和地层吸收因子等物性数据,建立了钻井地层、测井、VSP上行波和多道地震剖面对应关系,实现了不同尺度的地质和地球物理属性资料的有效衔接,标定了钻井地质剖面上各深度地质体的地震反射特性,厘定了过井地震剖面上反射同相轴的地质属性.此次观测取得的纵波、横波速度信息,成为建立南黄海海相地层速度模型主要的资料来源,也是地震资料的岩性反演处理不可缺少的信息.     

时空移动成像条件及偏移速度分析

首先比较了深度聚焦速度分析和剩余曲率速度分析中的成像条件,然后通过时空移动成像条件得到了时移偏移距域共成像点道集和时移角度域共成像点道集.基于时移角度域共成像点道集,统一了偏移速度分析中通常应用的两个偏移速度判断准则：深度聚焦准则和成像道集拉平准则.最后基于时移角度域共成像点道集,推导了速度更新公式,并设计了速度分析流程.合成数据和实际地震资料上的测试证明了方法的可行性和有效性.     

井-地观测系统（3D+VSP）和基于模型的处理技术有关问题的讨论

对了解地下构造和描绘地下油气分布来说,用地面地震勘探技术可以分辩15～30 m的地层.低分辨率和缺乏详细的速度信息会降低地面地震勘探的效果,在研究更薄细的油气储层和研究已研究过的老区时,我们要采用一些更先进的勘探技术,对储层进行更精确的预测和描绘.本文分析了 VSP、测井和地面地震勘探各自的优势、不足和局限,采用VSP方法,我们只能得到井周围一定空问内的丰富速度信息,而详细的速度模型可以极大地提高地面地震勘探的效果.据此分析,组合VSP和地面地震方法优势的井-地观测系统(3D VSP),可有效地增加信息量,并可通过引入VSP数据处理时所用的基于模型的处理技术,来使井-地观测系统的优势进一步扩大,在此基础上,如果与精细测井相结合,可以更好的寻找和开发剩余油气,这将是我们今后重要的发展方向.     

The Application of Geotomography in Engineering

It seems that electromagnetic tomography is quite suitable to be used in metal and groundwaterexploration. especial for limestone areas where the absorption coefficient of electromagnetic wave is smalland geological body has a large property contrast with country rock it should be pointed out that there exitsome uncertainties in geological interpretation of EM tomogram, corresponding laboratory tests for rockphysical property are always necessary.Resistivity tomography provides us a new useful…     

Quantitative imaging of complex structures from dense wide-aperture seismic data by multiscale traveltime and waveform inversions: a case study

An integrated multiscale seismic imaging flow is applied to dense onshore wide‐aperture seismic data recorded in a complex geological setting (thrust belt). An initial P‐wave velocity macromodel is first developed by first‐arrival traveltime tomography. This model is used as an initial guess for subsequent full‐waveform tomography, which leads to greatly improved spatial resolution of the P‐wave velocity model. However, the application of full‐waveform tomography to the high‐frequency part of the source bandwidth is difficult, due to the non‐linearity of this kind of method. Moreover, it is computationally expensive at high frequencies since a finite‐difference method is used to model the wave propagation. Hence, full‐waveform tomography was complemented by asymptotic prestack depth migration to process the full‐source bandwidth and develop a sharp image of the short wavelengths. The final traveltime tomography model and two smoothed versions of the final full‐waveform tomography model were used as a macromodel for the prestack depth migration. In this study, wide‐aperture multifold seismic data are used. After specific preprocessing of the data, 16 frequency components ranging from 5.4 Hz to 20 Hz were inverted in cascade by the full‐waveform tomography algorithm. The full‐waveform tomography successfully imaged SW‐dipping structures previously identified as high‐resistivity bodies. The relevance of the full‐waveform tomography models is demonstrated locally by comparison with a coincident vertical seismic profiling (VSP) log available on the profile. The prestack depth‐migrated images, inferred from the traveltime, and the smoothed full‐waveform tomography macromodels are shown to be, on the whole, consistent with the final full‐waveform tomography model. A more detailed analysis, based on common‐image gather computations, and local comparison with the VSP log revealed that the most accurate migrated sections are those obtained from the full‐waveform tomography macromodels. A resolution analysis suggests that the asymptotic prestack depth migration successfully migrated the wide‐aperture components of the data, allowing medium wavelengths in addition to the short wavelengths of the structure to be imaged. The processing flow that we applied to dense wide‐aperture seismic data is shown to provide a promising approach, complementary to more classical seismic reflection data processing, to quantitative imaging of complex geological structures.     

克希霍夫法VSP多波联合成像

VSP 转换波跟VSP 纵波或常规地面转换波相比,具有较高的分辨率和信噪比,但传统的VSP成像方法只利用了反射P波信息,而把转换波（反射S波、透射S波）以及透射P波当作影响成像质量的噪音.本文给出了一种VSP共炮点道集多分量地震资料克希霍夫法偏移成像的方法.本方法充分利用了多波（反射P波、反射S波、透射P波、透射S波）信息,根据转换点处四种波同时起跳,能量叠加最大的原理,从接收点分别用向绕射点延拓它们的能量,并将其叠加起来,求得的和最大的一点即反射点.通过模型试算和实际资料处理表明,此法成像精度高,信噪比高,且有利于改善剖面的频率特性.     

一种基于层析成像技术提高浅地表面波勘探水平分辨率的方法

在高频面波方法中,水平分辨率是指水平方向上分辨异常体的能力.异常体在水平方向上的长度可用水平方向上横波速度的异常尺度来确定.面波多道分析（MASW）方法被广泛应用于浅地表横波速度结构的探测,然而该方法确定的横波速度是整个检波器排列的平均计算结果,因此水平分辨率较差.另外,采用共中心点（CMP）多次覆盖的方式采集数据亦增加了野外的工作量.我们在MASW方法的基础上,应用面波层析成像方法,提出一套提高面波勘探水平分辨率的完整方法的技术流程.首先,利用波场分离技术获得准确的基阶或高阶模式面波,采用相位扫描的互相关方法测量多道面波记录中任意两道之间的面波走时;然后根据面波层析成像方法,获得高分辨率的各目标网格内的纯路径相速度频散曲线;最后反演所有目标网格内的纯路径相速度频散曲线,得到研究区域的拟二维横波速度结构.这套方法具有一定的抗噪能力,理论上它可以准确地提取相邻两道之间面波的相速度频散曲线;同时由于该方法最少只需要1个排列就可以获得拟二维横波速度结构,因此它显著减小了野外工作量.理论模型和实际资料都证实了这套方法可有效提高面波勘探的水平分辨率.     

电磁波井间CT成象技术及其在岩土工程中的应用

简要叙述了电磁波ＣＴ成象技术的基本原理、工作方法及其在岩土工程中诸如机场跑道、隧道工程和高层建筑地基评价中的应用。通过井下激发和观测电磁波能量的衰减，利用ＣＴ技术重建了地下介质在观测平面内相对吸收系数的二维分布图象，这些图象直观准确地反映出地下介质的构造形态、地层界面、风化壳以及破碎带的分布特征，在岩土工程探测中发挥了重要作用。     

衍射地震CT技术的数值研究

本文首先解决了声波方程的非Born近似的正演计算问题,从而获得理论上不带近似的正演数据;然后,推导了井间（CBP）、垂直地震剖面（VSP）和地面反射（SRP）三种不同的数据采集方式下的衍射CT的重建公式;利用这些重建算法和正演数据,系统地研究了影响到地球物理CT成象质量的三种因素,即:（1）数据采集方式,（2）异常程度和（3）成象区域的尺寸,对重建图象的影响;并比较了衍射地震CT和射线地震CT的成象质量。     

“宽频带、宽方位和高密度”陆上三维地震观测系统聚焦分辨率分析

近年来,"两宽一高"——宽频带、宽方位和高密度——三维地震采集技术极大地提升了地震勘探的能力和精度,在岩性油气藏地区取得了明显的应用效果,也对地震采集观测系统设计提出了更高的要求.如何在现有的成本限制和装备条件下,根据具体工区的地质地球物理条件来选择合适的"两宽一高"采集观测参数以实现最佳的勘探效益,已成为当前地震勘探中迫切需要解决的瓶颈问题之一.基于此,本文首先回顾了点绕射聚焦分析的基本原理,随后给出一种新的复杂介质多频率快速聚焦分辨率定量分析方法.基于该理论,我们以一个典型的陆上三维地震勘探采集方案和速度模型为例,系统地研究了"两宽一高"地震资料偏移成像分辨率随着关键采集参数的变化规律,给出了不同条件下分辨率的理论极限值及其所对应的采集参数的临界点值.此外,我们也提出了一种新的采集参数和子波频谱的交汇定量分析方法,进一步阐明了采集参数和子波频谱参数之间的定量关系,为复杂接收激发条件下采集观测系统设计提供了新的理论依据.     

VSP正反演综述

垂直地震剖面法是一种发展很迅速的地球物理方法,由于垂直地震剖面法是在介质内部点上直接观测,因而能够避开或减弱剖面上部低速带的干扰及外界噪声干扰,可以更直接、更有效地研究波的运动学和动力学特征,解决其地质问题,因此在地球物理勘探领域中最为活跃.本文从垂直地震剖面正反演的角度,并结合国内外实际的例子来介绍垂直地震剖面,同时讨论了垂直地震剖面未来发展的方向.     

基于虚源估计的复杂上覆地层下地震相干成像

在上覆地层比较复杂的情况下,常规地震勘探方法常常难以得到好的成像.本文研究了基于地震相干避开复杂上覆地层对地震波的影响,利用VSP数据估计地震虚源直接对目的地层进行成像的方法.在地震相干成像过程中,震源子波对分辨率有比较大的影响,尤其是存在薄层的条件下,两个非常近的反射同相轴将无法辨认.利用估计出虚源地震子波的性质,对...