基于互相关误差泛函的最小二乘逆时偏移方法

最小二乘偏移可以得到成像质量更高的剖面,有利于更好地进行岩性储层成像和储层参数反演。但是,最小二乘偏移在实用化过程中却很难实现其高精度岩性成像的目标。在分析传统的最小二乘偏移存在的问题后,发展了一种基于相位匹配的最小二乘偏移方法,该方法舍弃了传统的二次型泛函,采用互相关泛函,更多地强调相位信息在最小二乘偏移中的作用,在理论上可以更好地适用于实际资料。通过对互相关误差泛函构建、逆时反偏移合成预测数据、梯度预条件处理、共轭梯度法迭代求解等方面进行研究,探索实现了基于互相关误差泛函的最小二乘逆时偏移方法。简单凹陷模型和复杂salt模型测试表明,本文方法具有较好的适用性和有效性。     

碳酸盐岩油气储层高精度成像方法研究

碳酸盐岩油气储层在世界油气储层中占据着重要的地位,其油气总量约占全球油气总量的70%,具有埋藏深、构造复杂、非均质性强等特点。如何获得碳酸盐岩油气储层在地下的准确位置及构造特征,是油气勘探急需解决的难题。叠前逆时偏移成像技术采用精确的地震波动理论,能够对任意复杂构造进行高精度成像。本文针对碳酸盐岩油气储层成像难的问题,研究各向异性叠前逆时偏移成像技术,并将其应用于碳酸盐岩油气储层勘探中。通过采用精确的频散关系,推导各向异性纯qP波方程,利用高精度有限差分进行纯qP波模拟,通过叠前逆时偏移方法对纯qP波进行叠前深度偏移成像。基于典型的碳酸盐岩油气储层实际地质条件,建立逼近真实地质情况的碳酸盐岩地球物理模型,对上述模型进行偏移成像试验,结果表明各向异性逆时偏移成像技术是一种有效的碳酸盐岩油气储层勘探方法。最后将该方法应用于典型碳酸盐岩靶区的实际地震资料,并获得了精确的成像结果,进一步验证了各向异性逆时偏移成像技术在碳酸盐岩油气储层勘探中的重要作用。     

基于裂步DSR的最小二乘偏移方法

为适应复杂构造和岩性油气藏勘探开发对地震处理精度的需求,一种源于反演思想的最小二乘偏移算法应运而生。基于最小二乘偏移基本理论,推导了互为共轭的正传播和反传播算子,实现了基于裂步DSR的最小二乘偏移算法。在算法优化的基础上,将算法分别应用于水平层状和Marmousi模型进行偏移试算,结果证实了LSM不仅适用于复杂地质构造成像,且经过多次迭代后的成像质量在局部区域要优于常规偏移方法,具体表现为：1）成像分辨率有一定提高;2）中深层能量得到有效补偿。     

斜井井间反射波逆时偏移成像技术及应用效果初探

为解决油田开发过程中地面地震资料无法解决的高分辨率精细储层和隔夹层描述等问题,同时满足实际油田开发过程中既有直井又有斜井的井间地震资料成像需要,探讨了井间地震交错网格有限差分逆时偏移算法以及吸收边界等问题,针对共面斜井井间地震的理论模型和实际地震资料进行了逆时偏移成像。结果表明,偏移算法实现正确,实际资料逆时偏移成像剖面的信噪比和分辨率远高于地面地震成像剖面,且层间细节变化更丰富,与实际地层变化特征吻合较好,结果可信,为解决油田开发过程中地面地震资料无法解决的高分辨率精细储层和隔夹层描述等问题奠定了基础。     

地震数据炮域规则化方法研究及应用

叠前深度逆时偏移成像技术是目前处理复杂高陡构造成像的有效方法之一,作为一种高精度的炮域波动方程偏移方法,需要规则采集的高质量炮集数据作为输入。受复杂地质条件的限制,实际采集到的地震数据在空间方向往往是稀疏不规则采样的,存在严重的空间假频和噪声干扰,不满足炮域偏移算法对数据的要求。为了提高逆时偏移成像精度,笔者开展了叠前地震数据炮域规则化方法研究,依据偏移距和方位角将炮集数据分选为OVT(offset vector tile)道集,在OVT域进行地震数据全波数带的迭代加权反假频插值,再基于几何观测系统中炮检点坐标映射关系,从OVT域插值结果中提取规则化后的炮集数据并应用于逆时偏移成像。实际资料的应用结果表明对地震数据进行叠前炮域规则化处理可以有效提高逆时偏移的成像精度。     

井中地震粘声逆时偏移成像影响因素分析

当前油气勘探目标已由简单构造油气藏转向深层复杂构造油气藏,其具有的储层薄、分布广、赋存状态隐蔽等特点对地震偏移成像技术提出了巨大挑战。与地面地震相比,井中地震震源位于井中,靠近目的层,且波场少一次经过低降速带,因此理论上具有资料信噪比高、储层识别力强等优点,能够实现井周储层精细成像的目的。然而,井中地震特殊的观测方式使得成熟的地面地震成像技术难以直接应用。此外,井中地震震源能量弱,地层的吸收衰减效应的影响强于地面地震。因此,需要发展针对性的井中地震偏移成像方法。鉴于上述因素,本文将粘声逆时偏移成像方法应用至井中地震,通过模型试算探讨多种因素对井中地震偏移成像效果的影响,为井中地震技术在实际中的应用提供理论支持和技术指导。     

天然气水合物储层弹性波最小二乘逆时偏移研究

天然气水合物的弹性性质相比于周围岩层有明显的差异。传统声波成像方法采用声波近似,无法对其弹性性质进行准确地描述,弹性波偏移方法的成像结果分辨率低、中深部成像能量弱、振幅不均衡,存在低频噪声和采集脚印。为此,文中发展了一种弹性波最小二乘逆时偏移方法,在该方法中,推导了准确的弹性波最小二乘理论框架下的偏移算子和反偏移算子。为了提高计算效率并节省内存,引入了基于编码技术的混叠数据弹性波最小二乘方法,将多炮数据叠加为一个超道集,并采用编码技术压制串扰噪声。通过对两个含天然气水合物模型的试算验证了本文方法对天然气水合物储层成像的有效性及优越性。     

滨里海盆地盐下构造处理解释一体化研究

滨里海盆地在二叠系发育巨厚盐丘,由于高速盐岩厚度的剧烈变化导致盐下地震资料成像困难、构造形态畸变等.如何消除盐丘速度的影响,恢复盐下的真实构造形态是该区油气勘探急需解决的难题.笔者通过处理解释一体化的攻关研究,在解决静校正、盐下振幅恢复等叠前保真的基础上,采用浮动基准面叠前时间偏移方法对高陡构造准确成像,通过对盐体及盐下构造的精细刻画和层速度反演建立层位—速度模型,最后利用叠前深度逆时偏移的方法对盐下构造进行准确成像和构造恢复,形成了一套针对盐下构造处理解释一体化技术,并在滨里海含盐盆地得到了应用.     

复杂构造地震叠前深度偏移方法及应用

地震勘探复杂构造和深层构造的精确成像,由于叠后时间偏移方法自身的局限性而不能解决。叠前偏移技术是解决精细速度分析和复杂构造成像的有效手段之一,也是近年来国内外地震资料成像的发展趋势,是解决速度横向变化剧烈的复杂地区的地震资料成像的关键技术。结合鄂尔多斯西缘工区地震资料,给出了复杂构造成像的方法、实现过程与成像效果。研究结果表明,采用叠前深度偏移技术对于复杂构造的描述相对于叠后偏移技术有很大的优势。      

盐丘构造成像速度建模及逆时偏移关键参数优选

针对盐下构造,建立合适的速度模型分析流程是实现逆时偏移高精度成像的前提,选择合理的逆时偏移参数是改善成像效果的关键问题。笔者将单一沿层速度建模方法作了相应改进和调整,采用三步法进行速度建模,提高了盐丘内的速度分析精度,盐丘翼部形态得到了较好的表达。利用三步法的建模结果作RTM偏移成像试验,消除了盐下出现的假构造,使盐下小幅度构造背斜细节得到准确成像,实现了对盐丘边界及盐丘侧翼的准确归位。模型试验证明,三步法建模方法适用于复杂盐丘构造的速度建模。同时,在建模精度提高的基础上,针对逆时偏移流程中的子波主频、偏移孔径以及偏移网格关键参数作了分析研究,通过西非地区的实际资料试验,对比成像结果的质量,优化参数,消除了由于参数选取不合理而造成的陡倾角成像不准、信噪比降低、数值频散、浪费计算资源等问题的影响,实现了复杂盐丘构造的高精度成像。     

点扩散函数深度域反演

当前地震勘探领域缺乏深度域反演的有效方法,无法直接利用深度偏移后的地震数据进行储层预测。为解决这一问题,本研究采用基于点扩散函数的深度域反演方法对深度域地震数据进行反演,该方法借鉴光学领域的点扩散函数的概念,在偏移速度场中加入均匀分布的点散射体,然后使用波动方程有限差分的方法进行正演模拟,在此基础上进行叠前声波波动方程逆时偏移,得到点扩散函数。并且本研究依据最小二乘理论推导了点扩散函数深度域声波阻抗反演的公式,最后使用该反演方法在Marmousi模型和实际的地震资料上进行了测试。反演测试结果表明：该深度域反演方法反演结果精度高,稳定性好。     

叠前偏移技术在夏72井区油气藏中的应用

夏40井区三维地震完钻的70多口探井中,二叠系的油气显示该区有好的油气勘探前景.针对低幅度构造圈闭闭合度小,地震反射波特征有差异,加上地震资料解释存在相位差及闭合差的特点.复杂逆掩断褶带的常规地震资料偏移成像不归位,小断裂和低幅度圈闭难以识别,制约该区的勘探进程.通过综合研究,结合叠前时间偏移处理、叠前深度等建模偏移处理解释攻关,建立了目标区准确的深浅层速度模型.通过精细构造解释顺利完成夏72井油藏描述任务,取得了夏子街地区二叠系油气勘探的重大突破.     

速度模型误差给叠前深度偏移成像带来的假象

这里借助简单地质模型数值模拟的地震记录,采用分步傅立叶方法进行叠前深度偏移,给出了几种误差速度模型给偏移成像带来的影响。波动方程叠前深度偏移目前是解决地质复杂地区地震成像的一种有效手段,但是速度模型的精确程度,直接影响着成像结果的可信度。局部速度误差影响成像质量,而区域速度误差不仅影响成像质量,更重要的是影响成像的构造形态。所以在应用偏移成果时,一定要根据速度模型的可靠程度进行谨慎解释。     

三维弹性波逆时偏移中多卡GPU的应用

地震勘探对象的日益复杂化,对成像效果提出了更高的要求。逆时偏移在理论上可以对复杂构造准确成像,且二维逆时偏移的研究也取得了一系列成果。而逆时偏移巨大的存储、计算量以及野外单炮数据量的庞大,已成为制约其在三维多分量资料中应用的瓶颈。针对有效边界存储在三维逆时偏移中存储较大的问题,采用随机边界条件以降低逆时偏移存储量并提高偏移效率。该边界条件无需保存各分量在边界处的波场值,即可实现正向延拓波场的逆时重构;考虑到三维逆时偏移需开辟较大数组空间用于计算,提出应用区域分解技术将计算数据分配到不同节点,实现基于MPI+CUDA的协同并行。SEG/EAGE盐丘模型算例证明了上述方法的有效性。     

TTI各向异性叠前深度偏移在高陡构造区应用——以DB三维区为例

由于DB三维区古近系盐上浅层高陡,盐下目的层逆冲断片发育,导致地震资料品质差:信噪比低,成像不理想.无论是时间域处理还是各向同性叠前深度偏移处理,均难以得到好的成像,不能满足构造精细解释需要,限制了该区天然气勘探.为了提高地震资料品质,这里针对DB高陡构造低信噪比资料,除了处理解释一体化提高高速砾岩体速度建模精度外,重点开展了倾斜介质——TTI各向异性参数研究,获得了参数预测的有效方法.通过各向异性模型与速度模型的迭代,使得叠前深度偏移的速度模型更加合理,明显提高了地震资料成像质量.     

三维黏声最小二乘逆时偏移方法模型研究

针对黏介质成像存在的问题及最小二乘逆时偏移方法的优势,通过广义标准线性固体(GSLS)的三维黏声波动方程,基于三维黏声波动方程的伴随算子及最小二乘逆时偏移框架,实现了三维黏声最小二乘逆时偏移方法。采用极性编码技术大幅度降低黏声最小二乘逆时偏移算法的计算量与内存,使三维黏声最小二乘逆时偏移算法的实用化成为可能。在模型试算部分,首先通过Marmousi模型验证了该方法对传统声波最小二乘逆时偏移方法的优势,最后对三维含Q平层模型及盐丘模型进行试算,证明了三维黏声最小二乘逆时偏移算法的正确性。     

逆时偏移技术在碳酸盐岩缝-洞储层成像中应用

针对塔里木盆地塔西南地区中-下奥陶统埋藏深度大 (大于 5 000 m)、储层发育规模较小(小尺度溶孔-裂缝为主)的碳 酸盐储层精细成像难题,将基于 GPU 平台的叠前逆时偏移技术应用于研究区 562km2 实际三维地震资料处理中,取得了较好 的成像效果。通过地震剖面、平面相干属性和振幅属性对比分析叠前逆时偏移和传统叠前时间偏移结果表明:对于高陡构 造带成像,逆时偏移成像效果局部好于叠前时间偏移;对于碳酸盐岩内幕“串珠”成像、缝-洞储层刻画方面,逆时偏移 技术占有明显优势。叠前逆时偏移技术有效提高了研究区奥陶系碳酸盐岩缝-洞型储层成像的精度。     

零偏移距共反射面叠加原理及其在工程地震勘探中的应用

对一种能增强工程地震勘探数据质量的新叠加技术——零偏移距共反射面叠加进行了研究。目前模拟零偏移距剖面常规方法存在需要精确宏速度模型及不能对地下反射界面产生最佳照明的问题,而零偏移距共反射面叠加具有完全数据驱动、与宏速度模型无关、能够产生对地下反射界面最佳照明及提高模拟零偏移距剖面成像质量的优势。针对零偏移距共反射面叠加还未在国内工程地震勘探中进行广泛应用的现状,详细介绍了零偏移距共反射面叠加基本原理及其实现过程,并使用一套人工合成断层模型数据及来自某高速公路段附近一条二维测线的实际工程地震勘探数据进行了测试计算。理论模型试算结果及在工程地震勘探实际资料处理中的应用表明零偏移距共反射面叠加可提高地震数据信噪比,增强地震反射同相轴连续性,改善模拟零偏移距剖面质量,是一种非常有发展前景的工程地震成像方法。     

基于井控地质约束的陵水宝岛凹陷各向异性参数反演与分析

琼东南盆地深水区地质条件复杂,不仅地层速度的横、纵向快速变化,而且地震反射的波场复杂,常规地震速度反演和偏移归位难以满足复杂构造成像的要求,因此造成中深层地震资料信噪比低和偏移归位不准等问题.为解决上述偏移成像问题,不仅需要发展适应速度建模技术,还要充分利用井的信息提高各项异性参数反演的准确性,统计分析其各向异性规律,...     

一种基于随钻VSP地震地质导向的钻井轨迹高效优化方法及其应用

塔里木盆地发现多个奥陶系碳酸盐岩缝洞型油气田,随着开发的不断推进,中小型储集规模的缝洞体已经成为产能建设的主力目标。勘探开发过程中,由于受到复杂地层速度的影响,缝洞体系偏移成像、归位存在一定误差,常导致钻井的失利。笔者提出一种基于随钻VSP地震地质导向的钻井轨迹高效优化方法,首先应用VSP速度与基于三角网格的新构造模型高效率地校正原始地震偏移速度场,再联合修正后的各向异性参数场对地震数据进行快速偏移成像。其次,对新数据的全层系地层的构造特征再分析,预测优质储层的发育位置,确定最终靶点。最后,根据工程、地质情况,采用最为经济的优化设计钻井轨迹,钻进入靶。应用表明,该技术在大沙漠腹地塔中地区应用取得了较好的效果,地震资料成像品质得到提升。调整轨迹后的储层钻遇率和钻完井直投率分别提升16%和13.2%,有效地促进了油田实施低成本效益开发方案。