反褶积干涉成像及其在随钻地震数据处理中的应用

随钻地震是石油工程领域的一项新技术,是利用钻头破岩的连续随机振动信号进行钻前预测,通常需要利用钻头震源函数与地面记录互相关进行处理,而地下数千米震源函数的获取难度很大,成为制约随钻地震技术的一个关键问题.反褶积干涉成像是在互相关基础上发展起来的,可以利用随机噪音获得地震台站间的格林函数,对地下构造和速度结构成像,同时这种方法不依赖于震源函数信息.本文回顾了干涉成像的发展历程,分析了互相关干涉和反褶积干涉的原理、方法和特点,结合随钻地震数据处理需要,结合实例分析了反褶积干涉应用于随钻地震数据处理的前景,为发展新型随钻地震技术提供了重要参考信息.     

钻头随钻地震技术综述

钻头随钻地震技术是利用钻井过程中钻头冲击地层产生的振动作为震源的井中勘探技术．它凭借不中断钻井作业这一特点,可以实现连续的逆垂直地震剖面（Reverse Vertical Seismic Profile,RVSP）测量,以达到实时监测钻头位置、预测钻头前方地层地质参数、前瞻成像等目的．钻头随钻地震的本质是RVSP技术,因此本文通过常规RVSP技术引出钻头随钻地震,对钻头随钻地震的基本原理、采集技术和处理技术的优化进行重点介绍,并简单介绍部分应用实例．最后结合钻头随钻地震的优势和局限对其未来的发展方向做出展望．     

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.     

随钻地震信号特征及分析方法研究

随钻地震(Seismic While Drilling,SWD)是以钻头破岩振动为震源,进行钻前预测的新技术。由于不需要井下设备,不打扰钻井作业等优点,随钻地震技术是近些年的一个研究热点。随钻地震是国内外公认的技术难题,因为它是多源多传播路径系统,记录到的是非常复     

应用随钻测井资料正确指导水平井钻进

根据水平井测井机理和对大量水平井、直井测井资料的解释经验,概括出了1套适合较复杂地质条件下的水平井随钻测井综合解释技术,主要包括：水平段进入点识别技术;水平段轨迹近围岩识别技术;水平段钻遇薄、厚泥岩识别技术以及水平段钻出油砂体边界识别技术。使用的随钻测井资料有4条不同探测深度电阻率曲线和1条自然伽马曲线。2000年以来的委内瑞拉M油田76口水平井随钻测井解释结果和完钻后综合解释结果以及新井测试及投产结果对比,解释符合率达到98％以上。     

深反射地震资料的偏移处理

本文在对偏移理论和相关算法进行概括性的梳理和总结之外,主要针对深反射地震资料叠前偏移方法进行介绍,对初始数据的规则化、偏移孔径、去假频因子以及速度模型等关键参数进行详细的测试和深入地探讨.适当的规则化处理能提高深反射地震资料中反射信号的连续性和剖面整体能量的均一性;合理的偏移孔径能让波场能量很好地收敛、陡倾角反射层能够准确归位以及岩石圈中、深部的精细结构能较好地成像,同时又不至于引入严重的偏移噪音;通过选择适当的去假频因子来减少剖面上的高频干扰,使得整个剖面的高、低频能量分布适中;精确的速度模型是影响偏移结果的关键性因素,通过对速度模型的不断迭代优化,能显著地提高深反射地震剖面的中、深部偏移成像的精度和准确性,为后续深反射地震资料的综合解释打下良好基础.     

合成孔径雷达干涉测量在地震研究中的应用

介绍了将合成孔径雷达干涉测量（InSAR)用于检测地表形变（地壳形变和火山形变）和应用于地震研究所取得的进展与结果，提出了相关的问题，指出了InSAR在地震研究中的应用前景。     

超深层目标随钻测井引导的动态地震成像

超深层油气储层目标上覆巨厚的复杂介质, 基于地面观测数据估计的地震波传播速度存在误差, 将导致地震成像结果不准确, 增加深井钻探风险或勘探成本.随钻测井提供的地层速度信息可用于提高偏移速度模型的精度, 从而通过叠前深度偏移重处理减小井震闭合误差, 及时地重新定位深层的钻探目标, 并为钻井轨迹调整提供科学依据.为此, 本文提出一种随钻测井引导的动态地震成像方法.它在相对地质年代信息约束下, 将测井资料处理获得的层速度用于修正井孔周围一定范围内的偏移速度模型, 结合波动方程基准面延拓实现局部三维叠前深度偏移处理, 利用图形处理单元(GPU)加速以便更新钻头前方的地震图像.基于实际地震与测井资料的仿真试验表明该方法技术具有可行性, 预期可为面向深储层的智能导向钻井提供有力支撑.

     

四川长宁MS6.0地震震源干涉成像定位

文中利用干涉成像定位方法对2019年6月17日四川长宁M_S6.0主震及部分余震进行定位。天然地震波振幅的极性和大小随震源机制和辐射花样的变化而变化,利用原始波形的特征函数可消除震源在不同方位上远场P波的初动极性和大小的不一致性。文中将干涉成像技术应用于天然地震定位,通过对干涉波形进行偏移和叠加处理,分别对震源的水平位置和深度进行偏移成像,确定了主震及较大余震(M_S≥4.0)的震源位置参数,其中主震的位置为(28.38°N,104.88°E),震源深度为8.0km。此外,还测试了4种不同的速度模型对定位的影响,结果显示利用震源干涉成像定位方法获得的结果较为稳定。通过计算台阵、台网的响应函数,评估了台站分布及特征函数周期长短对定位结果的影响。计算得到的特征函数优势周期约为4s,该周期的台阵、台网响应函数在水平和垂直方向均显示了较好的收敛性和稳定性。     

DPSD技术在随钻电阻率测井中的应用

钻进时产生的强烈电磁干扰使传统的模拟相敏检波（APSD）方法无法准确获取随钻测井的电磁波信号。数字相敏检波（DPSD）利用高速浮点数字信号处理（DSP）和高速现场可编程门阵列（FPGA）芯片,分别处理所采集的测井信息的实部和虚部,改变了传统的计算方法,提高了运算速度和计算精度。采用可编程逻辑技术充分利用了测井信息,简化了控制逻辑,提高了时序控制精度和测量精度。讨论了新设计的数字相敏检波的原理、特点、电路实现以及实验数据分析。实验证明,该检波方法能有效利用测井信息,优化随钻测井系统。     

台湾西南海域地震数据处理及天然气水合物地震属性

对台湾西南海域增生楔部位长排列多道地震数据进行地震成像、速度分析、AVO分析、AVO反演处理,获得了天然气水合物多属性地震特征.在偏移剖面上,BSR与海底近似平行,极性与海底相反,穿越沉积层.AVO分析显示,强BSR振幅部位,BSR振幅随偏移距增大而增大.精细速度分析表明强BSR振幅下方存在纵波低速层.对应于强BSR振幅部位,AVO反演的P波、G波为相对高负值区,位于P、G交会图的第三象限,该部位泊松比变化率为负值,横波反射系数接近于零.以上多属性地震特征均预示着该区域可能存在天然气水合物层,且天然气水合物层下方可能存在游离甲烷气层.     

反卷积在人工震源数据处理中的应用

震源到接收台站之间的地层响应函数能够反映地下介质信息。对地震波传播过程中的卷积模型进行推导:记录信号是众多震源子波经过时移加权叠加的结果;通过反卷积方法可去除震源子波信息,提取震源到接收台站之间的地层响应函数;地层响应函数中第一个突跳值对应的时间即为P波走时。在河北赤城—张北地区进行人工震源实验,通过反卷积计算得到该地区地层响应函数剖面图,得出P波波速约6 km/s。利用人工震源系统还可以对地下介质波速变化进行长期动态监测,对地震预测具有一定意义。     

地震波干涉偏移及预条件正则化最小二乘偏移成像方法对比

地震波干涉偏移和偏移反演成像是近年来十分活跃的两个研究领域.干涉偏移提供了一个新的地震波数据成像工具,而偏移反演则提供了高逼近度地震成像.二者的共同目的是改善传统直接偏移方法的成像效果,展宽成像区域并提高成像的分辨率.本文研究干涉偏移方法和偏移反演方法对于地震成像效果的影响,探讨二者在提高成像分辨率上的异同.对于偏移反演,通过建立正则化模型,研究了预条件共轭梯度迭代正则化方法及改进措施,并通过绕射点模型数值模拟验证了该方法比直接偏移能够提高振幅的保真度和成像的分辨率.对于干涉偏移和偏移反演这两种方法,对层速度地震模型进行了数值模拟.结果表明干涉偏移和偏移反演成像方法比传统的偏移方法在成像效果上是更加有效的,因而对于实际的地震成像问题很有应用前景.     

柯西约束盲反褶积技术在井间地震的应用

利用地面三维地震资料将二维井间地震资料推广到井间范围以外。对于提高井间地震的效益,加快其应用十分重要．为了将井间地震二维资料推广到井外三维,需要从地面地震低频信息提取层位、断面的几何信息,反褶积方法是重要的部分．本文给出了盲源反褶积方法的一种具体实现。并结合优化的预条件共轭梯度法以改善算法的稳定性,同时减少计算量．然后对经过高频恢复的地面地震数据与井间地震数据进行联合约束反演,有效地提高了地面地震的频带．并用实际资料的处理给予证实．     

微机处理测震分析资料工作程序的改进

简要地论述了为克服微机处理测震数据程序(名为 DBJ)出现的缺点而进行改进的几点设想,改进思路,能产生备份文件及部分进行数据编辑的程序结构及模块,改进程序的特点和使用效果。     

三维地震资料叠前时间偏移应用研究

本文通过选取合适的叠前时间偏移软件,对两块三维地震资料进行偏移成像试验,验证叠前时间偏移中影响偏移成像效果的几个主要因素.该软件偏移算法的核心技术是弯曲射线偏移处理,这不同于工业界常用的直射线假设.偏移速度是偏移成像好坏的主要因素,通过迭代进行偏移、速度分析,使共成像点道集拉平,从而实现构造的准确成像;偏移孔径也是影响偏移成像的一个关键参数,其选取与成像目标层的倾斜角、深度、速度等有关;反假频参数对偏移成像效果有一定影响,是偏移中需要考虑的因素之一.     

石家庄台网的台站布局与地震处理精度分析

本文描述了石家庄台网的台站布局,分析了地震数据处理精度与网内台站的记录质量、台站仪器的放大倍数、地震发生部位及地震震级的关系。     

再论地震数据偏移成像

利用地震波正向传播方程对属于波形线性反演问题近似求解方法的地震数据偏移成像进行重新推导,得到了适合散射地震数据的散射偏移成像方法和适合反射地震数据的反射偏移成像方法.以地震波传播的散射理论为出发点,首先根据描述一次散射波正向传播的线性方程研究建立散射地震数据的偏移成像方法理论;利用高频近似对产生散射波场的地下速度扰动函数的空间变化进行近似,推导出地下反射率函数,再由散射波传播方程推导出基于反射率函数的反射波传播方程,然后根据描述一次反射波正向传播的线性方程研究建立反射地震数据的偏移成像方法理论.本文指出和修正了Claerbout偏移成像方法中的不足,提出的地震数据偏移成像方法是对当前偏移成像方法理论的完善,使反射地震数据偏移成像具有了更坚实的数学物理理论基础,得到的偏移成像结果相位正确、位置准确、分辨率提高.     

Direct migration of ambient seismic data

Utilising ambient seismic energy naturally propagating in the Earth as an alternative approach to active body-wave seismic investigations has been a topic of interest for a number of decades. However, because ambient surface-wave arrivals typically are of much greater amplitude than ambient body-wave energy, significant data signal processing and long recording times are required to mitigate this and other coherent noise sources, and to correlate sufficient reflected body-wave energy to converge to a stable image. Even for these scenarios, identifying and validating imaged body-wave reflection events remain challenging. In active-source investigations, extended imaging condition gathers are used to examine velocity (in)accuracy. Herein, we develop an ambient direct migration approach that uses a novel ambient (deconvolution) extended imaging condition. We simulate synthetic ambient-wavefield seismic data for two different models and use a field data set from Lalor Lake in Manitoba, Canada, to conduct a series of numerical experiments to demonstrate the velocity sensitivity and long-term stationarity of ambient-wavefield seismic data in the migration image domain. Tests with varying global velocity perturbations show a characteristic reflector moveout in deconvolution extended imaging condition gathers that can serve as a diagnostic of reflected ambient body-wave energy. We illustrate that this imaging formalism, under idealised circumstances, gives comparable results to conventional seismic methods, which extends the use of extended imaging condition gather-based image validation to ambient-wavefield seismic data scenarios. We assert that this may be a valuable tool for the validation of ambient migration techniques that to date have yielded largely inconclusive results.     

地震前兆观测数据处理系统

作者用Visual foxpro开发的《地震前兆观测数据处理系统(台站版)》是专门为地震台站的需要而设计的，系统用登录表单的方式来选择形变、流体学科的4种观测手段，通过不同的菜单，不但能完成前兆观测资料的日常处理，又能完成资料入库、资料解释、资料预处理等工作，从而帮助台站观测人员及时分析处理本区的观测资料，做好地震短临预报工作。