球面波PP反射系数的频变特征研究

与平面波反射系数相比,球面波反射系数可以更精确地描述实际地震波的反射特征.近些年关于球面波的研究主要聚焦于球面波反射系数随入射角的变化规律,很少对球面波反射系数随频率的变化(频变)做详细研究.为了更全面地了解球面波的反射机制,本文研究了两层弹性介质中球面波PP反射系数(幅值和相位)的频变规律.文中基于经典的Sommerfeld积分构造球面波PP反射系数,通过自适应的Gauss-Kronrod求积算法对其进行稳定的数值计算.数值试验发现,对于不同的介质参数,球面波反射系数表现出了复杂的频变规律.尤其是当平面波反射系数为零时,对应的球面波反射系数是非零的,且球面波反射系数的相位随频率增加在高频趋近于90°或-90°,即此时球面反射波相对于入射波会有90°的相位旋转.对四类AVO模型的测试表明,球面波反射系数与平面波反射系数在临界角附近和低频时差异很大.     

薄(互)储层的反射系数谱AVO分析

针对油气田开发中薄互层认识难的问题,提出从AVO分析解决困难,克服现有方法在反射系数公式中无厚度变量、时间域计算反射系数谱受采样率限制的不足,运用两个界面间位移与应力关系,从频率域地震波传播方程推导了任意入射角和薄层厚度下的反射系数谱.确定了薄层的几何特性、物理特性与地震响应间的关系,为研究薄层厚度、速度对薄层弹性波反射系数的影响提供了一定的理论基础.     

用对称映射ARMA模型的零极点研究子波相位对反射系数序列反演的影响

为研究地震子波相位对反射系数序列反演的影响,在自回归滑动平均(ARMA)模型描述子波的基础上,提出采用z域对称映射ARMA模型零极点的方法构造了一系列相同振幅谱、不同相位谱的地震子波,并结合谱除法对人工合成地震记录进行反射系数序列反演.理论分析表明,子波相位估计不准时反射系数序列反演结果中残留一个纯相位滤波器,该纯相位滤波器的相位谱为真实子波和构造子波的相位谱之差.采用丰度和变分作为评价方法,在反演结果中确定出真实的或准确的反射系数序列.仿真实验和实际数据处理结果也验证了子波相位对反射系数序列反演的影响规律和评价方法的有效性,为进一步提高反射系数序列反演结果精度指明了研究方向.     

薄层时频特征的正演模拟

基于正演模拟的薄层时频特征响应分析是薄层定性识别与厚度定量预测的基础与关键.本文基于波场延拓理论,利用深度域相移法对不同厚度薄层进行了正演模拟.采用广义S变换对零偏移距地震道的反射复合波进行瞬时频谱分析,发现当薄层顶底反射系数极性相反时,复合波的干涉作用具有升频降幅作用,而极性相同时具有升幅降频作用;理论推导和实验分析均证明主峰值频率与薄层双程旅行时间厚度存在定量解析关系,这为薄层厚度定量预测提供了重要的技术手段;由于峰值频率对反射系数大小与极性变化不敏感,因此,峰值频率方法与时域振幅方法相比更具稳定性.     

基于峰值频率的薄层厚度计算公式及其近似(英文)

调谐厚度范围内薄层厚度定量预测一直是地震勘探面临的挑战之一,目前多数讨论仅限于顶底反射系数等幅反极性的薄层,对于其他薄层类型尚无系统研究.本文将所有薄层划分为四类:等幅反极性薄层、不等幅反极性薄层、等幅同极性薄层、不等幅同极性型薄层;通过理论推导得到薄层地震峰值频率与厚度关系的一般表达式,针对该式为一个复杂非线性隐式、难于直接应用求取薄层厚度的难题,采用三角函数的泰勒展开式进行简化,给出每类薄层厚度定量估算的近似公式,并系统讨论了各阶近似公式的精度.与传统的利用振幅信息求取薄层厚度的方法相比,本文方法的精度更高,且不受顶底反射系数绝对大小的影响,便于实际应用.     

构造煤及夹矸对煤层AVO正演模拟结果影响分析

为研究煤层中夹矸、构造煤对煤层AVO特征的影响,本文建立了4类典型模型并以岩石物理实验数据为依据确定了模型参数,基于反射系数谱理论计算了模型PP波、PS波的反射系数和相位,分析了煤层中夹矸和构造煤对煤层AVO特征的影响.模拟结果表明:夹矸层在煤层中所处空间位置和分层情况对煤层反射系数没有影响,但随夹矸层厚度的增大,煤层PP波PS波反射系数和相位均发生变化;构造煤对煤层PP波、PS波反射系数和相位影响大于夹矸层,构造煤和夹矸层对煤层AVO结果的影响相反;对于即含有夹矸又含有构造煤的厚煤层,夹矸层和构造煤在煤层中所处空间位置对煤层反射系数没有影响;夹矸层与构造煤相对厚度变化会对构造煤AVO地震响应产生影响.煤层中夹矸会减弱构造煤响应识别,在进行构造煤反演时,应结合实际地质资料,排除夹矸影响,提高构造煤预测精度.     

基于广义高斯分布的地震盲反褶积方法研究

Bussgang算法是针对褶积盲源分离问题提出的,本文将其用于地震盲反褶积处理.由于广义高斯概率密度函数具有逼近任意概率密度函数的能力,从反射系数序列的统计特征出发,引入广义高斯分布来体现反射系数序列超高斯分布特征.依据反射系数序列的统计特征和Bussgang算法原理,建立以Kullback-Leibler距离为非高斯性度量的目标函数,并导出算法中涉及到的无记忆非线性函数,最终实现了地震盲反褶积.模型试算和实际资料处理结果表明,该方法能较好地适应非最小相位系统,能够同时实现地震子波和反射系数估计,有效地提高地震资料分辨率.     

叠后地震数据的谱反演处理技术及其应用浅析

受限于现有三维地震资料的分辨能力,薄储层、小断裂等小尺度地质目标识别难题始终影响着岩性油气藏勘探开发的精度.基于高分辨地震分频技术的谱反演处理技术为提高薄层识别与预测精度提供了一条新的思路和方法.在原始叠后地震数据基础上开展谱反演处理,可获得全频带地震反射系数序列数据.该数据具有很高的分辨率,完全可以用于微小级别地质体及地质体内部细节的描述与形态刻画.本文对谱反演处理技术的基本原理和实现方法进行了简要阐述,并将其应用到实际生产资料中.实例应用表明,谱反演处理获得的反射系数数据成果分辨率非常高,可清晰识别目标薄储层反射特征及各类层序变化边界,有较强的实用和应用价值.     

球面波的反射P波AVO分析

本文对球面波反射P波反射系数计算公式进行了推导,根据推导公式计算出第I类AVO和第Ⅲ类AVO介质中反射系数及相位随入射角的变化,并与基于平面波的Zoeppritz方程计算的结果进行对比.结果显示,对于第I类AVO介质,球面波反射系数在临界角附近较基于平面波的Zoeppritz方程计算结果更精确;同时受界面深度的影响较大,随深度的增加,球面波AVO趋势接近平面波AVO.最后,通过数值模拟技术,对模型数据和实际数据进行模拟,对平面波AVO道集和球面波AVO道集进行了验证分析.浅层的第I类AVO现象,在近临界角和超临界角处折射引起反射系数与相位的变化较大,对于第Ⅲ类AVO现象,由于不存在临界角问题,球面波模拟结果与基于平面波的Zoeppritz计算结果差别较小.上述计算分析,可为实际资料的大偏移距道集的AVO分析提供理论基础.     

速度光滑对反射地震信号的影响分析

光滑处理使得单界面成为非均匀薄层,界面反射转变为层反射.为了探讨光滑处理的影响,以平面波作为入射波场,首先利用过渡层反射系数推导了反射信号的理论公式,然后就非均匀薄层下反射系数的计算问题,给出了具体的实现算法,并通过与经典Epstein过渡层反射系数解析结果的对比说明了算法的精度.最后在单界面及其被光滑后界面的对比分析中,得出了几点重要结论:随着光滑次数的增加,反射信号的到时基本保持不变,而反射信号的主频与能量呈减少趋势,其中信号能量在低光滑次数的衰减速率明显大于高光滑次数.