影响低序级断层识别精度因素的地震正演定量研究

复杂断块油藏是胜利油田勘探开发的重要油气藏类型,储量产量均占三分之一,随着勘探和开发程度的提高,低序级断层识别描述技术是目前该类油气藏钻探成功的关键制约因素.影响低序级断层识别描述精度的影响因素也较为复杂,但对复杂断块油田剩余油分布研究和提高油气采收率具有重要意义.目前,尚没有文献开展低序级断层定量识别特征研究.本文针对低序级断层定量识别方面开展了大量研究,在分析研究区地质特点的基础上,分别针对埋藏深度、速度结构、地震子波主频、信噪比、断面倾角、地层产状、地层和断面的夹角等影响低序级断层识别精度的因素,设计了不同类型的低序级断层地质模型,利用波动方程正演模拟了低序级断层的地震响应特征,建立了5种低序级断层定量识别模板,拟合了2条综合曲线图,实现了影响低序级断层识别精度因素的地震正演定量研究,创新形成了一套完整的影响低序级断层识别精度的定量分析方法.由于以上因素引起的低序级断层同相轴的不同变化,为低序级断层的有效定量解释打下了坚实基础,为低序级断层地震描述技术研究提供了有益指导.     

三维波动方程有限差分正演方法

三维地震资料的处理和解释都需要有效的三维正演模型予以验证．本文提出一种在ｘ－ｔ域实现快速、高精度的有限差分正演方法,采用了独特的“平行四边形网格”,并用Ｐ－Ｒ交替差分格式使三维波动方程可以局部地分裂成二维求解方程,从而有效地减少运算量．     

三维波动方程有限差分正演方法

三维地震资料的处理和解释都需要有效的三维正演模型予以验证．本文提出一种在ｘ－ｔ域实现快速、高精度的有限差分正演方法，采用了独特的“平行四边形网格”，并用Ｐ－Ｒ交替差分格式使三维波动方程可以局部地分裂成二维求解方程，从而有效地减少运算量．     

傅里叶有限差分法三维波动方程正演模拟

傅里叶有限差分(FFD)法兼有相位屏法和隐式有限差分法二者的优势,能够处理复杂地质构造中的波传播问题,但在三维情形下,算子的双向分裂会引起明显的方位各向异性误差.本文用Fourier变换计算双向分裂过程中的高阶交叉项,消除了方位各向异性误差.该方法充分利用了FFD法在双域实现的算法结构,明显减少了由于引入误差校正所带来的计算量.将该方法应用于修改后的三维French模型的地震正演问题,并将得到的叠后记录、单炮记录同全波有限差分法的模拟结果进行对比,结果证实了该方法对一次反射波具有较高的模拟精度,在内存需求和计算效率方面则具有更大的优势.     

低序级断层地震波场特征

低序级断层的正确识别,对油田开发后期落实剩余油分布、解决注采矛盾具有重要意义.本文首先使用高阶交错网格有限差分法对声波方程进行离散求解,对于吸收边界的处理采用完全匹配层(PML)技术,实现了对地震波传播的模拟.借助叠前深度偏移技术,从低序级断层的产状特征、地震资料频带及信噪比等因素入手,设计断层模型,利用声波方程模拟低序级断层的波场,经过叠前深度偏移处理,探讨低序级断层在偏移剖面及切片上的表现规律,得出在不同资料质量以及不同地质情况下,所能够识别的断层极限.研究成果对低序级断层的正确判别、提高断层检测方法的可信度具有重要意义.     

基于波动方程有限差分算法的接收函数正演与偏移

针对接收函数正演与偏移, 本文采用波动方程有限差分算法. 借鉴成熟的勘探地震学方法, 引入等效速度概念, 建立接收函数转换波与地震勘探反射波的等效走时方程, 实现了基于波动方程有限差分算法的接收函数正演与偏移. 数值计算表明, 波动方程有限差分叠后偏移方法可以对点绕射和穹隆构造模型实现高精度成像. 本文利用数值计算讨论了波动方程有限差分叠后偏移与Kirchhoff叠后偏移对于接收函数偏移的适用性, 还对偏移过程中速度模型的误差进行了分析.     

高精度有限差分地震波正演方法

三维地震模拟不仅可以更精确地研究地震波的传播规律,而且是三维地震资料处理和解释的工具。本文采用精细积分法用于求解波动方程.对波动方程在空间采用差分格式,时间域采用积分法求解析的方法。文中详细论述了精细积分法的数值方法,并给出了计算公式。理论分析和数值算例的结果表明了用这种混合方法得到的解与精确解十分吻合,比有限差分法具有更高的精度。文中给出的地震波正演模拟算例说明了该方法适用于复杂地表和复杂构造地质体。     

弹性波方程正演的粗粒度并行算法

波动方程正演在地震资料采集、处理、解释与反演中均能发挥重要作用,但现有的基于求解地震波动方程的正演算法由于受庞大计算量的制约而难于大规模应用于工业生产.本文从二维弹性波动方程出发,研究了利用有限差分法并行求解该方程的基本思路与方法,给出了适于并行求解的计算空间划分方法与通信方案,分析了不同参数条件下并行程序的运行时间、加速比与效率.引入消息传递接口（MPI）实现了弹性波方程的并行求解,极大地提高了数值求解弹性波方程的计算效率.     

地震多级散射波正演模拟方法

地震波在穿越地下散射体群时会产生多级散射波,分析其地震响应特征,可推断散射体的分布情况和性质。本文从二维标量波动方程出发,结合地震散射理论和波恩近似理论,推导了多级散射波方程。在此基础上,采用高阶有限差分法对双点散射体模型和复杂散射体模型进行数值模拟,分析了多级散射波的传播规律和波场特征,并通过抽取多级散射记录和各级散射记录的单道记录与参考单道记录的对比,验证了本文推导散射波方程的准确性。      

基于3DU-Net全卷积神经网络的低序级断层识别技术

断层精细解释在储层描述、圈闭评价和布设井位等方面具有十分重要的意义.针对传统相干体、曲率等属性在复杂断裂发育区域分辨率低、识别能力差等缺点,本文提出了3D U-Net全卷积神经网络用于断层自动识别.首先利用合成断层体模型制作训练数据集及验证数据集,然后基于Keras深度学习框架构建了一种全新3D U-Net卷积神经网络...     

弹性介质中垂直地震剖面有限差分正演

垂直地震剖面法可以通过认识反射和透射过程,深入了解地震波传播特性,又可以改善地表地震资料关于构造、地层和岩性的解释.本文是在基于垂直地震剖面的基本原理基础上,采用高阶交错网格有限差分数值求解二维弹性波方程,然后对常见的层状介质和岩溶介质模型分别进行模拟,根据模型合成了相关的垂直地震剖面记录,期间采用的是完全匹配层法吸收...     

基于OBS的正演模拟与初至识别研究

在深部壳幔结构研究中,采用OBS接收到深部构造的折射、反射信号并通过层析成像反演地下结构是当前最为有效的方法.初至识别则是层析成像处理OBS资料最重要的工作之一,而基于OBS的正演模拟对于初至的正确识别具有重要的指导作用.本文利用二维声波波动方程实现了基于OBS的数值模拟,获得了水平层状、倾斜模型条件下的OBS共接收点道集.通过研究OBS共接收点道集反射波、折射波在不同地质模型下的规律,对OBS初至识别方法进行总结,并在实际资料处理中加以应用.结果表明,利用OBS共接收点道集的多图对比可以较简便地实现初至识别,其中水平层状地质模型初至必然呈现对称性,而倾斜模型的初至则需要综合考虑反射波、折射波的规律进行判断.     

三维孔洞储层建模及其地震波场正演模拟

本文研究的内容有二,一是针对塔河油田六区东中、下奥陶统碳酸盐岩孔洞储层发育的特征,通过精细的层位标定、构造解释与时深转换,搭建深度域等时地层框架模型,然后采用协克里金算法,将波阻抗反演体作为协变量,对孔洞储集体的三维孔隙度分布进行确定性建模;二是应用二维横向各向同性介质中的弹性波波动方程,基于交错网格差分格式,考虑初始...     

海底天然气水合物OBS多分量地震正演模拟（英文）

根据Ecker的水合物沉积物的三种微观模式,计算含水合物沉积层和含游离气沉积物的弹性模量,分析对比了水合物的不同微观模式、不同水合物饱和度以及不同游离气饱和度对沉积物弹性模量的影响;从纵横波分离的弹性波动方程出发,采用交错网格空间有限差分方法模拟地震波在海底天然气水合物沉积地层的传播,得到纵、横波的海底地震（OBS）共接收点道集。数值算例表明,当水合物作为流体的一部分或胶结颗粒骨架时,仅纵波记录上存在BSR;当水合物胶结颗粒接触,纵、横波记录上均存在BSR。并且,OBS会接收到上行纵波和上行横波在海底界面形成的转换波,干扰横波记录上BSR的识别。     

小波多分辨分析方法在波动方程正演模拟中的应用

初步探讨小波多分辨分析理论在地震波动方程正演模拟中的应用，给出一种基于地震波场局部变化性质而自适应调空间网格点的波动方程数值算法，目前求解波动方程所用的有限差分法、有限元法以及伪谱法都不能根据波场的局部变化性质而动态选择空间网格点的大小、小波基函数在空间域和频域中都具有局部性特征，它的性质优于有限差分法，有限元法和伪谱法中所用的基函数，通过阀值运算，地震波场失发辨表示变得非常稀疏，同时地下介质中的主要信息又不会受到损害，本文将声波场的多分辨表示变得非常稀疏，同时地下介质中的主要信息又不会受到损害，本文将声波方程的矩阵表示形式小波多分辨分析的框架下进行了展开，通过对算子长阵的地震波场矩阵进行多分辨分解和压缩，得到了小波域中地震波场正演模拟算法。     

用于声波正演模拟的时空域高精度交错网格有限差分方法

地震正演模拟是逆时偏移和全波形反演中的核心问题之一,因为它们都需要高效、高精度地模拟波场正向和反向传播。为了提高数值模拟的精度,人们广泛采用高阶有限差分方法,但是大多数方法仅在空间上具有更高的精度,在时间上只有二阶精度。首先系统介绍时空域高精度交错网格有限差分方法的基本原理,然后利用模型验证方法的有效性,结果表明:时空域高精度交错网格有限差分方法拥有比常规交错网格有限差分方法更低的数值频散。      

地震正演模拟复杂构造中的地震波传播(英文)

地震正演模拟技术是研究地震波在复杂介质中传播规律的有效途经,尤其在地质构造及其复杂的中国西部地区,其意义更是重大。本文介绍了两种新的正演模拟技术：有限元有限差分方法（FE—FDM）和任意精细积分方法（ADPI）,并结合实例分析来验证FE—FDM和ADPI算法的实际效果,结果证明这两种方法能够有效地适用于复杂介质下的地震波传播性质的研究。     

双变参数标量纵波方程正演模拟方法

常见弹性波动理论的建立是基于介质均匀这一基本假设,实际介质的非均匀性非常普遍.为研究连续介质中波的传播特征,本文从弹性力学中建立弹性波动方程的三个基本方程出发,考虑连续介质弹性参数的空变特征,建立非均匀介质的弹性波动方程,利用Alkhalifah声学近似思想建立位移表征的纵波波动方程,利用本征值问题求解方法建立标量波频率-波数域传播算子,从而建立描述纵波传播的标量波方程,其中波函数为纵波位移的散度,不同于均匀介质标量波方程的波函数为位移势.随后推导含PML边界波动方程差分格式并建立不同模型数值模拟进行数值试算,与均匀假设标量波方程和变密度方程对比证明本方法的准确性和稳定性.

     

地震正演模拟在高分辨率隐伏断层地震勘探中的应用

应用波动方程有限差分方法人工合成地震记录进行城市隐伏断层的地震勘探.采用适当的差分算法、震源子波以及有效地边界条件和频散消除方法来提高正演模拟的精度和分辨率.结果表明地震数值模拟可以用来分析地层厚度、断层倾角、断层深度以及断裂带宽度等参数对地震记录的影响;通过实际试验数据和正演模拟的合成单炮地震记录的对比,可以快速判断断层的大致位置和断裂带的大致范围以及目标地层的大致深度.该方法能有效辅助实际野外工作中的数据采集参数的估计,提高勘探效率和精度.     

正演模拟技术在地震采集设计中的应用

随着地震勘探开发的不断深入和发展,地震勘探的主战场逐渐向复杂地区转移.复杂地区既指地表条件复杂的地区,也指地下地质构造和地层条件复杂的地区,这些都对地震勘探提出了新的挑战和更高的要求.地震正演模拟正是开展此类问题研究的一个重要手段和方法.目前市场上具有正演模拟功能的软件大多是根据射线理论采用射线追踪的方法来完成正演模拟的,这种方法不能很好地反映地震波的动力学特征,特别是在复杂地区难以得到正确的结果.本文利用高阶有限差分有效克服了常规有限差分算法求解波动方程的频散问题,并以高效的OpenMP并行计算模式进行了并行优化,较大程度上提高了正演计算的速度和精度;同时实现了二阶Higdon边界条件,改善了边界吸收效果;也在一定程度上提高了计算速度.塔中地区主要目的层埋藏深,逆断层发育,地震反射特征复杂,增加了地震勘探的难度.本文依据该地区的地质模型,利用波动方程正演技术论证了该地区的地震采集观测系统,为该区地震采集观测系统的设计提供了科学依据.