绕射波逆时偏移成像方法研究

地震剖面中的绕射点反应地下断层、尖灭、溶洞等不连续体的位置信息,因此绕射波对于实现小尺度构造的精细成像具有重要意义.基于逆时偏移的绕射波成像方案包括乘法成像条件法和倾角域拾取法.乘法成像条件利用正\负倾角构造剖面相乘实现绕射点的定位,倾角域拾取法则根据绕射波能量在角度域的特征进行拾取.其中,通过Hilbert变换和伴随波场的延拓可以实现波场的方向分解,从而实现单一倾向构造的成像并改善倾角道集的质量.本文也对无需方向分解的正\负倾角构造成像公式进行了推导.逆时偏移作为一种全波成像方法,所得剖面本身包含绕射点信息,因此本文通过图像处理方法提取绕射点位置.这一方法具有成本低、扩展性强、可对剖面做局部化处理的特点.

     

基于倾角道集与深度学习的地层倾角提取技术及应用研究

近年来新兴的多种地震数据处理和解释技术都需要倾角作为先验信息,传统的倾角估计方法大都依赖成像剖面,这些方法不可避免地会受到成像质量的影响,而且空间倾角的三维估计更是依赖于多条线形成的成像体.二元倾角道集因其椭圆形反射波位置对三维倾角具有指示性的特点,可以用作对倾角的估计,这样不仅能避免低质量成像剖面带来的影响,同时也能够实现仅依赖一条成像线道集的三维倾角估计.然而该方法会消耗大量人力和时间并且其结果也依赖处理人员经验.二元倾角道集在一个工区中数量庞大,可以为数据驱动特征提取的深度学习算法提供样本支持,因此本文在二元倾角道集的基础上引入深度学习算法,提出一种基于改进二元倾角道集和VGG神经网络的倾角提取技术,实现倾角的自动估计,并将倾角应用于菲涅尔带相关孔径的估计中,最后通过某工区实际数据验证对倾角估计的准确性和网络的泛化性能,再将孔径用于稳相偏移来验证倾角在实际数据中应用的有效性.

     

局部倾角滤波和预测反演联合分离绕射波

地震绕射波源于介质非连续性,从地震记录中将绕射波分离出来并进行成像,其结果对研究诸如碳酸盐岩缝洞储层这类复杂非均质储层具有重要意义.对炮集记录进行平面波分解,在地层倾角不大的假设下,反射波和绕射波同相轴在平面波分解剖面上存在较大的倾角差异.基于此,我们提出分步进行绕射波分离的方法:(1)利用局部倾角滤波方法将绕射波的较大倾角信息成分分离出来,此时,余下的部分包含有反射波和残留的低倾角绕射波信息;(2)利用频率-空间域预测反演方法从上述含有反射波和残留的低倾角绕射波信息中分离出残留绕射波成分;(3)将两次分离的绕射波信息相加得到最终的绕射波估计.用该方法能够得到相对完整的绕射波信息,有效地克服了靠单一的倾角差异进行绕射波分离时明显损失低倾角信息,从而影响绕射波成像结果横向分辨率这一问题.理论与实际资料试算验证了该方法的有效性.     

角度域共成像点道集剩余曲率法偏移速度分析

叠前深度偏移速度分析是地震数据处理方法研究的重点,是影响地震成像效果的关键技术之一。本文的基于角度域共成像点道集剩余曲率的偏移速度分析方法,旨在通过角度域共成像点道集(ADCIGs)来建立局部入射角与偏移深度之间的联系,通过角度道集剩余速度分析来修正、更新偏移速度。不同于偏移距域共成像点道集(ODCIGs),ADCIGs较少地受到由于多路径问题而产生的波场干涉假象的影响,更适合于偏移速度分析。本文在推导出基于ADCIGs的水平地层深度剩余量公式的基础上,提出了基于ADCIGs的沿层扫描法速度更新流程,凹陷模型和实际资料的试处理表明了本方法的正确性和有效性。     

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.     

Kirchhoff叠前时间偏移角度道集

提出三维Kirchhoff叠前时间偏移角度域共像点道集的改进算法,克服传统角度求取算法局限,可计算相对倾斜地层法线入射角;与Kirchhoff直射线叠前时间偏移求角度算法相比,本文方法考虑射线弯曲效应,包含层速度,角度范围加大,更接近真实入射角;计算走时采取弯曲射线或者适应线性横向变速介质的非对称走时等算法,角度道集在大角度处得到拉平;采用相对保幅的权因子以及覆盖次数校正技术,有利于叠前AVA反演.模型测试结果表明：叠前时间偏移角度道集,相对CMP、CRP所转化角度道集,更准确反应AVA效应;实际三维数据测试表明本文方法可以提供品质优良的角度道集,适用于AVA分析、反演,提高叠前反演分辨率.     

基于最小二乘反演的各向异性逆时偏移角度域共成像点道集提取方法研究

因不受多路径假象影响,角度域共成像点道集在偏移速度分析、振幅随反射角变化分析以及地震属性解释中起着至关重要的作用.逆时偏移成像技术采用精确的地震波动理论,因此基于逆时偏移的角度域共成像点道集提取方法能够适用于任意复杂构造,且算法精度高、稳健性强.然而,在实际中,受速度不准、采集孔径有限、照明不均以及偏移算子不精确等因素影响,逆时偏移角度域共成像点道集分辨率低、振幅不均衡、存在低波数假象.如何获得高质量的角度域共成像点道集,是油气勘探急需解决的难题.在前人研究基础上,通过将角度域共成像点道集的提取作为反演问题,本文提出一种基于最小二乘反演的各向异性逆时偏移角度域共成像点道集提取方法.该方法可以改善角度域共成像点道集的分辨率、信噪比以及振幅均衡性.典型模型数值试算表明了该方法的可行性和有效性.     

叠前偏移共成像点道集的对比分析

本文首先对各种不同类型的共成像点道集进行了概述,然后从定义、主要用途、提取方法、剩余曲率关系以及共成像点道集与速度误差间的联系等方面进行具体的比较分析,给出了定量和定性结果,从而对各种共成像点道集的特征有了更深入的认识,可作为进行有效偏移速度分析时的参考依据.最后又基于模型分别提取了偏移距域共成像点道集(ODCIGs)...     

基于Gabor-Daubechies小波束叠前深度偏移的角度域共成像道集

传统炮检距域共像集（CIG）在复杂介质中因波传播的多路径而存在反射体位置不确定的问题. 角度域CIG由于克服了这一缺陷而逐步成为速度分析、AVA以及振幅保真偏移成像等研究的主要手段. 以波动理论为基础的地震偏移成像方法的发展为获得高质量的角度域CIG提供了可靠的实现途径. 其中,基于波场局域化分解和传播的小波束域波场延拓和偏移成像方法,因其波场分解基本函数和传播算子在空间和方向上的双重局域特性,而成为角度相关分析研究的有效工具. 本文在采用Gabor Daubechies框架分解的小波束叠前角度域偏移成像基础上,利用不同的叠加方法由局部角度域像矩阵得到了反射角域CIG（CRAIG）和倾角域CIG（CDAIG）. 以SEG EAGE二维盐体模型为例,通过对CRAIG和CDAIG的对比,探讨了这两种角度域CIG的特点及其在地震偏移成像中的潜在应用.     

基于偏移成像道集的剩余静校正方法

针对陆上地震资料处理的静校正问题,提出了一种基于偏移成像道集的剩余静校正方法.与传统的由动校正后的CMP道集中拾取剩余时差不同,本文基于偏移成像道集求取剩余时差,避免了复杂情况下同相轴归位不准确导致的剩余时差拾取误差.通过生成随炮点和检波点位置变化的偏移道集,实现了由偏移道集中直接拾取炮、检点的地表一致性剩余时差;该炮、检点偏移道集只在指定的局部时窗生成,并不增加大的计算量.二维和三维实际数据测试表明了该方法的有效性和实用性.     

Diffraction imaging using an adaptive phase filter

As an ideal carrier of high-resolution information, seismic diffraction can be used to clarify and locate small-scale discontinuities or inhomogeneities in the subsurface. However, a diffraction is weak and thus be suppressed by the specular reflection. Furthermore, a diffraction would be destroyed by the conventional imaging method due to the polarity reversal of diffraction. In this paper, we analyse the behaviour of diffraction and reflection. For the image point on a horizontal or oblique reflector, the zone on both sides of the stationary point has the same energy after using a cosine weight function. Based on the behaviour, we propose the adaptive phase filter to adjust the polarity of the energy on both sides, and calculate it through the illumination angle and the reflector dip angle. This method avoids the calculation of the Fresnel zones and can further suppress residual reflection that disturb the diffraction images. Synthetic and field data applications show that the desired imaging results can be obtained by the proposed method. The test results demonstrate that the method is efficient in detecting small-scale discontinuities or inhomogeneities in the subsurface and can provide high-resolution information for seismic interpretation.     

基于共聚焦点道集的叠前深度偏移

共聚焦点(CFP)偏移技术是一种基于等时原理,将Kirchhoff积分法的一步偏移分两步聚焦（即激发聚焦和检波聚焦）来完成的叠前地震成像方法.该方法借助于逆时聚集算子和共聚焦点道集来实现叠前偏移成像.基于共聚焦点道集的叠前深度偏移是把基于共炮集的深度偏移的算法引入到CFP技术上来,基于波场延拓的理论来实现偏移成像,该方法首先生成共聚焦点道集,然后基于面炮合成的理论合成聚焦震源,最终通过相关成像来实现叠前偏移成像.该方法选取较少的聚焦点就可以实现对于地下构造的偏移成像,和炮域波动方程偏移相比,其计算效率得到了提高.通过模型试算和实际资料的试处理,验证了该方法在实现叠前深度偏移成像上的正确性和有效性.     

Diffraction imaging by uniform asymptotic theory and double exponential fitting

Seismic diffracted waves carry valuable information for identifying geological discontinuities. Unfortunately, the diffraction energy is generally too weak, and standard seismic processing is biased to imaging reflection. In this paper, we present a dynamic diffraction imaging method with the aim of enhancing diffraction and increasing the signal‐to‐noise ratio. The correlation between diffraction amplitudes and their traveltimes generally exists in two forms, with one form based on the Kirchhoff integral formulation, and the other on the uniform asymptotic theory. However, the former will encounter singularities at geometrical shadow boundaries, and the latter requires the computation of a Fresnel integral. Therefore, neither of these methods is appropriate for practical applications. Noting the special form of the Fresnel integral, we propose a least‐squares fitting method based on double exponential functions to study the amplitude function of diffracted waves. The simple form of the fitting function has no singularities and can accelerate the calculation of diffraction amplitude weakening coefficients. By considering both the fitting weakening function and the polarity reversal property of the diffracted waves, we modify the conventional Kirchhoff imaging conditions and formulate a diffraction imaging formula. The mechanism of the proposed diffraction imaging procedure is based on the edge diffractor, instead of the idealized point diffractor. The polarity reversal property can eliminate the background of strong reflection and enhance the diffraction by same‐phase summation. Moreover,the fitting weakening function of diffraction amplitudes behaves like an inherent window to optimize the diffraction imaging aperture by its decaying trend. Synthetic and field data examples reveal that the proposed diffraction imaging method can meet the requirement of high‐resolution imaging, with the edge diffraction fully reinforced and the strong reflection mostly eliminated.     

X射线衍射增强成像的折射角信息提取算法综述

本文简要地介绍了衍射增强成像方法的物理原理,根据折射角信息提取所需要的DEI图像采样的数量进行分类,分别详细介绍了利用两幅DEI图像、三幅DEI图像以及多幅DEI图像进行折射角信息提取的算法,并依次分析了它们的特点及性能。对于不同的实际应用需要,灵活的选择使用这些折射角信息提取方法,可以获得更好的图像效果。     

三维倾斜界面PS转换波CMP道集时距及参数估计

在PS转换波资料处理过程中,往往需要联合P波资料提供相应的模型.在实际应用中存在P波和PS转换波层位对比困难.本文仅利用PS转换波数据,通过三维倾斜界面PS转换波CMP道集精确时距关系推导了近似时距解析表达式;分析了PS波的精确与近似时距关系随测线方位、界面倾角与倾向的变化规律及其拟合误差;并讨论了近似时距关系的三个时距参数随方位的变化特征;理论上给出描述时距的三维倾斜界面倾角、倾向、深度、纵波速度和横波速度这5个独立参数的估计方法,并通过理论模拟数据证明了该方法的可行性.     

三维倾斜界面PS转换波CMP道集时距及参数估计

在PS转换波资料处理过程中,往往需要联合P波资料提供相应的模型.在实际应用中存在P波和PS转换波层位对比困难.本文仅利用PS转换波数据,通过三维倾斜界面PS转换波CMP道集精确时距关系推导了近似时距解析表达式;分析了PS波的精确与近似时距关系随测线方位、界面倾角与倾向的变化规律及其拟合误差;并讨论了近似时距关系的三个时距参数随方位的变化特征;理论上给出描述时距的三维倾斜界面倾角、倾向、深度、纵波速度和横波速度这5个独立参数的估计方法,并通过理论模拟数据证明了该方法的可行性.     

等效偏移距偏移方法在声波反射成像测井中的应用研究(英文)

声波反射成像测井能够获得井眼周围构造的重要信息,然而,由于接收到的反射波信号远小于井眼模式波、信噪比较低,且每次发射只有8道接收,因此应用常规的偏移成像处理方法成像效果不好。本文应用一种基于散射理论的等效偏移距偏移方法,对声波反射成像测井模拟数据及现场数据进行偏移处珲。结果表明,与常规叠后深度偏移方法相比,等效偏移距方法可以有效提高覆盖次数,对于低信噪比的声波反射测井资料可以获得较好的井旁构造成像效果。     

二维菲涅耳带共反射面元叠加方法研究

大量研究证明CRS叠加能提高地震勘探的信噪比,但是能否提高分辨率的关键在于如何确定CRS叠加孔径.本文详细探讨了地震波反射过程中菲涅耳带的特征,认为起伏地形下菲涅耳带可以采用椭圆予以近似,在此基础上提出了一种通过菲涅耳带来确定CRS叠加孔径的方法,并应用于泌阳凹陷陡坡带的地震剖面.结果表明,由于菲涅耳带确定的叠加范围使地震信号的能量达到最佳,相对于CMP叠加,菲涅耳带CRS叠加同时提高了地震资料的信噪比和分辨率,特别显示了中深部较弱的地震信息,而常规的CRS叠加则只在于提高资料的信噪比和改善浅部的地震信息.