基于射线追踪的成像域走时层析反演及其应用

层析成像是现今地震勘探开发处理中的常用手段,针对传统走时层析反演中角度覆盖问题,利用正则化约束加以解决,利用角道集的拾取拟合来判断实验模型的准确性,同时,不再利用原始炮记录拾取剩余时差,利用深度残差与走时残差的线性关系提高走时残差的拾取精度。以三层洼陷模型和实际资料进行试算,结果表明:本方法可以较好地反演更新偏移速度场,得到更精确的偏移成像结果,对于小尺度地质构造可以精细刻画。      

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.     

逆时偏移中用Poynting矢量高效地提取角道集

逆时偏移在提高复杂介质的成像质量方面表现出了优越的性能,但逆时偏移对速度精度的要求比较高.共成像点道集是一种非常重要的叠前深度偏移输出,它除了能为深度偏移处理提供速度信息外,还能够提供振幅和相位等信息,为后续的属性解释提供依据.本文提出一种在逆时偏移成像过程中提取角度域共成像点道集的方法,该方法采用矢量波动方程进行波场传播,并用能流密度矢量(Poynting vector)计算反射角,最后应用互相关成像条件输出角度域共成像点道集.该方法简单易于实现,且几乎不需要额外的计算量和存储量,非常适合于进行逆时偏移速度分析,同时提出的角道集也能用于进行AVA等分析.最后通过模型算例和实际数据检验了方法的有效性和优越性.     

基于角道集速度建模的孔隙压力预测方法

准确预测地层孔隙压力是合理设计钻井液密度和井身结构的基础,也是保护油气层,降低钻探成本和提高钻探成功率的前提.地震层速度场是预测地层孔隙压力的关键参数,其准确性直接影响孔隙压力预测的精度.针对当地层存在低速异常体(欠压实主导的低速泥岩)时,传统的基于偏移距域共成像点道集层速度场建模方法存在射线多路径的假象,给层速度场建...     

弹性矢量波成像域联合层析反演

在地震弹性矢量波场框架下,推导了多波联合层析速度反演方程以及走时残差与角道集剩余曲率的转换关系式,提出了一种利用成像域角道集更新P波、S波速度的走时层析反演方法.其实现过程可以概括为:将弹性波多分量数据作为输入,基于高斯束实现矢量波场成像并提取角道集,利用层析反演方程求解慢度更新量,最终获得多波联合反演结果.模型试算和实际资料处理验证了该方法的反演效果,能够为弹性矢量波联合深度偏移提供高质量的叠前速度场.     

基于起伏地表的层析速度反演方法研究(英文)

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。对于地表起伏、地下构造复杂的双复杂地区,常规的叠前偏移速度分析方法是将起伏面校正到固定基准面上或进行表层建模再进行偏移与速度分析。本文提出的基于起伏地表的层析速度反演方法从起伏地表直接进行速度场的更新,可以提高层析速度反演的精度与效率。首先介绍基于起伏地表的角度域共成像点道集的提取方法,以此为基础阐述了起伏地表层析速度反演方法。起伏地表模型和实际资料试算验证了本文方法的有效性。     

海洋拖缆地震资料初至波走时层析反演

初至波走时层析反演技术作为建立近地表速度模型的重要手段,是解决陆地资料复杂静校正问题的关键技术。而折射波广泛发育的海洋地震资料,对折射波信息的关注与运用并没有得到广泛的重视。本文首次将层析反演方法应用于海洋拖缆地震数据的近海底速度模型的建立。本文方法与陆地资料层析反演的主要区别在于：①在震源信号的最小相位化处理后进行初至时间的拾取,避免了混合相位子波初至拾取不准带来的误差;②以海水深度与海水速度作为反演约束条件,减小了迭代误差。实测二维资料的层析反演结果表明,本文方法可反演出较为精确的海洋地层速度结构。     

基于互相关改进的DTW在角道集叠加优化中的应用

逆时偏移对速度十分敏感,当速度存在误差时,角道集同相轴会发生弯曲,直接叠加会削弱成像结构信息.在无从改善速度的前提下,将角道集拉平再叠加是提升叠加效果的有效措施.借助动态时间规整算法(DTW),选取误差小的地震道作为参考道,通过欧式距离计算其他地震道与参考道的相似性,即可求取两者之间的匹配关系,拉平同相轴.但该方法仅考虑了地震道间幅值的相似性,当幅值差异较大时易造成错误匹配,导致同相轴波形畸变、振幅异常.为此,本文提出了一种基于互相关的动态时间规整算法(CDTW),采用一维互相关代替欧氏距离作为地震道间的相似性度量,并以利用二维互相关DTW计算的约束窗限制规整路径.测试表明,CDTW能将角道集同相轴拉平且对波形畸变具有良好的鲁棒性;经处理后叠加剖面中的同相轴较之前更加聚焦.     

全方位道集速度建模方法及应用

为了提高宽方位地震成像精度, 需要对宽方位数据进行OVT域全方位速度建模.全方位道集速度建模技术是宽方位OVT域层析反演的一种速度建模技术, 该技术以宽方位地震数据为基础, 在OVT域进行偏移, 在偏移后的全方位各向异性道集上拾取剩余时差, 进行射线追踪建立方程组, 统一求解, 迭代得到最优速度模型.与常规速度建模方法相比, OVT域全方位道集速度建模既可以保留方位角的信息, 又能够减少人为分方位引起的覆盖次数不均衡性, 在刻画速度模型细节变化和提高成像精度方面具有较大的优势.实际资料应用表明, OVT域全方位道集层析反演速度建模技术更高效、灵活, 能够较好的消除剩余时差, 有效的刻画速度变化的细节, 提高地质体成像精度.

     

基于粒子群优化算法的叠前角道集子波反演

本文探讨了粒子群优化(PSO)算法在叠前地震角道集子波反演中的应用.在基本最优PSO算法的基础上,提出了对粒子更新速度进行平滑滤波的改进最优粒子群算法.由于代表子波的粒子的维数较大,如果粒子的各维元素相互独立,将导致粒子速度更新紊乱,影响搜索速度.通过对粒子速度进行三点均值滤波,加强了单个粒子各维元素的相互联系,并防止了粒子速度逃逸,使粒子更快地向有利于最优解的位置收敛.该方法应用于叠前角道集子波的反演中,取得了较好的子波反演效果,证明了本文方法的有效性.     

基于Chebyshev多项式的非对称走时Kirchhoff叠前时间偏移角道集求取

地震射线走时的求取方法是叠前时间偏移研究的核心问题之一,也是影响计算时间域角道集角度精确性的关键因素之一.本文基于Kirchhoff叠前时间偏移,应用第一类切比雪夫多项式,对弯曲射线对称走时加以改进,引进非对称项,优化后得到切比雪夫非对称走时方程,与高精度走时进行比较和误差分析,再将该走时求取方法应用于时间域角道集的求取中,得到地下较真实的入射角.通过模型计算和实际地震资料处理证明,此种非对称走时及其角道集的求取方法具有精度高、计算量少的优点.     

初至波走时层析速度建模方法研究

层析反演的核心是敏感核函数的求取和旅行时反演方程的建立.在射线理论下,射线追踪技术是计算敏感核函数和旅行时的主要方法,因此初至层析的实现需要有一种可以准确追踪初至波路径的射线追踪方法.本文推导了抛物旅行时插值射线追踪公式,提出了基于抛物旅行时插值的最短路径射线追踪方法.理论模型和实际资料处理结果表明,利用该方法实现初至层析速度建模可行.     

各向异性介质三维倾斜界面共反射点／共转换点道集NMO速度研究

地震波在介质中的传播速度是地震勘探中的一个重要物理量,是地震资料处理和解释的核心基础。地震资料的时深转换、构造成像、岩性识别、裂隙检测等都离不开速度,可以说速度贯穿地震资料处理和解释的各个环节。     

数据域初至波走时与成像域反射波走时联合层析速度建模方法

复杂地表探区,尤其是盆山过渡区的油气勘探是我国也是世界上油气勘探的重点区域,但是此类区域油气地震勘探中满足精确地震成像的速度建模一直是个没有很好解决的问题.本文提出了一种综合性的数据域初至波走时与成像域反射波走时联合层析复杂地表浅中深层速度建模方法,并针对联合层析速度反演解的非唯一性问题,深入地分析了层析反演中正则化的本质意义,指出了建立构造特征正则化方法的具体技术路线,提出了联合层析的实现流程及策略.理论和实际数据试验表明,本文提出的数据域初至走时与成像域反射走时联合层析浅中深层速度建模技术避免了常规建模方法中浅层速度模型与中深层速度模型的融合问题,较好地解决了传统成像域反射层析对近地表模型的不可控更新问题,整体提升了深度域浅中深层速度模型的建模精度,进而提高了复杂地表、复杂构造区的地震成像质量.

     

基于声波测井资料的波动方程走时层析反演速度建模

地震勘探目标逐渐由浅层（< 2000 m）转向中深层（2000~3500 m）,高精度速度建模是实现精确地震成像的关键手段之一.目前,初至波或早至波速度层析建模方法已较为成熟,然而对深层速度建模更为重要的反射波层析建模方法依然面临走时拾取困难及计算量大等难题.针对当前中深层走时层析速度建模方法面临的难题,本文提出了一种基于声波测井资料的波动方程全波走时层析速度建模方法及策略.该方法首先通过早至波层析反演获得浅层及大尺度速度信息;其次,通过提取初次成像剖面的构造倾角信息,利用声波测井资料进行稀疏反演,进一步获得更高精度的速度模型;最后,以此为初始模型,进行全波层析反演获得最终偏移速度模型.数值结果表明,本文所提出的速度建模方法及策略不仅可以避免传统反射波层析建模方法因采用Born近似反偏移所带来的大计算量问题,且大幅提高了中深层速度建模的精度,进而能有效地提高中深层复杂构造区域的地震成像质量.

     

基于高斯束传播算子的成像域走时层析成像方法

层析反演是速度建模中最重要的方法之一,结合偏移成像在成像域进行走时层析速度反演是当前比较成熟有效且广泛应用的技术.本文从高斯束偏移成像条件出发,在波动方程的一阶Born近似和Rytov近似下,推导了成像域走时扰动与速度扰动的线性关系,建立了成像域走时层析方程及其显式表达的层析核函数.该核函数的本质是有限频层析核函数,利用该核函数替换常规射线层析核函数可以明显提高层析反演精度.该核函数的计算关键是背景波场格林函数的计算,本文利用高斯束传播算子计算格林函数进而得到走时层析核函数,实现方式灵活高效且计算精度较高.基于高斯束传播算子的偏移成像与层析成像相结合进行深度域建模迭代,体现了速度建模与偏移成像一体化的思想.数值计算及实际数据应用证明了基于高斯束传播算子的成像域走时层析方法的有效性.     

基于CSP道集的速度分析与建模

对于低信噪比地震资料,现行的叠前偏移方法应用效果欠佳的一个重要原因就是,目前的各种速度分析方法在信噪比太低时都不能建立准确的速度模型.共散射点(CSP)道集聚集了所有可能的散射能量,具有更高的覆盖次数和更大的偏移距范围.因此,对于低信噪比资料,基于CSP道集的速度分析具有一定的优越性.本文首先简单介绍了CSP道集的形成过程和基于CSP道集的速度分析方法的基本原理,提出了一种从CMP道集到CSP道集的快速映射方法,并用一个加权系数消除了映射噪音,最后用模型和实际资料验证了基于CSP道集的速度分析与建模方法的可行性和实用性.     

基于射线理论的角度道集提取方法综述

本文研究了提取角度道集过程中的不同方法对结果的影响,炮检距和入射角之间的转换方法多种多样,需要根据实际资料特征进行合理选取.插值法和菲涅尔带法依然是提取角度道集的基本方略,信噪比高的资料运用插值法可以高精度地还原AVO特性.提取部分叠加道集的方法也有多种,在有噪音的情况下,角度扫描道集上的部分叠加能更加准确得体现AVO...     

基于共姿态道集的静校正方法

静校正问题是地震勘探的关键问题,直接影响地震勘探精度和准确性.实际地震采集过程中,当在相同接收点位置上不同时间内插拔布设了不同的检波器时,对于目前基于地表一致性理论假设的基准面静校正和剩余静校正,以及非地表一致性剩余静校正都不具备适用条件.为解决这一问题,本文提出了基于共姿态道集的静校正方法,将相同接收点位置上不同时间布设的检波点所接收的地震数据抽成不同的共姿态道集,在共姿态道集内实施地表一致性静校正;当某接收点位置上具有若干个共姿态道集时,该接收点位置上可能会存在多个检波点静校量;炮点静校问题仍然采用地表一致性静校正方法解决.该方法解决了同一接收点位置上不同共姿态道集之间的非地表一致性静校正问题,同时也解决了全区的检波点和炮点的地表一致性静校正问题,在实际数据应用效果明显.

     

基于二维VTI拟声波程函方程的椭圆各向异性立体层析反演

基于二维VTI介质拟声波程函方程,应用射线扰动理论建立了该方程控制下的数据空间各参数对于模型空间各个参数之间的线性关系,从而获得二维VTI介质拟声波程函方程的各向异性立体层析核函数.考虑到拟声波近似程函方程中η参数与ε和δ存在强烈耦合,本文首先探讨椭圆各向异性情形,为二维拟声波程函方程椭圆各向异性立体层析算法奠定了理论基础.同时也为日后推广到非椭圆各向异性情况提供了一种获得高质量初始模型的可靠途径.理论数据算例证实了Fréchet核函数求取的正确性以及在此基础上设计的工作流程实现两参数反演的可行性.