微测井和地震资料联合的近地表Q反演方法及应用

近地表吸收衰减是影响地震资料分辨率的重要因素,而求取准确的近地表品质因子Q值并进行补偿是解决这一问题的关键．为提高近地表Q建模精度,提出了一种利用微测井和地面地震数据初至的近地表Q反演方法．首先采用单尺度Gabor变换,对微测井初至进行时频谱求取,并基于频谱比法的思想求取微测井点处的Q值,然后对地面地震初至进行拾取和等效衰减量求取,以地面地震初至波的等效衰减量为匹配目标,建立微测井Q约束的目标函数,通过反演求解实现近地表Q建模．本方法能够同时借助微测井资料的纵向高精度和地面地震的横向高采样率,建立较为准确合理的近地表Q模型．对实际资料近地表Q建模与偏移补偿测试结果的分析表明,本文方法是正确和有效的．     

近地表Q因子估算影响因素分析

利用微测井资料对近地表吸收结构进行观测和估算,消除近地表吸收衰减对地震数据分辨率的影响,是近年来高分辨率地震勘探的重要尝试.为提高近地表Q值建模的可靠性,本文结合微测井资料,指出近地表Q值建模的主要问题,就各个影响因素进行了讨论和分析.分析结果表明:震源子波和检波器耦合响应一致性假设并不成立,激发和接收因素差异对近地表Q值建模的影响不容忽视.另外,利用微测井资料进行Q值建模要合理的选取频带范围,避免近场分量对信号低频端的影响.有效的提取高质量的直达波,避免面波、浅层折射波和虚反射等噪声干扰,是近地表Q值建模成功的关键.在此基础上,针对不同的影响因素,提出了相应的解决策略,这对于提高近地表Q值建模的精度具有重要的现实意义.     

近地表地层品质因子的频率依赖性研究

近地表吸收参数反演是吸收衰减补偿的关键和基础.首先,对比不同微测井观测系统,选取适用于近地表品质因子估算的单井微测井资料用于频率依赖性分析.在此基础上,提出了一种新的近地表Q值反演方法——双参数拟合算法,该方法通过引入岩石物理分析得到的Q值与频率的经验函数,通过最小二乘遗传算法直接拟合Q值,用以验证Q随频率的变化关系.接着,在计算近地表衰减曲线的过程中,利用多道组合的方式计算得到各层的衰减曲线,用于不同地层的Q值反演.实际资料拟合结果表明,近地表品质因子Q具有较为明显的频率依赖性,随着频率的增加,Q值不断减小,这为近地表高精度Q值反演提供了新的思路.     

近地表高频补偿技术在三维地震勘探中的应用研究

近地表的滤波作用不仅会引起地震波高频成分的快速衰减,还会引起地震子波相位的畸变,在高分辨率地震资料处理中,必须对这些由近地表引起的衰减和频散进行补偿.文中研究了近地表吸收规律,应用微测井资料求出了表层的吸收衰减因子,补偿了近地表高频成分,给出了针对三维地震资料的近地表高频补偿方法,对大庆齐家北工区的地震资料进行了实际应用,同时还应用属性分析技术对应用效果进行了分析评价,结果表明,该方法是可行的.     

叠前三维地震近地表吸收补偿技术在大庆油田的应用研究(英文)

与深层致密岩石相比,相对疏松的近地表地层严重吸收了地震波的高频成分,降低了地震数据的分辨率和高频成分的信噪比。本文利用井中雷管激发、地面检波器接收的微测井直达波资料,通过分析近地表地层不同传播距离的地震直达波频谱信息差异,采用维纳滤波方法,进行近地表吸收补偿反滤波器的求取,将不同微测井测量点对应的近地表吸收补偿反滤波器应用于相应的叠前共检波点道集地震数据,完成了叠前地震数据的空变吸收衰减补偿,克服了叠后地震数据无法实现空变补偿的难题。叠前三维地震近地表吸收补偿后的数据,较补偿前地震数据的优势信噪比频带宽度明显拓宽,低频成分基本保持,反射信息量有较大程度增加,而且与合成记录吻合更好,能更好的满足地质解释的需要,提高解释精度。     

用稳定高效的反Q滤波技术提高地震资料分辨率

地震波在地下传播时受到衰减影响,衰减会导致地震波场高频能量的损失和相位畸变.反Q滤波可补偿大地衰减效应.已有的反Q滤波方法存在下列不足:频率域的算法由于算子长度较长,所以计算效率较低;时间域的算法,或者对地震记录上到时较晚的同相轴进行了过度的补偿,或者为防止过度补偿后来的振幅而在最大增益处进行限制,导致振幅的多解性,而且还会影响滤波器的相位效应.本文给出一种通过直接求解时间域的Q模型方程来进行反Q滤波的算法.由于采用带状矩阵解算器,所以具有较高的计算效率,理论数据和实际地震资料的试算结果证明,本方法对地震波的吸收衰减进行了出色的补偿,提高了地震资料的分辨率.     

表层火成岩覆盖地区的表层结构调查

在地震勘探中,近地表的不均匀性给激发、接收和静校正等带来很大的困难.WX地区浅表层分布有多期火成岩,对地震勘探造成很大的影响,本文实际工作从发分析了各种地震表层结构调查方法,并对小折射、井中激发地表接收微测井和地表激发井中接收的微测井等常用方法,进行了同点对比试验.选择了最合适的表层结构调查方法,辅以钻井岩性描述,建立了工区的详细准确的表层岩性变化模型,指导地震野外采集方法设计,并求取模型静校正量.取得了较好的地震资料.     

地震波衰减规律及其恢复方法

针对地面地震分辨率低,不能有效识别薄层储层、薄层地层等问题,本文通过地震波衰减规律的分析,提出了一种恢复地震波高频衰减获得宽频带地震剖面的方法,从而大幅度地提高了地震分辨率.应用双井微地震测井资料对松辽盆地地震波动力学特征研究表明,地震波衰减规律是在近地表低速层和近地表低速层的近震源区地震波高频衰减巨大,而在高速层地震波高频衰减很小.药量大近震源区地震波高频衰减大,药量小近震源区地震波高频衰减小.那么,近震源区和近地表低速层对地震波的衰减是地面地震资料频带窄、分辨率低的主要原因.据此提出了如下确定性反褶积方法,用双井微地震测井资料求取近震源区、近地表低速层和虚反射等滤波因子,用其对地面地震资料作确定性反褶积处理,从而恢复近震源区、近地表低速层等几种因素的地震波衰减,将大药量激发地表接收的地面地震延拓成小药量激发高速层接收的宽频带地震.应用该方法对松辽盆地优势频带宽5~90 Hz,视主频50 Hz的地面地震资料处理后,地震剖面优势频带宽达5~360 Hz,视主频达180 Hz,使常规地震剖面分辨率提高2倍.具体的说松辽盆地中部含油组合的地面地震分辨能力由9~15 m提高到3~5 m.宽频带地震剖面与160 Hz的人工合成地震记录对比符合的很好,表明其处理结果是正确.该成果在油气勘探开发中的油气储层预测、构造学研究、沉积学研究等方面有重要的意义.     

井地联合近地表Q因子层析反演（英文）

Q因子估算是近地表吸收补偿提高地震记录分辨率最为重要的基础工作之一。我们采用了一种新的井地联合地震数据采集方式减小检波器耦合对Q因子估算的影响。在以激发井为中心的圆周上,按照井下检波器的设计深度,布置多口深度不同的接收井,将检波器直接安置在每口井的井底,以消除常规井间观测方式造成的检波器与井壁耦合对Q因子估算的影响。在此基础上,我们提出了一种不受激发影响的Q因子层析反演方法,利用模型数据就该方法的稳定性和可靠性进行了测试分析。使用两个不同的地震频带对大港油田实际近地表观测数据进行了吸收反演,反演结果表明,近地表的吸收系数远大于地下地层的吸收系数,近地表吸收补偿对于提高地震资料分辨率具有重要的现实意义。另外,两个频带反演得到了不同的Q因子,这在一定程度上支持了Q因子对频率依赖性的认识。     

基于多射线联合反演的速度无关叠前地震数据Q值估计

描述地震波衰减特征的品质因子Q对地震数据处理和油藏描述非常重要,在地震勘探领域,Q值一般通过垂直地震剖面(VSP)数据或地面地震数据得到.由于叠前地面地震数据具有复杂的射线路径且存在噪声、调谐干涉效应等影响,从叠前地震数据中准确估计Q值相对困难.本文以地震波射线传播为基础,根据同相轴局部斜率和射线参数的映射关系,将多射线波形频谱同时带入谱比法联合反演估计Q值,提出了基于多射线联合反演的速度无关叠前Q值估计方法.该方法通过局部斜率属性避开了速度对Q值估计的影响,局部斜率携带地震波传播的速度信息,具有相同局部斜率的地震反射波具有相同的传播射线参数.同相轴局部斜率是地震数据域的属性,而速度是模型域的参数,在估计Q值中采用数据域的属性参数可以直接应用于数据的联合反演,而不需要通过速度对其做进一步的转化,从而提高了Q值估计的精度.同时,本方法采用预测映射(predictive mapping)技术将非零炮检距反射信息映射到零炮检距处,从而获得零偏移距走时对应的Q值.模拟和实际算例验证了本文方法的有效性.     

一种自适应增益限的反Q滤波

地层的Q吸收会造成地震波振幅衰减、相位畸变,分辨率和信噪比明显降低.反Q滤波可消除由于地层Q吸收造成的振幅衰减和相位畸变,从而提高地震资料的分辨率;但反Q滤波振幅补偿的数值不稳定性问题会严重降低地震资料的信噪比,并产生很多假象.截止频率法和稳定因子法反Q滤波振幅补偿方法虽可控制数值非稳定性问题,但振幅补偿函数的增益限为一个时不变的常数,且与地震数据动态范围无关,其经常会压制深层地震波的高频成分,反而降低地震资料的分辨率;因此,本文在研究截止频率法和稳定因子法的基础上,结合地震数据的动态范围对地震记录分辨率的影响,提出了一种自适应增益限的反Q滤波振幅补偿方法,其增益限和稳定因子都是时变的,且都自适应于地震数据有效频带的截止频率.合成数据和实际数据试算表明,本文的自适应增益限的反Q滤波方法可恢复地震信号有效频带范围内的能量,且能较好地控制数值非稳定性问题,最终获得高分辨率和高信噪比的地震数据.     

三维地震与地面微地震联合校正方法

由于地面微地震监测台站布设在地表,会受到地表起伏、低降速带厚度和速度变化的影响,降低了微地震事件的识别准确度和定位精度,限制了地面微地震监测技术在复杂地表地区的应用.因此,将三维地震勘探技术的思路引入到地面微地震监测中,提出了三维地震与地面微地震联合校正方法,将油气勘探和开发技术更加紧密地结合在一起.根据三维地震数据和低降速带测量数据,通过约束层析反演方法建立精确的近地表速度模型,将地面微地震台站从起伏地表校正到高速层中的平滑基准面上,有效消除复杂近地表的影响.其次,根据射孔数据和声波测井速度信息,通过非线性反演方法建立最优速度模型,由于已经消除复杂近地表的影响,在进行速度模型优化时不需要考虑近地表的影响,因而建立的速度模型更加准确.最后,在精确速度模型的基础上,通过互相关方法求取剩余静校正量,进一步消除了复杂近地表和速度模型近似误差的影响.三维地震与地面微地震联合校正方法采用逐步校正的思路,能够有效消除复杂近地表的影响,提高微地震数据的品质和速度模型的精确度,保证了微地震事件的定位精度,具有良好的应用前景.     

利用基于子波估计的频谱校正方法提高Q值估计精度(英文)

用Q值刻画的地震衰减在地震信号处理和解释中具有很广泛的应用。利用反射地震资料进行Q值估计需要解决地震子波和反射系数序列耦合的问题。从反射地震资料中去除反射系数序列的影响,这个过程称为频谱校正。本文提出了一种基于子波估计的求取Q值的方法,进而设计了一个反Q滤波器。该方法利用反射地震资料的高阶统计量进行子波估计,并利用所估计子波实现频谱校正。我们利用合成数据实验给出了质心频移法与频谱比法这两种常用的Q值估计方法在不同参数设置下的性能。人工合成数据和实际数据处理表明,利用本文提出的方法进行频谱校正后,可以得到可靠的Q值估计。经过反Q滤波,地震数据的高频部分得到了有效地恢复。     

近地表强衰减介质中的地震波传播模型

建立符合油气储层近地表复杂介质强衰减性质的数学-物理模型是油气勘探和开发的重要课题.本文针对D'Alembert黏弹性介质模型存在的量纲不统一和不能充分刻画孔隙介质结构的不足,通过引入孔隙度和渗透率等参数修改耗散项,改进了原D'Alembert模型,获得了能精细刻画具有强吸收衰减特征的近地表复杂介质模型,即改进的近地表黏弹性模型.基于这种改进的模型,推导了波频散和衰减的表达式,并研究了孔隙度、流体黏度等物理参数对波频散和衰减的影响,获得了相应的规律性认识.为了验证新模型预测近地表介质中波衰减的有效性,本文将新模型应用于胜利油田YX工区的近地表实测数据,同时与弹性Biot模型和BISQ模型以及黏弹性BISQ模型进行了比较.结果表明,与其它三个模型比较,改进的近地表黏弹性模型能够很好地刻画近地表介质的强衰减性,而且新模型所涉及到的物理参数明显少于其它几种模型,有利于新模型在油气储层近地表复杂介质地震勘探的实际应用.     

含衰减地层微地震震源机制反演及其反演分辨率

微地震震源机制的反演对于非常规油气开发具有至关重要的作用.微地震信号主频高、能量小,容易受地层吸收衰减作用的影响使其波形发生畸变,本文提出了一种考虑地层吸收衰减作用的微震源机制反演方法,并利用费雷谢偏导矩阵的SVD分解(特征值分解)方法,分析研究了地层的吸收衰减因子的变化对于微地震震源机制反演分辨率的影响,根据理论计算给出了不同地震数据对各种震源机制反演的适用条件.理论计算证明,采用直达P波和S波数据联合反演震源的T值,单独利用直达P波反演震源的k值,可以有效降低地层吸收衰减作用对反演结果的影响.     

基于零偏VSP初至波的地震高频补偿和相位校正

松辽盆地中浅层之上地层的压实程度低,对地震波吸收衰减作用明显,对高频成分的衰减尤为严重,如何恢复和补偿被大地吸收的地震波高频成分,从而提高地震资料的垂向分辨率,解决薄储层地震识别问题,是地震资料处理急需解决的技术难题.本文基于零偏VSP数据的初至波主频率随深度下降的关系,应用主频偏移法逐点求得随深度变化的地层品质因子Q;按照坳陷盆地层状介质的特点,依据地震速度和主要反射界面将目的层上部坳陷期地层划分为多层常数Q模型,实现Q值场的时变和空变.在叠前、叠后地震数据体上,采用增益控制Q值高频补偿和相位校正技术,提高地震资料的分辨率.大庆油田常家围子三维地震工区应用该技术的成果数据,频带展宽5 Hz以上,主要反射层同相轴连续性增强,层间反射细节突出,与测井及VSP数据的匹配程度提高,为该区油藏评价研究奠定了资料基础.     

基于峰值频率法的组合法估计叠前Q值

为了克服传统的峰值频率法等Q值估计方法精度不高的问题,本文结合了小波能量谱和峰值频率,给出了一种组合法估计叠前Q值的新方法.利用地震波在粘弹性介质中的吸收衰减传播规律,对衰减后的尺度能量谱进行补偿,根据补偿谱和未衰减的参考谱的相似程度与Q值的关系,估计Q值.同时,本文给出一种定量判断小波尺度能量谱相似程度的方法.本文方法首先利用小波变换得到衰减前后的能量谱和峰值频率,结合峰值频率法,给出一个Q值搜索的范围和搜索初值;其次根据本文给出的判定小波能量谱相似程度的方法,搜索出使得参考谱和补偿谱达到最相似时的Q值.理论模型验证了该Q值估计方法的有效性和抗噪性,并且计算效率相对较高.把该方法应用于实际数据,利用估计的Q值进行叠前CMP道集的反Q滤波,验证了本文方法的实际应用的有效性.     

基于门控循环单元主导的深度网络半监督地震衰减补偿方法

地震波在地下传播时存在能量衰减，呈现非平稳性，导致地震资料的分辨率降低，不利于储层刻画.为了解决这个问题，需要对地震记录进行衰减补偿来消除非平稳性.考虑到GRU(Gated Recurrent Unit)即门控循环单元在处理时间序列时具有长时和短时记忆的优势，本文构建了以GRU为主导的网络结构(简称GRU网络),提出了基于GRU网络的地震衰减补偿方法.实际地震数据处理中，测井资料往往非常有限，导致标签数据较少.为解决小样本问题，本文借鉴自编码器的思想，除井旁道和测井合成地震记录的标签外，将其余地震记录作为无标签数据引入训练，半监督地学习非平稳数据到平稳数据的非线性映射，实现了地震记录的衰减补偿.最后利用含噪合成地震记录和实际地震资料测试了本文提出的方法，证明了其有效性.     

地质雷达在复杂山地近地表调查中的应用

复杂山区近地表调查技术是制约地震资料品质的主要因素.地质雷达可以高效准确得到表层结构,为地震静校正提供依据.本文利用地质雷达在四川南江山区进行了近地表调查,所用天线为50MHz的拖缆式天线.通过微测井数据进行标定,精确得到了测线近表层结构.结果表明配置拖缆式天线的地质雷达较适合复杂山区施工,是建立地表浅层结构调查的有效...     

非平稳地震记录中时变子波提取方法研究

地震波在地下介质传播过程中,受近地表的非均质性和地层的非完全弹性影响产生散射和吸收衰减,使得地震记录具有非平稳性.因此对非平稳地震记录的研究需打破子波时不变的假设,更加真实地反映地震子波的传播特性,将有效提高地震子波估计精度.目前非平稳地震记录中提取地震子波的研究主要集中在两方面:对非平稳地震记录进行衰减补偿后采用常规方法提取地震子波;利用谱模拟或分段处理直接对非平稳地震记录进行时变子波提取.本文深入研究了衰减补偿方法与时变子波提取方法,对广泛应用于非平稳地震记录处理中的时频分析方法的优缺点进行归纳,并对谱模拟及分段处理方法的应用前景进行了展望。