基于地震剖面瞬时峰值能量频率的衰减分析与气藏预测方法

由于流体本身的粘滞性和摩擦性,使得地震波在含油气地层中传播时衰减形成低频阴影.通过对叠后地震资料做时频分解,分析地层衰减特征,是当前除了AVO技术之外,比较流行的直接识别流体和气藏的技术.本文基于波动方程正演,模拟了地震波对含油气地层的响应.然后采用连续小波变换分析不同尺度剖面的瞬时能量特征,提取分频剖面上每一个点的峰值能量对应的频率,得到瞬时峰值能量频率剖面.通过分析瞬时峰值能量频率剖面,分析了地震波在地下介质中传播时的衰减特征.最后应用此方法对实际地震剖面进行了分析,验证了其有效性.     

对多分量地震资料P-和SV-波场分解

在多分量地震勘探资料中,水平和垂直分量都记录有P波和SV波。本文研究了P波和SV波波场分解的方法。当上行P波和S波分别入射时,通过研究它们引起的水平和垂直位移,把地震记录的水平和垂直分量进行分解,得到纵波和转换波;在已知海底介质中纵横波速度和介质密度的情况下,可以在τ-P域内实现波场分解,然后变换到时间域,得到时间域内的纵波和转换波剖面。把本文研究的波场分解方法应用于合成资料,能够有效地分解得到纵波波场和转换波波场。最后,海上多分量实际资料的实例应用表明,本文研究的波场分解方法是可行有效的。本方法也适用于自由表面的资料。     

内蒙古准苏吉花铜钼矿区三分量地震试验研究

三分量地震技术在能源勘探中发挥了重要作用,并取得了明显的地质效果.在金属矿勘探中,三分量地震的效果如何,有助于解决什么样的地质问题,还未曾开展过这方面的试验研究.为探讨三分量地震技术在金属矿勘查中的探测效果,我们在对内蒙古准苏吉花铜钼矿区钻孔岩心标本进行密度和速度测试的基础上,开展了三分量地震试验研究.试验采用炸药震源激发,单个正交28 Hz三分量检波器接收,多次覆盖的工作方法.通过对三分量地震数据进行处理,获得了能够用于解释的纵波和转换波地震剖面.分析纵波和转换波地震剖面能够看出,纵波剖面上的波组特征更明显,转换波剖面上的信息量更大,把两者进行综合解释,有利于金属矿地震资料的解释.利用所获得岩矿石弹性参数和地质资料,对获得的试验地震剖面进行了解释,根据试验剖面上的地震波组特征,认为在该8勘探线地质剖面以外NE一侧,有可能寻找到深部隐伏金属矿.     

基于稀疏脉冲反褶积的分频地震层序分析方法及应用

地震数据中低频成分倾向于反映较厚的岩性地层单元,而高频成分倾向于刻画较薄的等时沉积单元,因此地震分频解释有助于精细沉积层序分析.但目前地震沉积学方法中使用频率滤波方法得到的分频剖面中,地层反射信息不全,不是真正意义上的分频地层反射剖面.为此,本文提出了一种基于时变子波稀疏脉冲反褶积的分频地震层序分析方法,目的是为了得到地层信息较全的真分频地层反射剖面.拟合例子中使用本文提出方法得到的分频地层反射剖面与真实情况相差非常小,验证了本文方法的准确性和有效性.对三角洲前积沉积层序的实例分析,可以清楚得到原始地震剖面中无法显示的细层层序,可用于精细层序分析.     

基于频谱分解的碳酸盐岩储层识别

频谱分解技术是将地震信号从时间域转换到频率域,分析频率对不同尺度地质体的振幅、相位响应特征的一项技术.频谱分解能够得到高于传统分辨率的解释结果,提高刻画储层分布的能力.本文详述了短时傅里叶变换、连续小波变换和S变换的数学原理及适用性:短时傅里叶变换使用固定时窗,不能根据信号的变化调整分辨率,只适合分析分段平稳或近似平稳的信号;连续小波变换使用移动的、尺度可变的小波作为时窗,具有多分辨率特点,但是实际中选择能反映信号特征的小波函数不易;S变换使用频率的倒数来调节时窗,具有多分辨率特征,对数据处理的适应性较强.将这三种方法分别应用于碳酸盐岩储层发育区,利用靠近地震主频的35 Hz分频剖面,分析了不同时窗大小的短时傅里叶变换效果,不同类型小波的连续小波变换效果,并对比了不同频谱分解算法对储层的描述精度.通过分析得出分频剖面比常规地震剖面更有利于储层识别,且S变换效果最好.     

三分量地震勘探中纵横波时间匹配

纵横波匹配是纵、横波联合反演的基础和关键.本文提出了纵横波时间匹配的方法,主要利用纵横波速度比进行时间匹配,针对开发小层单元,对实际纵波资料提出了采用放大比例尺分频层位解释方法,保证拾取的精度误差在1 ms之内,转换波资料解释主要参考纵波层位与井合成地震记录相结合.同时最终利用标志层和井相结合的精细匹配方法使喇嘛甸工区纵波和转换波达到精细匹配,在此基础上进行纵横波联合反演并取得较好的效果.     

川西凹陷孝泉地区3D3C量地震资料采集方法

川西坳陷孝泉地区深层须家河组致密砂岩气藏属于典型非常规裂缝性气藏,储层识别、裂缝检测、含气性识别是气藏研究的重点和难点.转换波3D3C勘探可同时获得反映岩石骨架和各向异性特性的C波资料及反映骨架及流体特性的P波资料,因而适用于川西孝泉深层超致密裂缝性气藏.在3D3C地震勘探中,三维三分量地震采集方法是采集到高质量多分量原始资料的技术保障,本文重点研究这种采集方法.首先根据地球物理参数,结合地质任务要求,分析了三维三分量观测系统设计的方法及观测系统参数,然后根据分析结果和勘探目的层的实际情况设计了同时适合纵波勘探和转换波勘探的面元尺寸、最大和最小炮检距、接收线距、束间滚动距等参数并确定了三维三分量观测系统.该观测系统在孝泉地区资料采集中,获得的三分量资料波组特征清楚,同相轴连续,反射信息丰富;Z分量剖面和R分量剖面反射层次清楚,目的层反射特征明显,具有非常好的构造形态一致性.     

琼东南海域水合物OBS资料成像处理关键技术

海底地震仪(OBS)资料同时具备纵波和转换横波的优势,但其接收站点少、接收间距大的特点导致其处理方式相对常规海洋地震资料而言具有极大的挑战.对本文主要针对于OBS资料处理的关键技术:利用直达波进行OBS重定位处理,保证后续处理的正确性;利用水检资料和陆检资料进行波场分离,获得上行波场和下行波场;利用下行波进行P波镜像叠前时间偏移处理;对转换横波利用欧拉重构进行重定向处理及极化旋转处理、进行转换横波叠前时间偏移处理.最终获得海底成像清楚、海底以下成像分辨率高、偏移归位准确的OBS纵剖面及相应的转换横波剖面.同时具备的纵、横波剖面利于解释专家对水合物成矿区域进行综合分析.     

垦71地区多波采集方法研究及应用效果

多年来,胜利探区多波多分量地震采集所得资料的信噪比和分辨率较低,无法取得较好的应用效果.为此,以胜利垦71区块为先导实验区开展了多波采集方法研究.首先,通过单点三分量检波器与常规检波器小面积组合分析了该区转换波发育情况,认为该区转换界面较强,转换波特征明显,转换横波速度约为纵波速度的1/2;然后,通过数字三分量检波器的室内各种组合研究,进行了超线元叠加,由此可以有效地改善资料的信噪比,并对分辨率基本没有影响;最后,利用三分量检波器扩展排列进行转换波最佳偏移距的设计,通过垂直排列追踪放炮进行最佳非纵距设计,从而得出该区多波采集的最佳观测系统参数.通过上述合理的设计和多项试验研究,在垦71地区多波采集中,数字检波器Z分量剖面的频率优势非常明显,分辨率明显高于常规检波器的纵波剖面,对于搞清小断层及微幅度构造具有重要的意义;同时,转换横波能量强、信噪比和分辨率高,使多波采集取得了较好的效果.     

分频迭代宽频反演方法在储层预测中的应用

鄂尔多斯盆地A区块目的层为致密砂岩储层,具有低孔、低渗、非均质性强且厚度薄等特点.常规资料无法分辨薄储层,为满足研究需求,研究区通过提高分辨率处理,获取了宽频地震资料.如何应用宽频资料预测含气有利区成为该区天然气开发面临的主要难题之一.在岩石物理分析的基础上,探索"两步法"分频迭代宽频反演含气性预测方法,首先应用分频反演方法预测泥质含量,在此基础上充分利用地震的高频信息,探索分频迭代约束稀疏脉冲反演方法预测纵波阻抗.将以上结果相结合,预测出A区块本溪组的致密砂岩储层含气有利区.实际应用结果表明,该方法能够有效地预测含气有利区,在一定程度上减少了多解性.     

The gas reservoir response in PP- and PS-wave frequency sections

Spectral decomposition using the method of Matching Pursuit Decomposition （MPD） for PP- and PS-wave data has higher resolution and higher consistency over the entire time-frequency plane. The MPD algorithm avoids the problems of inaccurate analytic time point and the time window size choice that may occur during a Fourier transform. The PP-wave attenuation is greater than the PS-wave attenuation while propagating through gas reservoirs. There are some stronger amplitude low-frequency shadows on the PP-wave single frequency sections beneath gas reservoirs which are not seen on corresponding PS- wave single frequency sections. Therefore, hydrocarbons are predicted from comparing the behavior on both frequency sections. The time-frequency analysis for multi-component data is decomposed by MPD for data from northeast China containing rich gas reservoirs. The gas response character is analyzed on different wave mode single frequency sections. We describe the MPD algorithm, compare it to other spectral decomposition methods, and show some examples of detecting low-frequency shadows beneath gas reservoirs.     

地震低频伴影的数值模拟与应用

Strong low-frequency energy beneath a hydrocarbon reservoir is called a seismic low-frequency shadow and can be used as a hydrocarbon indicator （Tarter et al., 1979） bu the physical mechanism of the observed low-frequency shadow is still unclear. To stud） the mechanism, we performed seismic numerical simulation of geological models with a hydrocarbon-bearing zone using the 2-D diffusive-viscous wave equation which car effectively model the characteristics of velocity dispersion and transform the seismic dat~ centered in a target layer slice within a time window to the time-frequency domain by usinl time-frequency signal analysis and sort the frequency gathers to common frequency cubes. Then, we observe the characteristics of the seismic low-frequency shadow in the common frequency cubes. The numerical simulations reveal that the main mechanism of seismic lowfrequency shadows is attributed to high attenuation of the medium to high seismic frequency components caused by absorption in the hydrocarbon-filled reservoir. Results from a practical example of seismic low-frequency shadows show that it is possible to identify the reservoir by the low-frequency shadow with high S/N seismic data.     

Numerical simulation of frequency-dependent seismic response and gas reservoir delineation in turbidites: A case study from China

To simulate the frequency-dependent response of turbidite reservoirs in the JZ Area, near the Bohai Sea, China, we apply a diffusive and viscous wave equation (DVWE), which takes into account diffusive and viscous attenuation and velocity dispersion in fluid-bearing poroelastic media. We use a seismic data-driven geological model building approach to produce physical parameter sections, which are then used to numerically synthesize the frequency-dependent seismic response in the DVWE-based simulation. The DVWE-based synthetic section shows the characteristic reflection and geometry of turbidites and delineates the phase delay, instantaneous dominant frequency decrease and magnitude attenuation related to the gas-bearing reservoir. The common frequency sections obtained by instantaneous spectral decomposition of the synthetic section show that a low-frequency shadow (LFS) lies immediately beneath the reservoir. Next, following the implications of the numerical simulation, we then apply LFS and fluid mobility to the data volume. Both hydrocarbon indicators clearly delineate the bright gas reservoir and its spatial distribution. The workflow and methodologies can be expected to be applicable to other frequency-dependent hydrocarbon indicators.     

地震复谱分解技术及其在烃类检测中的应用

谱分解技术在地震解释领域已得到广泛应用,但常用的谱分解方法存在两方面的不足.一是时间分辨率低,难以对薄层进行刻画;二是在烃类检测中多解性强,难以区分流体类型.为了改善该问题,本文提出一种基于地震复谱分解技术的烃类检测方法.复谱分解是指用一个包含多个不同频率Ricker子波的复子波库对地震道进行分解,从而得到时变子波频率和相位信息的过程.借助稀疏反演技术复谱分解可以获得高分辨率的时频能量谱和时频相位谱.本文首先通过拟合算例验证了复谱分解方法刻画薄层的能力以及求取子波频率和相位的准确性.然后利用基于Kelvin-Voigt模型的黏弹波动方程数值模拟对衰减引起子波相位改变的原因进行了分析.最后通过实际资料应用展示了本文方法在储层预测中的高时间分辨率优势,验证了利用子波相位信息识别气藏的有效性.     

时频域油气储层低频阴影检测

为了准确刻画地震信号的局部层次结构,实现高效率的三维地震资料瞬时谱分解,检测油气储层的低频阴影,构造了广义S变换.广义S变换通过引入两个参数,改造S变换的小波函数,使其小波能根据信号处理的具体应用需要而调整.模型信号的仿真发现,广义S变换具有更加优越和灵活可调的时频聚集性能.文中分析了低频阴影的机理,并利用广义S变换对三维实际地震资料进行了瞬时谱分解,它不仅能检测油气储层的低频阴影,而且可以刻画油气储层的岩性边界和空间展布,减小油气储层检测的多解性.     

基于稀疏约束反演谱分解的频变AVO储层识别方法

时频分析技术是描述和分析非平稳信号的有效工具,如何提高谱分解的时-频分辨率受到了国内外学者的广泛关注.基于稀疏约束反演的谱分解方法(ISD)是近些年提出的一种具有高时-频分辨率的谱分解方法.然而传统ISD方法采用复雷克子波作为母小波函数,很大程度限制了信号分析的分辨率和精度.本文创新性地将传统ISD方法拓展到其他线性变换当中,提高了ISD方法的适用性.利用合成数据测试并对比了传统方法与ISD方法的时频分析结果,研究表明ISD方法不但能提供高分辨率的振幅谱,还能提供可靠的时-频相位谱信息.在此基础上,本文提出将高时-频分辨率的ISD方法与频变AVO(FAVO)反演相结合,得到能指示流体的地震波频散属性.将该方法应用于实际资料,结果表明基于ISD时频方法的FAVO反演结果具有更高的分辨率和准确度,对于储层油气具有更好的指示作用.     

稀疏时频分解方法的研究与运用（英文）

Gabor变换和S变换是常用的时频分析工具。根据测不准原理,它们的时频分解结果无法在时间域和频率域同时具有很高的分辨率。为了提高非平稳信号时频分解结果的分辨率,本文提出瞬时频率分布函数（IFDF）并利用它表达非平稳信号。当非平稳信号时频成分的分布满足测不准原理对信号可分辨的要求时,瞬时频率分布函数的支集和短时Fourier变换的小波脊支集是同一个集合。利用IFDF的该特征,本文提出一种迭代算法（Sparse-STFT）实现了信号的稀疏时频分解。该算法在每次迭代过程中利用残留信号的短时Fourier变换结果的脊支集更新信号的时频成分,每次迭代得到的时频成分的叠加结果即为最终的稀疏时频分解结果。文中的数值实验证明了Sparse-STFT可以有效地提高非平稳信号时频分解结果的分辨率。最后,本文将该方法应用于地震数据面波的压制中,取得了理想的处理结果。     

基于吸收衰减补偿的多分量高斯束逆时偏移

高斯束逆时偏移结合了射线类偏移的高计算效率和波动方程逆时偏移的高精度,能很好地处理焦散点、大倾角成像问题,并且具有面向目标成像的能力.多分量地震资料的偏移技术可以对地下复杂构造进行更准确的成像,由于实际地下介质具有黏滞性,研究黏弹性叠前逆时偏移具有一定的现实意义.本文采用高斯束逆时偏移方法对多分量地震数据进行吸收衰减补偿,首先分别给出纵波和转换波共炮域高斯束叠前逆时偏移方法原理,在此基础上推导补偿吸收衰减的表达式,校正Q引起的振幅衰减和相位畸变,实现基于吸收衰减补偿的多分量高斯束叠前逆时偏移.数值模型的测试结果显示,在考虑地下介质的黏滞性时,本文方法具有更高的成像分辨率.     

基于改进的广义S变换的低频吸收衰减梯度检测

本文利用一种改进的广义S变换对地震波进行时频分解,求取地震波低频段时频谱的吸收衰减梯度,并与利用传统的广义S变换得到的高频段及低频段的吸收衰减梯度进行对比,以期更好地指示油气.理论推导、数值模拟及实际应用结果表明:基于改进的广义S变换的低频吸收衰减梯度可与传统的广义S变换得到的高频吸收衰减梯度相互佐证,更好指示油气.     

转换波Kirchhoff叠前时间偏移的成像优化方案

叠前时间偏移是转换波数据处理流程中的重要技术环节.由于下行P波和上行S波对应着不同类型的传播速度和传播机理,使得转换波偏移的诸多实施环节和实现技巧均有别于常规的纵波偏移.本文就VTI介质转换波Kirchhoff叠前时间偏移实现过程中的几个关键技术环节进行研究分析,并给出了相应的实施方案.首先,依据常速假设推导了简化的转换波时间偏移振幅加权函数,在保证偏移的高效计算的同时,兼顾了成像振幅的准确性;其次,依据直射线近似假设,推导了转换波偏移的最大无假频频率计算公式,确保了算子假频的有效滤除;接下来,设计使用了依据共转换点对称的偏移孔径,保证了偏移孔径的优化选取.此外,本文还提出利用三次卷积插值进行成像网格上参数值的插值运算,以避免传统线性插值算法的非平滑性对偏移剖面中高频信息的不良影响.多个算例的应用效果证明,本文所给出的关键技术环节的实施方案可以有效的提升转换波叠前时间偏移的成像效果.