基于大炮初至的近地表层析反演方法研究及应用

详细研究了射线追踪、层析反演方法原理以及层析反演数值求解算法,提出了利用大炮初至直接建立初始地震模型,由小折射和微测井进行约束的层析反演近地表速度模型的处理流程,提出了基于多次回溯的高精度快速射线追踪算法和层析反演数值求解算法。采用双重网格技术提高正演模拟计算精度和层析反演的成像质量,另外,充分考虑多种质量控制方案,确保最终的反演速度模型精确。设计了10种不同地表地质条件的理论模型,进行模型试算,并在实际生产中应用,理论模型试算和实际资料反演结果证明了本文方法的正确性。     

优化人工神经网络在折射波静校正中的应用

应用优化人工神经网络进行折射波初至拾取, 结合微测井和小折射资料反演风化层以及折射层速度, 并利用Taner全三维静校正原理进行折射波静校正。实际资料计算结果表明: 该方法有效提高了折射波初至拾取的效率, 很好地实现了CMP的“同相叠加”, 较好地改善了叠加剖面的信噪比和剖面的横向分辨率。      

一种快速建立层析反演初始模型的方法

建立近地表层析反演模型时,通常利用射线追踪方法来计算模型初至旅行时,再与观测的初至实际旅行时进行比较,反复修改模型直到计算值与观测值的误差达到最小。因此,初始模型建立的质量直接影响到层析反演的精度、收敛速度和迭代次数。通过模拟近地表模型,利用时间项反演方法快速建立初始模型,提高了层析反演的精度,加快了收敛速度,减少了迭代次数。      

一种层析成像的正演和反演方法

作者在本文中提出了一种层析成像的正演和反演方法，首先对求解区作网络划分，由给定的正演速度模型在网格点上双线性插值，获得整个网格节点的速度分布，然后，对波阵面作一近似，在此基础上，用最小走时最短路径射线追踪法完成正演，反演则是通过正演的方法实现的，理论模型算例表明，本方法效果较好。     

地震层析成像方法综述

地震层析成像作为一种有效还原地下介质速度模型的方法,为全波形反演提供了可靠的初始速度模型,从原始的射线层析到相移旅行时层析和瞬时旅行时层析,实现了地震波传播的有限频特性;从声波方程到弹性波方程,从各向同性介质到VTI,TTI介质,实现了对真实地下介质情况的模拟。减缓层析反演的病态性也一直是研究热点,常用的方法有正则化,用高斯束层析的敏感核代替传统的射线层析敏感核等。此外,为了避免使成像结果的精度依赖于共成像道集上反射位的真实深度,角度域双差分反射层析可以稳定有效地收敛到精确的偏移速度模型。如今,层析成像逐步向各向异性介质过渡,使用的数据从VSP到WVSP,从单一波形到多种波形联合反演发展,然而,分辨率和计算效率的相关问题仍然需要得到关注。     

初至反演近地表速度的建模方法分析与应用

近地表速度初至波或折射波建模是表层复杂地区静校正的关键因素.通过对比分析初至波层析反演方法与折射波解释方法的原理,认为复杂地区表层速度与结构在横向的极不稳定性已超出了折射波解释方法的条件,而初至波层析反演方法能很好地估计出稳定可靠的表速层结构.伊朗TB气田勘探线位于山脉的高峰,高差达1000m,且低降速带的横向不稳定性很强,在没有地质先验信息的情况下,折射波方法得到的低降速带底界多解性很难消除,而初至波层析反演得到的速度横向变化规律与表层构造高度一致(包括突变位置).实例表明这个地区基于层析反演速度模型静校正的效果优于折射波静校正.     

航空瞬变电磁数据一维Occam反演

分析了奥克姆(Occam)反演法的原理和计算方法,并将其应用于时间域航空电磁一维反演中,给出了一种简便的正则化参数搜索方法,对迭代过程进行了改进,大大提高了反演速度,5次迭代约20s。在反演初始模型中,电阻率数据由原始感应电动势数据通过自动迭代法转换而来,深度数据由初始电阻率计算得出。经算例表明,收敛过程中满足拟合差最小的拉格朗日乘子μ值随迭代次数增加而递减;反演过程非常稳定,一般5次迭代至10次迭代就能达到收敛,对低阻层的反演深度和电阻率值都接近真实值,但对高阻层的反演深度和电阻率值误差较大。     

基于深度加权的三维地震斜率层析成像

地震斜率层析成像是一种联合使用反射波局部相干同相轴的走时和斜率来建立宏观速度模型的有效方法。对于低信噪比资料,往往能够拾取的深层有效反射波数据远远少于浅层反射波数据,使深部地层速度的层析反演效果差。因此,提出了一种基于深度加权的三维地震斜率层析成像方法。在每次迭代的线性层析反演方程中,对观测数据关于离散模型节点速度的核函数进行深度加权,权系数根据离散模型节点深度和当前迭代的各个炮—检对的反射点深度来确定,实现了加大深部反射波数据对深层速度的约束作用、浅层速度主要由浅部反射波数据约束的目的,在保持浅层速度反演精度的同时,改善对深层速度的反演效果。对理论模型数据和实际资料应用测试的良好效果,表明了该方法的有效性。     

南海北部陆坡崎岖海底区地震成像:OBS旅行时反演

深水陆坡油气资源丰富,是油气勘探的重要领域。由于陆坡水深变化较大、海底地形崎岖、地质构造复杂,地震成像存在诸多难点,其中,速度模型的建立是最大的难题之一。利用OBS(ocean bottom seismometer)数据上丰富的折射初至信息,采用旅行时反演方法建立崎岖海底区速度模型。OBS数据由广州海洋地质调查局在南海北部陆坡珠江口盆地东部海域采集,数据质量良好,存在大量的初至折射波。地震成像结果表明,在深水崎岖海底区,利用OBS的初至旅行时能够获得地震成像所需要的背景速度场。受限于高频近似的假设,初至旅行时反演结果分辨率较低。全波形反演可以提供精度更高的速度结构,初至旅行时反演结构可用作全波形反演的初始模型。     

用折射波和绕射波进行浅层地下成像

采用了综合方法，包括相关反演，层析成像和异质同形成象，以确定地下上部不均匀体的位置。此方法既利用折射波，也利用绕射波。折射波可以作为在放炮记录上的初至波被观测出来，在相关反演中利用折射的走时，以编制低频率度－深度模。     

高分辨率过井地震层析成像的级联算法及其应用

将过井地震层析成像的级连算法应用到垦71区井间地震资料处理中,得到了高分辨率、精确的井间纵波速度结构。首先根据初至出射角,旋转合成得到清晰的纵波波场,再精确拾取初至到时。初始速度模型是参考测井资料的分层模型,第一级反演算法为分辨率较低但稳定的BPT反演算法,为第二级高分辨率反演算法——阻尼LSQR迭代反演算法提供模型。层析结果显示出清晰的泥、砂互层,与测井参数构造解释对比,高、低速带与砂/泥岩层基本吻合,最高能分辨1/4地震波波长的薄层。研究证明级连算法能很好地兼顾高分辨率和高精度,大大提高了井间地震走时层析成像的质量,可以广泛地应用于油田的勘探和检测。     

初至波层析反演表层速度的应用实践

与传统的静校正方法相比,初至波层析速度反演不受近地表结构变化的约束,可以得到准确的近地表速度模型。以山西某地活断层、新疆沙漠地区及瓦岗川地区的地震勘探为例,介绍了在地层埋藏浅、地表高程变化大或表层起伏小、但下伏老地层起伏大的情况下,可以利用拾取初至波旅行时进行层析速度反演,获得满足要求的速度模型;而对于近地表地形与下伏地层变化剧烈的复杂地区,其静校正需以初至波层析反演的表层速度作为初始模型,通过数据平滑等多次迭代处理,获得折射波静校正近地表模型,进而计算静校正量。实际应用表明,初至波层析速度反演可以广泛应用于沙漠、山地、沼泽和海洋等复杂地区的静校正工作。     

地面地震初至波层析反演复杂表层速度结构方法

针对复杂表层结构的反演问题,作者研究了一套利用地面地震初至波层析反演表层速度结构的理论、方法和软件系统。该方法利用了地面地震直达波、迥折波、折射波以及三者组合的初至波,并采用具有空间变速优势的层析反演,可获得任意介质类型的表层速度结构。该方法的优点是野外施工简单(不需要在井中激发、接收),反演精度高,适应性强,反演所得到的表层速度结构可直接用于环境与工程项目的表层地质结构调查和评价。     

复杂声速剖面约束下的深海水层速度反演

为对复杂声速剖面进行反演,笔者采用速度分析建模与伴随状态法层析成像反演建模相结合的方法获得声速剖面沿垂向速度。采用Munk公式描述水层速度垂向变化,并引入随机声速剖面复杂速度建模。在此基础上,使用海底反射走时伴随状态法层析成像反演复杂声速剖面。将声速剖面较准确的速度分析结果作为初始迭代,通过求解伴随偏微分方程得到非线性目标函数的梯度,避免了对Fréchet导数的大量计算。较准确叠加速度初始模型的引入提高了迭代效率与计算精度。最终得到了与真实模型速度吻合的结果。     

地面地震初至波层析反演复杂表层速度结构方法

针对复杂表层结构的反演问题，作者研究了一套利用地面地震初至波层析反演表层速度结构的理论、方法和软件系统。该方法利用了地面地震直达波、迥折波、折射波以及三者组合的初至波，并采用具有空间变速优势的层析反演，可获得任意介质类型的表层速度结构。该方法的优点是野外施工简单（不需要在井中激发、接收），反演精度高，适应性强，反演所得到的表层速度结构可直接用于环境与工程项目的表层地质结构调查和评价。     

加利福尼亚帕克菲尔德地区P波速度变化的层析成像

我们将层析成像技术应用于八个台的井下测震网的P波资料，确定了加利福尼亚州帕克菲尔德附近地区的三维速度模型，根据初始的一维参考模型，按照利斯和克罗森的层析成像的反演方法，应用P渡走时的线性反演计算一阶、三维慢度扰动量，得到的图像与以前的伊斯顿(1970)、米尔韩等人(1989)的研究结果一致，     

交互实至波检测与表层模型正反演

初至波表层速度模型层析反演是层析静校正的重要基础,作者研究了一套完整的方法和软件系统,利用计算机可视化技术进行人机交互初至波检测、表层模型正演及反演,可直观地分析、监控初至波检测的合理性及模型层板反演的质量,提高表层速度模型层析反演的可靠性,为层析静校正提供合理的表层速度模型。     

基于S变换和瞬时旅行时属性的自动初至拾取方法研究

地震波走时拾取是地震资料前期处理过程中的一个重要步骤,同时也是后期层析成像方法中计算速度的重要依据。本文提出了一种新的自动初至拾取的方法,利用地震信号的瞬时旅行时属性进行地震波自动初至拾取,瞬时旅行时属性的计算包括两个独立但相关联的部分,首先通过S变换将地震信号转换到时频域,然后利用映射算子将时频域表征映像回时间域得到瞬时旅行时,从而实现自动拾取初至。理论模型和实际地震资料处理的结果表明,该方法可以有效地拾取地震波初至时间。     

电阻率测深一维反演的曲线对比法

本文对佐迪的电测深自动解释方法进行了改进，采用新的方法建立初始反演模型。将电测深实测曲线转变为纵向电导——深度曲线，由ｄＨ／ｄｓ得出电阻率——深度的初始反演模型。通过把初始反演模型得到的视电阻率曲线与真实地电模型的视电阻率曲线进行对比，来校正初始反演模型电阻率，校正后的反演模型的视电阻率曲线与真实模型的视电阻率曲线拟合程度有所提高。如此反复进行多次校正，获得与其实地电模型更接近的最终反演结果。模型试验和实际例子表明，该方法的反演拟合误差一般均小于１％，模型试验可达到０．１％。     

浅海海底表层速度建模技术及其应用研究

浅海海底起伏和速度变化对OBC资料成像质量产生较大影响。建立浅海海底表层速度模型不仅能够解决OBC资料的静校正问题,也可用于海底反射系数计算、双检资料合并、多次波压制等,但是,目前针对浅海海底表层速度建模的研究还不多。文中提出了针对浅海地区OBC资料的海底表层速度建模的三维初至走时反演技术,主要包括:(1)震源位置校正技术。根据地震波在海水中传播特征,把在海水中激发的震源位置校正至海底,使震源和接收点都位于海底,利于初至走时反演计算;(2)快速三维初至走时反演方法。利用回折波走时和射线方程,形成了高效率初至走时反演方法。将该技术应用于胜利油田莱州湾浅海区海底OBC资料的处理中,建立了三维海底表层速度模型,用此速度模型进行静校正,取得了良好的应用效果。