应用地震分频技术预测碳酸盐岩储层

常规频谱地层检测技术分辨率有限,采用分频解释技术能够排除时间域内不同频率成份的相互干扰,可以得到高于传统分辨率的解释结果,获得更精细的地质图像.缝洞型碳酸盐岩储层预测是研究工区油气勘探需要解决的难题.研究工区主要目的层为奧陶系碳酸盐岩储层,非均质性强,横向变化快,而地震资料主频和信噪比都较低,用常规方法难以描述碳酸盐岩储层分布.针对研究工区碳酸盐岩储层特点,本文首先用模型验证了分频解释技术能够揭示储层横向之间由于岩性、物性等因素引起的微小振幅变化,最大限度地提高地震资料的解释分辨率,并利用该技术,结合三维可视化技术和钻井资料,对某区碳酸盐岩储层进行了预测.预测结果与实钻数据相一致,由此可见,分频解释技术可以刻画碳酸盐岩储层空间展布特征,碳酸盐岩储层分频属性在三维空间的响应特征是高调谐振幅.     

基于可靠地估计反射方位和边界的构造约束保边滤波(英文)

本文给出一种既能有效衰减地震噪音又可保护地层及构造的不连续性的新方法。构造约束保边平滑技术需要已知反射局部方位和边界信息,通常这些信息由全频率地震资料估算获得,但在资料信噪比很低的情况下,噪音往往会降低估算的可靠度。对于信噪比极低的地震资料,其主频成分相对非主频成分信噪比高,所以由主频资料获取的方位和边界信息比由其它频率成分获取的更可靠。方位和边界信息通常用倾角和相干值差异来描述。由于不同频率所引起的倾角和相干值差异的变化均比地震记录的变化缓慢,所以由主频资料获取的倾角及边界信息能够近似代表所有频率成分的倾角及边界信息。Ricker子波广泛用于地震勘探,Marr小波与Ricker子波在时间和频率域均具有相同的形态,所以选用Marrl小波变换将地震数据按照倍频程分为几个分频体。扫描主频分频体,用不等权二次曲面拟合并求解极大值来获取视倾角,通过比较9个滑动窗口的相干值来确定反射边界。将这些信息用构造约束保边平滑技术可选择性地（selectively）对主频、低频、高频分频体做平滑处理,最后将平滑后的各频段地震记录合成为滤波去噪后的地震记录。理论模型和实际资料处理效果表明该方法能有效压制噪音,保护边界,保护同相轴的连续性,且灵活地保留地震记录中的有用信息。     

基于频谱特征的可控震源非线性扫描信号设计

可控震源相较于炸药震源具有安全性、经济性、频率和能量可控等优点.针对可控震源线性扫描不能对高频衰减进行有效补偿问题,本文提出了一种非连续独立分频扫描技术,根据单炮记录目的层频谱响应特征,优选扫描信号整体频率范围及不同非连续独立频段成分,根据地质任务要求定量确定不同非连续独立频段最佳扫描时长,达到补偿地层衰减吸收,拓宽目的层频带,提高地震勘探分辨率目的,同时此方法又弥补了传统非线性扫描方式的不足,具有地质目标导向、针对性强、成效高等特点,并且通过实例论证了此技术的有效性,同时也为野外可控震源高分辨率地震采集信号设计提供理论指导.     

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.     

气层在纵波和转换波谱分解中的特征

应用拟合追逐分解MPD(Matching pursuit decomposition)法对地震数据进行谱分解能够提供更好的分辨率,在时间分辨率和频率分辨率上到达一致,避免付氏变换方法中时窗大小选择和分析时间点不准确的问题。含气地层对纵波资料产生较大的频率衰减,在储层下方可能见到低频强振幅的低频阴影现象。而转换波资料受气藏影响小,在转换波剖面中不会出现同纵波类似的低频阴影区。因此,综合两种资料在分频剖面上的表现,可以进行含气性异常的预测。对已知气藏的实际多波地震资料,进行MPD分频处理,在不同波场的分频剖面上,分析气层响应特征。     

基于叠前分频的小尺度缝洞储层预测

塔河油田碳酸盐岩小尺度缝洞体的刻画是实现该区缝洞储层高效精细开发的迫切需求,由于精细刻画难度大,前期预测精度难以达到生产的要求,为此,本文以桑塔木地区为研究区开展了基于叠前分频偏移成像方法的缝洞体精细描述方法研究.首先,结合实际钻井和地震资料,构建了不同尺度缝洞体模型并开展正演模拟分析,论证了地震主频对分辨率的影响;其次,通过CMP道集分频方式对该区地震资料进行叠前分频处理,并研究不同频带下缝洞体的内部结构,利用不同频带信息进行缝洞体精细刻画;最后,利用实际钻井资料,开展实钻井与缝洞体吻合情况的分析,验证模型预测结果的可靠性.本文研究表明,地震资料分频结果与正演模拟结论一致,中高频带可以有效提高小尺度缝洞体成像精度,叠前分频成像技术显著提高了小尺度缝洞储层的预测精度.     

叠后地震数据的谱反演处理技术及其应用浅析

受限于现有三维地震资料的分辨能力,薄储层、小断裂等小尺度地质目标识别难题始终影响着岩性油气藏勘探开发的精度.基于高分辨地震分频技术的谱反演处理技术为提高薄层识别与预测精度提供了一条新的思路和方法.在原始叠后地震数据基础上开展谱反演处理,可获得全频带地震反射系数序列数据.该数据具有很高的分辨率,完全可以用于微小级别地质体及地质体内部细节的描述与形态刻画.本文对谱反演处理技术的基本原理和实现方法进行了简要阐述,并将其应用到实际生产资料中.实例应用表明,谱反演处理获得的反射系数数据成果分辨率非常高,可清晰识别目标薄储层反射特征及各类层序变化边界,有较强的实用和应用价值.     

多项式拟合技术在强噪声地震资料中的应用研究

获得高分辨率的地震信号是决定地震勘探在油气田等资源开发中能否发挥更大作用的关键,所以说地震信号的高分辨率是地震勘探所追求的重要目标,而提高数据信噪比才能真正提高地震资料的分辨率.本文通过对多项式拟合技术去噪的研究,以此提高地震数据信噪比.实际数据的处理结果表明,该方法能减少对振幅的畸变,同时可处理非水平的和弯曲的同相轴,可很好地提高地震资料的分辨率.     

速度、加速度检波器在超深层地震勘探中应用效果分析——以川南赤水地区为例

川南地区重要产气层之一的震旦系灯影组埋深约9000 m,以往多期地震勘探未能取得高品质资料,原因之一就是灯影组反射信息频率较低,而常规检波器(六串两并20DX-10 Hz速度型检波器)在低频段衰减严重,未能完整接收到地震反射信息.为得到深层高品质的资料,在川南赤水地区开展了不同类型检波器试验研究工作,首先研究了3种检波器(20 DX-10 Hz速度型检波器、自然频率5 Hz速度型检波器、单点陆用压电加速度检波器)的幅频特征,分析了不同检波器对低频信号接收能力的差异;对比测试了3种检波器对主频为25 Hz的雷克子波的波形、频率响应;结合实际地震资料,分析了加速度型检波器的实际地震资料在加速度域和速度域的频率特征;最后将加速度检波器地震资料转换至速度域,与其他两种速度型检波器地震资料对比分析得到以下认识:(1)加速度检波器具有宽频带特性,对提高分辨率较为有利,适用于勘探目的层相对较浅地区的高分辨率勘探.(2)加速度检波器地震资料在加速度域、速度域两种不同域的资料差别较大,前者积分转换虽然提高了低频段响应但频带变窄,不利于提高分辨率,生产中使用原始域数据更为合适.(3)野外实际资料表明,低频速度型检波器在保持常规20DX-10 Hz的勘探效果的基础上提高了低频段的响应,与加速度检波器转域后的低频效果接近,频带比加速度检波器转域后要宽,更加适合超深层地震勘探.     

基于贝叶斯理论的多尺度地震反演方法

典型沉积旋回的模型分析表明,薄层调谐作用的影响抑制了地震相对高频的反射能量,降低了地震资料的分辨率.基于该资料的常规地震反演难以识别较薄的储层.为了提高地震反演的分辨率,本文利用小波变换分频技术,将地震资料分解为大、中、小三个尺度的数据体,有效减弱了调谐作用,增强了地震资料的相对高频和相对低频,提高了分辨率.在贝叶斯理论框架下,依据地震资料与沉积层序体的多尺度对应关系,逐级进行地震反演,把大尺度地震反演结果作为中尺度地震反演的模型约束,中尺度反演结果又作为小尺度地震反演的模型约束,最终完成整个反演.理论模型试算展示了该方法的逐级寻优特性,实际地震资料的多尺度反演表明,同常规稀疏脉冲反演方法相比,基于贝叶斯理论的多尺度反演对较薄储层的识别能力有实质性提升.     

基于VMD算法在地震数据时频分析中的应用

受新开发的变分模态分解(VMD)的启发,本文引入一种基于VMD的时频分析方法来分析地震数据.VMD的原理是将信号分解成具有一定中心频率的模态分量,通过这些分量来重构原始信号.这种分解方式可以降低各个模态中的残余噪声,同时进一步减少冗余的模态,很好的克服了模态混叠问题.此外,VMD是一种自适应信号分解技术,它可以非递归地将多分量信号分解为几个准正交固有模态函数,与EMD及其推广(如EEMD,CEEMD)相比,有坚实的数学基础.将VMD方法与CEEMD方法进行比较,对合成数据进行测试显示了基于VMD的时频分析方法具有更好的时频聚焦性,同时对实际数据处理也表明该方法具有突出地质特征和地层信息的潜力.     

基于VMD的随掘地震超前探测信号谱白化方法研究

随掘地震超前探测震源具有连续、非可控的特点,需要使用互相关技术将连续震源记录转换为等效脉冲震源记录以获取有效反射信号.但随掘地震超前探测信号往往包含一些能量较强且频带较窄的优势频率成分,使得互相关处理会引入较严重的干扰.为此,本文提出将基于变分模态分解(VMD)的希尔伯特谱白化方法应用于随掘地震超前探测信号.该方法首先...     

S变换谱分解技术在深反射地震弱信号提取中的应用

在深反射地震资料处理中,当来自深部的有效弱信号和噪声干扰频带差异较小且难以区分时,传统滤波方法的应用会受到限制.谱分解方法是一种使用离散傅里叶变换,基于信号的频率-振幅谱等信息生成高分辨率地震图像的方法,通常用来识别介质物性横向分布特征,处理复杂介质内频谱变化和局部相位的不稳定性等问题,包括定位复杂断层和小尺度断裂等.S变换作为一种新的时频分析方法,具有自动调节分辨率的能力,近些年来被广泛应用到勘探地震、大地电磁等数据处理中,逐渐成为地球物理方法中噪声压制的有效方法之一.与常规石油反射地震资料相比,深反射主动源地震为了探测深部结构信息,常采用大药量激发方式、长排列观测系统等,导致深部有效信号基本湮灭在噪声干扰之中.针对深反射数据特点,本文结合谱分解和S变换技术,首先设计了简单的脉冲函数实验数据,证实S变换方法的有效性,同时说明谱分解方法的效果受所用时频分析方法影响较大,而其中决定分辨能力的变换窗函数的选取尤为重要.在此基础上,分别应用到深反射地震资料的单道和叠加剖面实际数据上,对比分析了传统变换谱分解和S变换谱分解的应用效果,单道资料对比结果表明:相比传统谱分解,S变换谱分解方法具有自动调节分辨率的能力,能够精确的标定深反射地震资料中弱信号不同时刻的频率分量;叠加剖面资料应用结果表明:由S变换谱分解得到的剖面结果与其他谱分解方法结果整体上具有较高的一致性,同时清晰地刻画出原叠加剖面上被噪声湮灭的低频细节特征,提高了剖面的分辨率及同相轴连续性;对比结果明显看出,Gabor变换谱分解方法得到的结果同相轴较为破碎,分析原因认为这是由Gabor变换的时频分解方法的定长窗函数所致,窗口大小不会随着信号频率的变化来调节长度,只能在处理的过程中根据一定的记录长度范围选取窗函数参数,而S变换谱分解方法在窗函数的选取时,通过时变信号的局部频率特征自动调节窗口长度,能够更好的刻画各个频段的细节特征,在深反射剖面成像应用中效果尤为明显.本文结果表明S变换谱分解技术在深地震叠加剖面上的应用有效地提高了来自深部弱反射信号的信噪比和分辨率,并刻画出了叠加剖面上所不具有的低频细节特征,在实际深反射地震资料处理中能有效保护低频弱信号获得更好的成像效果.本文为深地震反射资料中弱信号的保护处理找到一种有效的方法.     

基于压缩感知的高分辨率平面波分解方法研究

平面波分解方法是地震资料处理中的一项关键技术,它广泛地运用在平面波偏移、各类Beam偏移等成像方法中.平面波分解不仅可以提高偏移成像的效率,而且可以压制地震资料中的随机噪音,提高地震数据的信噪比.线性Radon变换（LRT）是一种常见的实现平面波分解的方法,但常规的LRT存在以下两个缺点：（1）分辨率受测不准原理限制;（2）变换结果存在很多噪音和空间假频.为了克服LRT的上述缺点,本文提出一种基于压缩感知的高分辨率平面波分解方法,并利用加权匹配追踪（WMP）技术实现了该方法.该方法将LRT视为一个参数估计问题,并将LRT结果的稀疏性作为约束条件,在压缩感知理论的指导下利用WMP方法得到高分辨率、高信噪比的平面波分解结果.另外,该方法还可以用于提取地震数据的线性信号、压制随机噪音、实现高维地震数据规则化等地震资料处理技术.数值实验结果证明：WMP方法可以有效地提取地震数据中的线性信号,提高LRT的分辨率和信噪比,从而改善平面波分解的质量.     

利用变分模态分解(VMD)和匹配追踪(MP)联合压制音频大地电磁(AMT)强干扰

为了有效分离矿集区音频大地电磁（AMT）信号中的大尺度强干扰、抑制近源效应,本文提出利用变分模态分解（VMD）和匹配追踪（MP）联合压制AMT强干扰的方法.首先,对比了VMD与经验模态分解（EMD）、固有时间尺度分解（ITD）的处理效果,验证了VMD在避免模态混叠和端点效应方面的优势;讨论了VMD中模态个数对典型大尺度强干扰的去噪性能,并选择合适的模态初步获取待处理信号的重构信息.然后,运用MP对VMD重构信号做二次信噪分离处理,进一步滤除残余的尖脉冲干扰.通过对模拟和实测数据的分析处理,以及与远参考法结果对比,本研究能有效剔除时间域序列中的大尺度强干扰,且重构信号中保留了更多的低频缓变化信息和细节成分,近源干扰得到有效压制;视电阻率-相位曲线更为光滑、连续,低频段的数据质量得到明显改善,其结果能更为真实、可靠地反映地下电性结构信息.     

汶川地震发震构造带过WSFD-2钻井深反射地震数据3-D处理技术研究

2008年5月12日汶川发生里氏8.0级地震的发震机制与龙门山断裂带的构造特征紧密相关,应用反射地震探测方法精细探测发震构造内部的结构特征,对研究汶川地震的发震机理有重要意义.5.12地震后在地表错断最剧烈的区域之一虹口乡白庙村穿过发震构造和深钻科研井WSFD-1和WSFD-2布置了兼顾浅中深层信息的反射地震探测剖面,该区域断裂带硬岩出露,地形地貌复杂多变,起伏剧烈,只能采取弯线地震测线布设方式采集二维反射地震数据,而且弯曲度大,造成CDP点分散严重.区域内构造复杂,褶皱逆推构造发育,地层和构造倾角大,采用常规二维地震数据处理方法进行叠加处理时,易将不同地层的反射信息叠加到同一反射层.弯线叠加剖面上侧面波,混波干扰严重,会显著地降低原本低信噪比数据的分辨率,或剖面可靠性低,容易在二维剖面中造成解释陷阱.本文利用弯线地震采集的三维特性,用拟三维地震叠加技术处理汶川地震科学钻井附近横跨北川-映秀断裂带的二维弯线地震数据,弥补常规二维弯线地震数据处理技术的不足,将不同地层的反射信息分离归位到不同的三维叠加剖面上,解决二维弯线地震数据处理时混波干扰严重的难题.通过理论分析和实验选取合适的共中心点面元,获得了高分辨率的三维叠加剖面.相比于二维弯线叠加剖面,三维叠加剖面切片成像更真实,剔除了不同地层反射信息混叠的影响,能得到更准确的断点信息,并可以获得沿断层走向横向的信息,显著提高了构造解释的可靠性和精度.应用拟三维地震数据处理方法处理龙门山断裂带的二维弯线地震数据,获取高分辨率的构造信息,有利于断裂带内汶川地震发震机制和龙门山隆起机制的解释.     

海洋短排列高分辨率多道地震高精度成像关键技术

基于高频震源的海洋短排列、高分辨率多道地震探测方法,具有主频高、频带宽的特点,是海底浅层地质研究,特别是海洋天然气水合物调查等方面的重要手段.针对这种地震探测方法不能有效控制电缆沉放深度、虚反射干扰严重且规律性差以及速度分析精度低带来的成像效果差等问题,研究了基于虚反射走时识别与模拟计算的电缆沉放深度计算方法,获得了检波点的准确沉放深度,为虚反射的有效压制提供了保障;采用基于相似性原理的排列长度放大技术,有效地解决了排列长度较短引起的速度谱能量团不聚焦的问题,提高了速度分析灵敏度,确保了地震资料成像处理精度.实际资料的最终成像处理结果表明,地震波组的信噪比和分辨率高,速度结构合理,BSR特征清晰,为海洋天然气水合物的识别和研究提供了高品质资料.     

Radon变换在非规则观测系统中波场分离的应用

Radon变换是数据处理中广泛应用的一种方法技术.本文介绍了Radon变换在规则及其非规则观测系统中波场分离中应用,讨论了Radon变换的公式、实现方法和有关计算参数的选择.通过理论模型的试算,阐明了Radon变换在缺失道、道距变化情况下依然可以高精度的分离波场,并对线性、抛物Radon变换进行了比较,对隧道超前预报反射波资料进行了处理,给出了隧道超前预报处理流程中提取反射波的算例.     

Research and application of spectral inversion technique in frequency domain to improve resolution of converted PS-wave

Multi-wave exploration is an effective means for improving precision in the exploration and development of complex oil and gas reservoirs that are dense and have low permeability. However, converted wave data is characterized by a low signal-to-noise ratio and low resolution, because the conventional deconvolution technology is easily affected by the frequency range limits, and there is limited scope for improving its resolution. The spectral inversion techniques is used to identify λ/8 thin layers and its breakthrough regarding band range limits has greatly improved the seismic resolution. The difficulty associated with this technology is how to use the stable inversion algorithm to obtain a high-precision reflection coefficient, and then to use this reflection coefficient to reconstruct broadband data for processing. In this paper, we focus on how to improve the vertical resolution of the converted PS-wave for multi-wave data processing. Based on previous research, we propose a least squares inversion algorithm with a total variation constraint, in which we uses the total variance as a priori information to solve under-determined problems, thereby improving the accuracy and stability of the inversion. Here, we simulate the Gaussian fitting amplitude spectrum to obtain broadband wavelet data, which we then process to obtain a higher resolution converted wave. We successfully apply the proposed inversion technology in the processing of high-resolution data from the Penglai region to obtain higher resolution converted wave data, which we then verify in a theoretical test. Improving the resolution of converted PS-wave data will provide more accurate data for subsequent velocity inversion and the extraction of reservoir reflection information.     

Principle and application of high density spatial sampling in seismic migration

To avoid spatial aliasing problems in broad band high resolution seismic sections, I present a high density migration processing solution. I first analyze the spatial aliasing definition for stack and migration seismic sections and point out the differences between the two. We recognize that migration sections more often show spatial aliasing than stacked sections. Second, from wave propagation theory, I know that migration output is a new spatial sampling process and seismic prestack time migration can provide the high density sampling to prevent spatial aliasing on high resolution migration sections. Using a 2D seismic forward modeling analysis, I have found that seismic spatial aliasing noise can be eliminated by high density spatial sampling in prestack migration. In a 3D seismic data study for Daqing Oilfield in the Songliao Basin, I have also found that seismic sections obtained by high-density spatial sampling (10 × 10 m) in prestack migration have less spatial aliasing noise than those obtained by conventional low density spatial sampling (20 × 40 m) in prestack migration.