逆时偏移技术在南堡1号构造中的应用研究

南堡1号构造位于南堡凹陷的西南斜坡带上,紧邻南堡凹陷的重要生油中心,其中浅层构造规模大,构造背景好,有利圈闭多,但是火成岩多期次广泛发育,屏蔽严重,岩下和通道成像困难,不确定性高,增加有利圈闭和火山岩精细识别的难度,直接影响勘探开发的部署.为解决高陡倾角成像问题,在GPU和存储设备的高速发展下,油田首次引入逆时偏移技术,在叠前精细处理的基础上,逆时偏移取得较好的成像效果,能量归位好,成像精度高,目的层信噪比、分辨率明显提高,在此基础上,开展的构造与储层的研究成果形成新的油气成藏模式,并取得较好的勘探开发效果.     

基于三角网格的有限差分法叠后逆时偏移

Compared with other migration methods, reverse-time migration is based on a precise wave equation, not an approximation, and performs extrapolation in the depth domain rather than the time domain. It is highly accurate and not affected by strong subsurface structure complexity and horizontal velocity variations. The difference method based on triangular grids maintains the simplicity of the difference method and the precision of the finite element method. It can be used directly for forward modeling on models with complex top surfaces and migration without statics preprocessing. We apply a finite difference method based on triangular grids for post-stack reverse-time migration for the first time. Tests on model data verify that the combination of the two methods can achieve near-perfect results in application.     

VSP数据的逆时偏移

据逆时偏移的基本思想,首次引用傅氏变换和差分法相结合的方法(FDM)数值求解全声波方程,实现对垂直地震剖面(VSP)记录数据的波场外推。同时,利用射线方程实现对震源的向下延拓。从而解决了非零井源距VSP数据的偏移。 所用方法对地下界面倾角较大、速度横向变化没有限制,因而适应于地下构造比较复杂的地质情况。此外,还可用于地面地震记录的迭前深度偏移。     

几种叠前深度偏移技术效果的对比

在回顾叠前深度偏移发展历程的基础上,概述了当前几类叠前深度偏移方法:克希霍夫积分法、波动方程法、逆时偏移。在分析叠前深度偏移的波场成像方法、适用性、近地表条件敏感性及存在问题的基础上,对比偏移剖面,比较不同偏移方法的成像效果,指出叠前深度偏移的发展方向,为以后的叠前深度偏移的研究提供参考建议。     

各向异性介质Low-rank有限差分法纯qP波叠前平面波最小二乘逆时偏移

拟声波最小二乘逆时偏移是一种极具潜力的地震波成像工具,但该方法遭受各向异性拟声波近似的限制,TTI介质正演模拟不稳定、反偏移记录中遭受伪横波二次扰动及数值频散假象,另外拟声波最小二乘逆时偏移还面临计算效率低、收敛速度慢、对速度等模型参数依赖性高等问题.为了克服各向异性拟声波最小二乘逆时偏移的缺陷,在反演框架下,本文借助Low-rank有限差分算法首次提出并实现了TTI介质纯qP波线性正演模拟及纯qP波最小二乘逆时偏移;为了进一步提升反演成像效率,同时改善反演成像方法对模型参数误差的依赖性及对地震数据噪声的适应性,通过引入叠前平面波优化策略,发展了TTI介质纯qP波叠前平面波最小二乘逆时偏移成像方法.在编程实现方法的基础上,通过开展模型成像测试,展示了本方法的优势和潜力：一方面加快了反演成像效率,另一方面也提升了方法的抗噪性,同时还降低了方法对模型参数的依赖性.

     

基于散射理论的逆时偏移随机边界构建策略优化分析

叠前逆时偏移将是应用前景最为广泛的地震偏移技术,但存在计算量大和存储单元要求多的瓶颈问题.随机边界条件思想的提出较好地解决了其中的存储问题,但同时也大大增加了计算成本.为了减小边界宽度,降低宽边界带来的计算负担,同时又不影响随机边界的随机效果,本文首先提出了一种多形式随机边界函数,并从随机介质散射理论出发,研究了随机边界的散射特性,并将随机边界归纳为增强模式和衰减模式两类,深入分析推导了不同模式边界的随机函数形式选择的最优判据,最后形成了一套能够使得在边界宽度有限情况下获得最佳散射效果的随机边界构建算法.理论分析和数值模拟实验结果表明:在边界宽度较窄的情况下,利用本文提出的随机边界构建策略,能够最大程度地发挥有限宽随机边界散射性能,压制相干能量的产生.这为提高随机边界的随机性能,减小随机边界的宽度,提高逆时偏移的计算效率提供了一种有效的方法.     

斜井井间反射波逆时偏移成像技术及应用效果初探

为解决油田开发过程中地面地震资料无法解决的高分辨率精细储层和隔夹层描述等问题,同时满足实际油田开发过程中既有直井又有斜井的井间地震资料成像需要,探讨了井间地震交错网格有限差分逆时偏移算法以及吸收边界等问题,针对共面斜井井间地震的理论模型和实际地震资料进行了逆时偏移成像。结果表明,偏移算法实现正确,实际资料逆时偏移成像剖面的信噪比和分辨率远高于地面地震成像剖面,且层间细节变化更丰富,与实际地层变化特征吻合较好,结果可信,为解决油田开发过程中地面地震资料无法解决的高分辨率精细储层和隔夹层描述等问题奠定了基础。     

机载探地雷达数值模拟及逆时偏移成像

机载探地雷达可以用于人类无法到达的危险地区、植被严重覆盖的地下目标体探测,然而由于机载探地雷达的特殊性,影响机载探地雷达探测效果的因素包括天线的极化方向、天线的飞行高度以及地表粗糙度等.为了研究这些影响因素与探测效果之间的关系,用三维时间域有限差分模拟电磁波的传播过程,以沙漠地区地下空洞掩体的机载探地雷达探测为实例,分别模拟了不同天线极化方向、天线高度及地表粗糙度情况下的机载探地雷达剖面,分析了各因素对机载探地雷达探测地下空洞目标体的影响.天线极化方向与目标体走向垂直更有利于地下目标体探测;天线距离地表越近,可以获得更高分辨率的雷达剖面;沙漠地表起伏越大,雷达剖面中的散射杂波能量越强,浅部地下目标体信号容易被掩盖.为了消除起伏地形造成的散射杂波,提出用逆时偏移成像技术对共炮集机载探地雷达数据进行偏移成像,成像结果优于基尔霍夫偏移成像结果.     

格子法在起伏地表叠前逆时深度偏移中的应用

基于全程波波动方程的逆时偏移(Reverse Time Migration)可以对回转波、多次反射波成像,不受横向速度变化影响,没有倾角限制,随着计算机软硬件技术的进步,再次成为偏移方法研究热点.本文将格子法用于叠前逆时深度偏移成像.格子法作为波场延拓方法,处理起伏地表边界条件容易,可用于含起伏地表边界条件的逆时波场延拓;可利用变尺度非规则对计算域进行离散,因此可根据速度模型调整网格尺度来降低存储量,放大时间步长,降低计算量.采用光滑的曲人工边界,也可避免常规的PML吸收边界存在的角点区域需特别处理的麻烦.本方法通过事先计算和存储边界单元的局部几何参数,与直边界PML方法相比不增加任何计算量.格子法还具有容易实现并行计算的特点,非常适用于叠前逆时偏移.本文给出了二维问题算例.     

无机生成的盐下油田

盐下油气田具有明显的无机生成特征,是深部找油气的一个新领域?勘探盐下油气田有三个关键,即:地质观念的改变,地球物理资料处理的进步与钻探技术的提高?现在已知90%的油气田与膏盐共存?盐层可作为盐下油气田的找矿标志?对盐层的精确成像,可大幅度地提高找寻盐下油气田的成功率?这同时也就为寻找我国急缺的钾盐矿床提供重要的资料?