逆时偏移成像技术研究进展

近年来,基于双程波动方程的逆时偏移方法在地震成像领域吸引了越来越多地球物理学家的关注.逆时偏移方法相对于实际油气勘探过程中被广泛应用的Kirchhoff偏移方法和单程波波动方程偏移方法,具有原理简单、成像精确且无倾角限制、适应任意复杂速度模型等诸多优点.本文首先概述了逆时偏移近三十年的发展历程,然后重点介绍了逆时偏移方...     

起伏地表叠前逆时偏移理论及GPU加速技术

从起伏地表直接进行叠前逆时偏移是解决地表起伏大并且地下构造复杂这种双复杂结构地区成像问题的有力工具.本文给出了起伏地表直接进行叠前逆时偏移的实现过程,针对有限差分方法处理起伏地表自由边界条件的复杂性,采用了一种简化的自由边界条件,避免了大量的逻辑判断,在此基础上,采用图形处理器(Graphic Processing U...     

基于P＋S波震源的弹性波叠前逆时偏移方法

基于弹性波动方程,推导了二维非均匀介质条件下纵横波解耦且无转换波的一阶速度一应力弹性波方程,使得弹性波在延拓过程中实现矢量偏移保证偏移质量,且不产生其他类型的转换干扰波。从激发时间成像条件以及反射系数理论出发,并与纵横波解耦且无转换波的一阶速度一应力弹性波方程结合,给出了适用于P＋s波震源模拟数据的成像条件以及偏移方法。文中给出了两个典型模型的理论记录的偏移结果,试验表明,笔者提出的方法能够对P＋s波震源的产生的波场准确归位,提高资料处理精度。     

滨里海盆地盐下构造处理解释一体化研究

滨里海盆地在二叠系发育巨厚盐丘,由于高速盐岩厚度的剧烈变化导致盐下地震资料成像困难、构造形态畸变等.如何消除盐丘速度的影响,恢复盐下的真实构造形态是该区油气勘探急需解决的难题.笔者通过处理解释一体化的攻关研究,在解决静校正、盐下振幅恢复等叠前保真的基础上,采用浮动基准面叠前时间偏移方法对高陡构造准确成像,通过对盐体及盐下构造的精细刻画和层速度反演建立层位—速度模型,最后利用叠前深度逆时偏移的方法对盐下构造进行准确成像和构造恢复,形成了一套针对盐下构造处理解释一体化技术,并在滨里海含盐盆地得到了应用.     

把握世界物探技术发展现状,促进地震资料处理、解释技术进步

第82届SEG年会成果表明:计算机技术和地震装备技术的发展,引领了国际地球物理勘探技术的快速发展;宽方位、宽频带、高密度等采集技术,各向异性逆时偏移、弹性波的全波形反演等处理技术,多波处理与解释、4D地震等技术,很快将成为物探的主导技术.为了更好地把握技术的发展,需要在地震资料处理、解释领域重点开展如下研究:发展宽频带、各向异性、最小二乘、弹性波的逆时偏移技术;层析、逆时偏移角度域道集速度分析、全波形反演的速度估计方法、是进一步提高成像精度重点发展方向.岩石物理是地震解释、储层反演、裂缝检测的基础,重点深化在实验室测量、弹性各向异性的测量、油藏描述和监测方向的研究.全波形反演技术是高精度成像建立速度模型和油藏描述重要手段,在理论上、在应用上仍是下一步发展的重要方向.     

基于一阶速度-应力方程的多震源最小二乘逆时偏移

最小二乘逆时偏移(Least-Square Reverse Time Migration,LSRTM)相比于常规偏移具有更高的成像分辨率、振幅保幅性及均衡性等优势,是当前研究的热点之一.然而,目前LSRTM算法大多是基于二阶常密度标量声波方程建立的,忽略了密度变化对振幅的影响,因而基于振幅匹配策略的常规LSRTM很难在变密度介质下取得保真的成像结果.一阶速度-应力方程能够很好地处理变密度介质,但简单地将一阶速度-应力方程应用到LSRTM中缺乏理论基础.为此,本文从LSRTM的正问题入手,提出了基于交错网格的一阶速度-应力方程LSRTM理论方法.首先将一阶波动方程线性化,建立了一阶方程LSRTM的目标泛函,随后推导其伴随方程,并借助伴随状态法给出了迭代更新流程,最终建立了基于一阶速度-应力方程LSRTM的理论框架.进一步,通过在相位编码LSRTM中引入随机最优化思想,极大地减小了计算量、提高了计算效率.最后,通过模型试算验证了本算法的正确性和有效性.     

基于波场分离理论的逆时偏移成像条件研究及应用

逆时偏移成像方法与其它算法的成像方法相比,由于算法不受地层倾角的限制,因此针对陡倾角构造和复杂地质模型地区的成像有着无可比拟的优越性,特别是在盐丘发育的地区优势更加明显.实际应用过程中,逆时偏移通常是应用互相关成像条件构建成像,然而,这种成像条件会产生低频、强振幅的噪音,如果不能彻底消除这些噪音,那它就会严重影响甚至淹没有效信号,特别是在浅层的强反射界面上方往往会出现大量的低频噪音,从而使得浅层构造基本无法识别.基于传统互相关成像条件的这一局限,本文提供了一个新的成像条件,它能在有效成像的同时消除这些低频、强振幅的干扰噪音;其具体实现思路就是将炮点及检波点波场分离成它们的单程波传播分量,然后采用互相关成像条件对分离后的波场进行成像,从而实现逆时偏移成像.通过对模型数据和实际野外数据的实测,证明了该方法的有效性和适用性.     

地震叠前逆时偏移的有效边界存储策略

基于双程波动方程的逆时偏移被认为是目前最好的偏移成像技术,更适合于复杂构造成像.然而,大计算量和大存储量使得逆时偏移的计算成本很高而无法用于大数据量的地震成像.本文分析了目前常用的存储策略,并分别在空间和时间上对存储策略进行了研究:空间上,根据有限差分格式,在边界存储策略的基础上通过修改波场逆向传播的边界条件,提出了有效边界存储策略.该策略可在不增加任何计算量的情况下大幅降低逆时偏移对存储量的需求;在时间上,使用checkpointing技术对有效边界存储策略进行了改进,使叠前逆时偏移在增加少量计算量的情况下进一步降低存储量需求.Marmousi模型测试结果表明了有效边界存储策略的有效性和优越性.     

逆时偏移技术在碳酸盐岩缝-洞储层成像中应用

针对塔里木盆地塔西南地区中-下奥陶统埋藏深度大 (大于 5 000 m)、储层发育规模较小(小尺度溶孔-裂缝为主)的碳 酸盐储层精细成像难题,将基于 GPU 平台的叠前逆时偏移技术应用于研究区 562km2 实际三维地震资料处理中,取得了较好 的成像效果。通过地震剖面、平面相干属性和振幅属性对比分析叠前逆时偏移和传统叠前时间偏移结果表明:对于高陡构 造带成像,逆时偏移成像效果局部好于叠前时间偏移;对于碳酸盐岩内幕“串珠”成像、缝-洞储层刻画方面,逆时偏移 技术占有明显优势。叠前逆时偏移技术有效提高了研究区奥陶系碳酸盐岩缝-洞型储层成像的精度。     

地震波传播和成像中的多尺度计算问题

逆时偏移和全波形反演方法的应用对复杂地质条件下的石油勘探具有重要意义,但由于现代地震采集技术的发展,地震勘探数据量迅速增加,逆时偏移和全波形反演方法的技术开发面临如何有效适应大模型和海量数据,缩短计算时间、降低处理成本.为此,本文根据文献调研,评述了科学计算领域的两类方法,多尺度计算的方法和指数映射的方法,指出前者有利于快速计算,后者可以适应非均匀介质,如果将他们结合应用于地震波传播问题,有可能改进逆时偏移和全波形反演方法的并行计算效率.