斜井VSP高斯射线束正演方法

高斯射线束正演方法是一种将波动方程和射线理论相结合的方法,适用于复杂地质构造,与常规射线正演模拟方法相比,高斯射线束正演结果不仅包含了运动学变化信息,并且具有较合理的动力学变化特征,不存在盲区问题。文中针对理论和实际正、逆断层模型,开展了斜井VSP观测方式下的P波波场正演模拟,探讨了采用斜井VSP高斯射线束正演方法模拟波场的断层异常特征及其识别问题,结果表明该方法可有效解决因盲区造成的运动学信息不完整及波场振幅保真问题,其运算速度相比波动方程有限差分法提高了100倍以上。     

VSP波场研究与应用现状

垂直地震剖面法(VSP)通常采用三分量(3C)检波器记录地震波场信息,而纵、横波震源的应用使其波场进一步丰富和复杂化,开展VSP各种波场特征的研究具有重要的理论和实际应用价值。首先对VSP记录的波场特征进行分析,进而讨论了不同类型震源和不同介质模型的复杂波场分离方法,包括光纤观测VSP波场的噪声特点及压制方法,井筒波与电缆波的产生机理、压制及应用方法,绕射波与断面波的特征及其应用方法,多次波的特征及其压制和应用方法,折射波与导波的传播特征及其应用方法等,重点研究了上行横波和转换波的传播特征、波场分离与矢量合成及多波信息的综合应用方法等。最后,对多分量VSP波场处理中存在的问题进行了分析并对多波应用的前景进行了展望,认为拓展VSP记录中波场传播特征的研究有益于揭示地下复杂构造与地层物性信息,VSP多波解释与反演研究、多波属性的提取与应用有助于油气储层的勘探与开发等,预期VSP多种波场的研究将具有持续攻关和推广应用价值。     

垦71井区三维VSP资料波场分离方法应用研究

三维VSP资料是多偏移距VSP资料，资料中多种类型的波叠合在一起形成复杂波场。从复杂波场中分离出单一的保幅反射波波场是三维VSP波场分离的重要工作。常规二维VSP波场处理方法单一，难以适用于复杂的三维波场处理。针对三维VSP资料的波场特点，以分离上行反射P波为例，将单一波场分离方法加以适当组合，对垦71井区三维VSP实际资料进行了应用研究。结果表明，波场分离处理中叠加消去法和中值滤波相结合以及F—K滤波和中值滤波相结合的方法克服了单一方法的缺陷，波场处理后获得了波组特征明显、波场清晰单一的上行反射P波保幅波场，取得了较好的波场分离效果。     

VSP不同观测方式的波场特征与波场分离方法

本文研究了在不同观测方式下VSP的波场特征、波场分离方法及其参数选择方法。WVSP上、下行波时距曲线的顶点都在t轴上,在检波点所在深度附近,上、下行波方程相近似,曲线趋于重合。up-away VSP的直达波在有效记录段可能出现顶点,且曲率较大。up-to VSP的上行波时深曲线在有效记录段,曲率较大。不同的地层,曲率变化也不同。针对上述各观测方式的不同特点,文中提出了不同的处理方法。校正变换波场分离法针对up-away VSP和up-to VSP的波场特点,首先将非线性波场校正变换为线性波场,从而在变换后的波场上实现波场分离。实际资料处理结果表明,该方法速度快,工作量小,效果明显。文中还就中值滤波的跨度值选择与所压制波组的关系作了分析,在高信噪比情况下,导出了跨度值定量选择的关系式;对于零井源距VSP资料,则给出了更细致的关系表达式。     

利用正演模型研究VSP处理

VSP是一种井中地震观测技术,其独特的观测方式,决定了VSP处理也有别于常规地震,最明显的就是VSP资料必须经过波场分离,才能利用下行波或上行波信息对资料进行解释和反演。除波场分离外,VSP还有许多其它独特的处理环节。基于PC-VSP系统,进行了VSP模拟,在正演数据的基础上,研究了VSP处理,取得了较好的效果。     

三维三分量VSP数据处理方法及效果

三维三分量VSP数据处理是一项系统工程。由于观测系统的特殊性，数据处理既不能借用常规的非零井源距多分量VSP数据处理方法，也不能采用目前地面地震多分量数据的处理方法。为此，本文针对三维三分量VSP数据的特点，在三维VSP速度分析、波场分离、纵波和转换波的三维深度成像等几个方面进行了研究，摸索出一套处理方法。通过对MB2003井区VSP数据的处理，得到了纵、横波速度体；通过三分量处理及基于拉冬变换和偏振分析的联合波场分离方法，有效地分离出上行纵波和转换波；根据速度反演结果，在深度域对纵波和转换波进行成像，分别得到两个成像数据体，且具有良好的对比性，有利于资料解释。其中转换波成像显示出更高的分辨率和信噪比，具有良好的应用前景。     

VSP处理中标量波场分离方法比较分析

本文详细阐述了wave-by-wave波场分离方法的原理及其适用条件,并对几种常用的波场分离方法:f-k滤波、中值滤波、均值滤波的原理和优缺点做了简单介绍。用这四种方法分别处理了地面近零井源距VSP数据、地面三维VSP和海上三维VSP数据,并做了比较分析。结果表明,wave-by-wave波场分离方法较其他方法处理效果最优。     

二维粘弹介质中完全波场正演模拟

本文给出一种实现二维粘滞介质完全波场模型计算的方法，该方法的独到之处在于把传播时间分解成了水平时间分量和垂直时间分量两部分，在线源入射的基础上，无需繁杂的射线追踪，只考虑入射角随偏移距的变化情况便可得包括反射纵波，转换波，多次波，折射波及面波等在内的多波场的时间－空间道集的正演模拟记录，而且还能灵活地模拟井间和ＶＳＰ地震剖面。     

3DVSP高保真最优逼近逐一波场分离方法

从接收的直达波中得到初至和线性变化的速度值是VSP的优势。当前波场处理方法假定波传播在波形和振幅均一的条件，这种假定很容易被现实中的不规则空间采样、多变的子波和噪音因素推翻。提出允许接收到的各种波在振幅和初至时间上相互独立存在，处理步骤运用包含非线性最小二乘和二特征值的最优迭代方法，每次选取具有某种特征的波，这样当具有较强特征的波被选取后，弱特征性的波就变强，重复以上步骤，完成设定条件下波场的选取过程。这种方法对各种波场都适用。因为VSP数据量相对较小，对该方法不存在计算的局限性。实际数据处理证明，该方法应用于VSP波场分离更优于常规分离方法，对提高VSP处理精度具有重要意义。     

井间地震反射波场分离及应用研究

井间地震反射波场分离可以看成是VSP波场分离的一种延伸。与VSP不同，井间地震波场较为复杂，分离的难度较大。借鉴VSP波场分离技术与常规地面地震处理技术，系统论述了实际井间地震反射波场分离的过程：①建立井间地震反射波场分离的工作流程；②进行井间地震初至波(直达P波)的切除；③运用多域多道滤波技术分离出上、下行一次反射波；①运用VSP-CDP成像技术与初步叠加技术获得类似于地面地震资料的井间地震反射波初叠剖面。实际资料处理表明．运用多域多道滤波技术可以较好地实现井间地震波场的分离。     

复杂山前带有偏VSP数据处理方法研究

复杂山前带具有地表起伏大、地下逆掩推覆构造倾角大、断层关系复杂等地质特征,采用传统有偏VSP数据处理方法难以解决复杂山前带构造成像问题。为此,针对波场分离、静校正、成像方法和速度建模等VSP处理的几个关键环节提出了新的思路和方法。波场分离采用了F-K滤波与逐点偏振滤波相结合的方法,实现了复杂波场的有效分离。为解决静校正问题,改变了VSP成像策略,由传统的时间域成像改为深度域成像,成像后再进行统一基准面校正,从而消除了多方位有偏VSP传统成像剖面间的闭合差。在成像方法上,采用克希霍夫深度域积分成像方法,并根据VSP观测的特点,采用零偏VSP与有偏VSP初至时间计算积分成像中的关键参数———观测时间。将该方法应用于库车复杂山前带相邻两口井的VSP资料处理中,处理结果与钻井结果吻合良好。     

三维三分量Walk-away VSP处理方法及效果分析

三维三分量Walk-away VSP数据处理是一项系统工程,由于其观测系统的特殊性,对数据处理既不能借用常规的零与非零井源距多分量VSP处理方法,也不能采用目前地面地震多分量数据的处理方法。为此,针对三维三分量Walk-away VSP数据的特点,在观测系统定义、速度分析、波场分离、纵波和转换波的一维深度域成像等多方面进行了研究,初步形成了一套处理方法。通过对垦71井区VSP数据的处理,利用三分量处理和线性滤波、F-K滤波及基于τ-P变换和偏振分析的联合波场分离方法,有效地分离出上行纵波和转换波;根据速度分析和一维速度模型,在深度域对上行纵波和转换波进行成像,分别得到两个成像剖面。其中转换波成像显示出更高的分辨率和信噪比,具有很好的应用前景。     

VSP弹性波方程正演模拟与波场分析

本文采用的VSP弹性波方程交错网格高阶差分法网格频散小、边界吸收精度高。不同井源距VSP正演结果表明,随着井源距增加,波场干涉对直达波影响加重、各类波场非线性特征趋于明显、能量分布特征变化增大,特别是上行反射P波与上行转换SV波视速度差异变小。这些结果在三维VSP处理中都要有足够的重视。     

垂直地震剖面与地面地震联合成像方法

垂直地震剖面(VSP)观测是在井中布置检波器,观测系统有别于地面地震,观测的波场特征也有别于地面地震。利用分步Fourier法外推波场,并在每一个外推深度叠加该深度的观测波场,实现了VSP与地面地震观测数据的联合成像。不同观测系统所获得的波场在成像过程中可以优势互补,提高成像质量。模型试算表明,VSP与地面地震数据的联合,对地层能够更为准确地成像。     

VSP多道迭代递归滤波波场分离及应用

为了适应VSP不等间距观测系统采集数据的波场分离的需要,F.Aminzadeh提出了迭代滤波方法。但是此法是以不含噪音为前提,因此方法的应用受到限制。本文在此基础上提出一种VSP多道迭代递归滤波分离波场的方法.给出新的褶积算子,对噪声不加限制。新的褶积算子可以利用道间的直达波时差,从而增强了方法的抗噪能力。对于任意一个VSP记录道(不考虑边道),利用新的褶积算子均可以利用其两边相邻记录道的波场来求出上、下行波场,因而提高了波场分离的精度。未考虑道间能量弥散。该法与中值滤波相比,不存在边道效应;与二道滤波相比,抗噪能力较强。     

二道递归滤波VSP波场分离方法

上行波和下行波的分离是垂直地震剖面(VSP)资料处理的重要环节之一。本文提出一种用二道递归滤波分离 VSP 波场的新方法。这种方法在假定地层为水平层状介质的前提下,从一维波动方程出发,导出了相邻两道 VSP 记录的上行波和下行波计算公式。由于该方法参与运算的记录只有两道,因此,可以在资料道数少而其他方法又无能为力的情况下把波场分开。方法允许不均匀的检波点距,且不存在空间假频现象和混波效应。理论模型试算和实际资料处理的结果表明,该方法是切实可行的。     

多方位Walk-away VSP处理方法

从观测系统的定义、抽道集、速度分析、波场分离、纵波和转换波探度域成像等方面对多方位Walk-away VSP资料处理方法进行了讨论。首先利用数据分选技术从三维数据体中抽取不同方位的Walk-away VSP数据；然后通过综合三分量定位处理和中值滤波、f-k波波、τ-p变换、偏振分析等波场分离方法，将上行反射纵波（P-P波）和转换波（P-SV波）分离出来；最后根据速度分析结果建立速度模型，进行尝试域偏移成像，得到纵波和转换波的成像剖面。在垦71井区利用多方位Walk-away VSP资料处理方位法获得了很好的成像效果，偏移剖面与高精度三维地震剖面的品质相当。     

大井源距VSP记录的波场异常剖析

加大井源距可以扩大VSP资料的成像范围,提高VSP测井的实用价值,但与此同时又会导致两个严重的后果:①VSP原始记录出现某些波场异常;②VSP-CDP转换的拉伸畸变加大。本文从NU34井VSP记录实例出发,着重剖析第一个问题,即大井源距与VSP记录中的初至异常和波组干涉之间的因果关系,并就如何避免波场异常及对最大井源距参数的施工设计提出参考意见。     

三维VSP资料波动方程叠前深度偏移研究

已有的一些三维VSP资料处理方法，存在保幅性较差、对复杂构造不能正确归位、成像分辨率低、噪声强和计算效率低等问题，为此，提出了三维VSP资料波动方程叠前深度偏移成像方法，其实质是把地表数据的三维单程波动方程叠前深度偏移成像方法推广应用到三维VSP数据。对方法进行了阐述，其基本原理是将三维VSP数据按井中检波器的位置抽成共检波点道集，对共检波点道集进行三维叠前深度偏移。实现过程为将VSP波场分解为背景波场和扰动波场，背景波场采用相移法偏移，扰动波场采用频率空间域有限差分法偏移，然后对偏移后的上下波场进行相关处理，获得成像结果。数值模拟证明方法正确可行，实际应用表明方法实用。     

斜井三维VSP多波资料处理解释方法

三维三分量（3D3C）VSP是集井中地震、多波勘探为一体的地震勘探方法,因3D3C VSP资料既含有精确的深度信息又含有丰富的地层岩性信息,较地面地震有不可比拟的优势。但是由于3D3C VSP特殊的观测方式,需要有特定的处理和解释方法。针对实测的斜井三维VSP多波资料,分析斜井三维VSP多波资料的特点,研究了一系列处理和解释方法,其中包括：选排、速度分析、动校正、层位标定、层位对比及叠前反演等,实现了斜井三维VSP多波资料的处理及解释。