复杂地表浅层速度建模技术研究及应用

随着中国西部复杂山地油气勘探程度的不断深入,真地表叠前深度偏移技术的重要性不断提升,但该技术的应用效果不理想,除整体速度模型精度不够的固有因素外,近地表速度模型与时间域静校正的关系、层析成像方法和偏移策略也是影响真地表叠前深度偏移应用的关键因素。针对这种情况,分析了目前叠前深度偏移处理中地表圆滑偏移基准面与浅层速度建模存在的问题,提出了适合复杂山地的真地表浅层速度建模技术。首先通过微测井约束回折波分层层析反演建立准确的深度域近地表速度模型,避免时间域静校正对实际地震波场的改造;然后在井控地质导向约束下,通过包含高精度旅行时算法的各向异性多方位层析反演迭代,使得浅层以及中、深层深度偏移速度模型更准确;最后利用TTI逆时偏移实现真地表叠前深度偏移。该技术的核心思想包括微测井约束下的初至回折波层析反演、真地表偏移基准面选取和数据校正的综合应用。实际复杂山地地震资料应用结果表明,该技术有效提高了速度模型精度,提高了断裂及构造成像质量,较好地解决了井震深度误差,为复杂山地油气勘探提供了有效的技术支撑。     

四川盆地西北部深层低幅度构造建模及成像

为落实四川盆地西北部龙门山前带构造圈闭细节,开展了低幅度构造成像、网格层析速度建模和构造物理模拟实验研究。龙门山前带地表地下构造复杂,采用构造正演模拟的方法研究其动力学成因;利用自适应微测井约束初至层析静校正技术解决该区影响低幅度构造成像的静校正问题;应用各向异性动校正技术解决在大炮检距处产生的动校过量问题,提高了浅部陡倾地层及深部低幅度构造的速度分析精度;将约束层析的近地表速度模型和沿层层析获得的中深层速度模型融合,充分利用钻井数据等多信息指导初始速度模型的建立,利用网格层析优化速度模型并偏移,为地震资料解释提供了准确可靠的数据。     

复杂近地表速度广义近似反演方法研究

针对复杂近地表地震波旅行时层析成像的数据特征,设计和推导了基于广义逆的近似算法,避开了大型矩阵的求解问题,提出了复杂近地表速度广义近似反演方法。这种广义近似反演方法是一种考虑了复杂地表区地震记录旅行时拾取误差的层析成像方法,能够获得较稳定的近地表速度模型。根据旅行时误差与速度模型误差的关系,给出了误差传递方程,可应用于反演精度的控制。将广义近似层析反演方法应用于南方海相碳酸盐岩复杂地表区实际地震资料,用炮检距小于2 500m的旅行时数据反演出了射线分布与近地表速度模型。针对无约束广义近似层析反演结果存在的射线分布不均衡问题,提出了4种约束方法,获得了较好的射线覆盖,反演出的速度分布清晰地展示出近地表地层结构。用3 200m/s作为门槛值划分出低、降速带后,将约束广义近似层析反演的速度模型用于地震资料静校正,消除了复杂近地表对反射波旅行时的影响,得到了理想的反射波同相轴形态。     

层析静校正技术在永新地区的应用

在表层风化带速度横向变化较大的地区,做好静校正是取得高质量叠加剖面的重要一步,而确定表层低降速带速度是做好层析静校正的关键。常规的折射波方法在复杂近地表条件下很难求得正确的低速带速度和静校正量。实验结果表明,利用层析反演技术可由初至波旅行时结合微测井、小折射等野外调查资料,通过射线追踪方法反演表层低速带速度模型并求得静校正量。实际资料处理结果可看出明显改善了复杂近地表地区叠加剖面的质量。     

联合应用初至和浅层反射的二维可形变层析静校正

 本文提出了一种联合应用初至和浅层反射时间的可形变层析方法（以下称联合可形变层析反演方法）,用于地震资料的静校正量计算。理论模型数据测试显示,与其他方法相比,该方法比初至可形变层析方法、网格层析方法求出的速度界面的精度更高;实际地震数据测试表明,与其他方法相比,联合可形变层析法反演可以获得更合理的近地表速度模型,据此进行静校正处理获得的叠加剖面的反射同相轴的连续性明显优于初至可形变层析方法以及其他两种商业软件。     

叠前深度偏移速度建模方法分析

基于层位的层析反演和基于网格的层析反演是实际地震资料叠前深度偏移的两种主要速度建模方法。根据歧口凹陷典型地质模型及其正演模拟的地震波场,对两种速度建模方法进行了实验分析。实验结果表明：基于层位的层析反演方法具有较高的稳定性,但只能得到速度模型的低频分量;基于网格的层析反演方法可以获得速度场的高频分量,但受初始模型的影响较大,不容易收敛到实际速度模型。为此联合应用两种方法,即先利用基于层位的层析反演方法获得速度场的低频分量,再利用基于网格的层析反演方法获得速度场的高频分量,这样能够提高速度模型精度,改善叠前深度偏移的成像质量。     

复杂近地表层析反演与波场延拓联合基准面校正

在复杂近地表条件下采集的地震资料，由于地形起伏剧烈，低、降速带变化大，采用传统的垂向时移静校正方法会使地震波场发生扭曲，降低速度分析精度，影响资料的最终成像质量。近地表层析反演与波场延拓联合基准面校正的方法有利于解决复杂近地表条件下地震资料的静校正问题。其应用思路是先采用折射波层析反演得到近地表模型，再根据修正后的近地表速度模型分别对检波点和炮点进行波场延拓。具体实现步骤是：将水平基准面置于地形之上，根据惠更斯-菲涅尔原理和波场互易原理以及炮、检点的空间分布位置，以地表接收到的地震数据为二次震源，将检波点和炮点分别先向下、后向上延拓到水平基准面上，从而实现复杂近地表地区地震数据处理的层析反演与波场延拓联合基准面校正。     

马头营地区低幅度构造速度建模方法

冀东马头营地区馆陶组低幅度构造具有很大的油气勘探潜力。该区地表结构复杂、断层发育,一直受深度域速度模型精度限制,低幅度构造圈闭难以识别。为此,提出一套新的综合速度建模方案：首先,考虑断层的影响,在时间偏移域建立准确的层位解释模型,采用基于地质层位解释的横向速度建模方法,有效消除断层导致的横向速度剧烈变化带来的影响;其次,考虑在叠前深度域偏移中浅层速度模型的误差累积会影响深层目的层成像质量,浅层采用回转波层析成像反演出精确的近地表速度场,中深层采用反射波层析成像速度建模,二者结合获得融合速度场;最后,在融合速度场基础上,采用以地质层位为约束、基于模型的高精度网格层析进行速度优化,提高速度模型精度。应用上述方案建立的高精度层速度模型,明显提高了冀东马头营低幅度构造的成像精度及与钻井资料的吻合度,该建模方案可为相似地质条件下低幅度构造成像提供借鉴。     

初至波表层速度模型层析反演静校正

在山地、山前带、低降速带变化大的复杂地区进行地震资料处理，静校正问题是最突出的问题，静校正问题解决的好坏，直接影响地震剖面的品质、解释精度和钻探成功率。常规的基于浅层速度建模和统计分析的静校正方法，如高程校正、小折射、折射波静校正方法、交互迭代静校正方法等，都不能解决此类地区的静校正问题。在此，经过研究开发的初至波表层速度模型层析反演静校正方法，很好的解决了这一问题，并在实际地震资料处理中取得了很好的效果。     

基于角道集的井约束层析速度反演

本文研究的走时层析方法,是在角度域共成像点道集(ADCIGs,简称角道集)的基础上获取旅行时差,并通过井约束控制层析反演的精度。此法实现的关键步骤为:①利用叠前深度偏移剖面上拾取的层位界面生成初始层析速度模型;②按照选定的角度范围抽取共成像点道集,并求取各层位的旅行时差;③求取共成像点对应的灵敏度矩阵;④建立反演方程组,并加入正则化和井约束反演慢度更新量;⑤依据共成像点道集中的同相轴拉平程度判断所求速度的精度是否达到要求。理论模型试算及实际地震资料处理结果均表明:该方法易于实现,不必考虑复杂的反射问题,每一步迭代都是在前一步深度偏移的基础上进行速度场的更新,能够得到精度较高的速度场。