各向异性全速度建模技术在山地地震成像中的应用

针对我国南方山地探区复杂地表和复杂地下构造导致常规各向同性叠前深度偏移难以准确成像问题,研究了基于TTI各向异性的全速度建模技术,建立了一套起伏地表条件下各向异性全速度建模的技术思路和实现流程。首先采用井约束初至层析反演方法建立准确的起伏地表速度模型,将其与常规处理获得的中深层速度模型进行匹配拼接,建立起初始的各向同性起伏地表全速度模型;然后通过井震联合的方法获取各向异性参数,将其加入到各向同性起伏地表全速度模型中,结合倾角和方位角数据,实现TTI各向异性起伏地表全速度建模。四川盆地DXC工区地震资料的成像处理验证了各向异性全速度建模技术的有效性;基于TTI各向异性全速度模型的起伏地表Kirchhoff叠前深度偏移结果有效地消除了起伏地表的影响,同时降低了复杂构造与速度各向异性对地震成像的影响,使得地下构造成像更合理也更精确。     

VTI介质各向异性参数层析反演策略与应用

随着宽方位和全方位采集方法的广泛应用,地震数据处理中更多地使用大炮检距数据,而地下介质的各向异性往往对大炮检距数据影响较大,导致成像精度降低。此外,现阶段各向异性偏移算法发展迅速,但是各向异性参数建模技术还相对滞后。为此,在前人研究的基础上,采用P-SV波分离的射线追踪方法,为层析反演提供准确的旅行时和射线路径等信息,通过推导VTI介质层析矩阵的形式,介绍同时迭代重建方法,重点分析VTI介质的三个各向异性参数对不同角度的敏感性,并制定基于角度约束的三参数顺序反演策略。模型试算和实际资料处理结果表明,成像深度恢复到真实位置,提高了与井数据的匹配度,能较好地适应复杂构造。     

面向复杂山前带的平滑地表TTI各向异性速度建模

山前带"复杂地表、复杂地下"的双复杂地震地质条件给深度域速度建模带来很大困难,且影响了构造落实和储层预测的可靠性,为此提出了面向复杂山前带的平滑地表TTI各向异性速度建模技术流程。首先选取接近真实地表的小平滑地表面作为建模和成像的基准面,然后利用近地表回转波层析和中深层全局常速度填充延拓建立初始速度模型,避免了常规方法存在的近地表和中深层速度拼接问题,再通过VSP测井速度标定和一维成像道集正演,求取各向异性参数,建立面向山前带的TTI各向异性初始速度模型,最后采用层位控制的层析反演技术,提高山前带速度模型精度,实现速度快速收敛。西部某山前带工区实际资料处理结果表明,该流程较好地适应双复杂地质条件,可以更新各向异性参数模型,精细刻画出工区内近地表巨厚高速砾岩层和深部低速膏盐体,提高深层盐下构造成像质量。实际资料处理结果也验证了该流程的有效性,为复杂山前带油气勘探提供了有效的技术支撑。     

TTI介质各向异性参数优化提取方法

对传统基于井震联合网格层析的TTI介质各向异性参数建模结果的分析发现,在地层厚度变化剧烈的情况下,反演得到的参数模型会出现畸变。为了避免这种不合理的现象,提出了一种优化的TTI各向异性参数反演方法,即通过基于各向异性参数δ的井震误差插值方法将地层厚度信息引入各向异性参数反演流程,使反演结果更加精确。实际资料处理结果表明,优化方法可以有效避免地层厚度突变带来的各向异性参数畸变问题,模型参数不受地层厚度变化的影响,因而比传统方法更为精确、合理。     

TTI各向异性叠前深度偏移技术在库车复杂山地的应用

库车坳陷复杂山地地表地下双重复杂、地表高差大、山体发育、沟壑纵横,古近系膏盐岩挤压变形严重,厚度变化大,盐上浅层高陡,盐下目的层逆冲叠瓦断块发育,导致地震资料信噪比低,成像效果较差。通过多年复杂山地地震资料处理研究,形成了起伏地表TTI各向异性叠前深度偏移技术。叠前深度偏移速度建模中,采用了小平滑基准面,通过微测井约束层析反演计算静校正厚度、时间和速度,建立较高精度的浅表层速度模型;综合应用地表露头、重磁电、地质和钻测井资料约束建立了合理的中深层速度模型;采用井控TTI各向异性参数提取及网格层析成像技术提高了速度模型和成像的精度。通过TTI各向异性叠前深度偏移处理,库车坳陷复杂山地地震资料信噪比和成像质量明显提高,为区带研究及圈闭落实奠定了基础。     

叠前深度偏移技术在齐古复杂构造成像中的应用

由于地震地质条件的限制,准噶尔南缘齐古断褶带地震资料成像精度低,井震深度误差大,严重影响齐古断褶带圈闭识别与油气发现。综合应用组合叠加保真去噪、网格层析速度反演、TTI介质各向异性校正及黏滞介质Q偏移等系列处理技术,有效改善了齐古地震资料成像品质,提高了低信噪比区复杂构造成像精度,有力支撑了准噶尔南缘井位部署与油气勘探。     

井震联合网格层析各向异性速度建模研究及应用

各向异性速度场及参数场的建立是各向异性叠前深度偏移技术在地震资料处理过程中取得成功的关键环节。井震联合求取各向异性参数是目前地震资料处理时常用的方法之一,但常规井震联合法通过对比地层厚度来求取各向异性参数,计算精度较低,达不到地质要求。将网格层析技术应用于三维VTI介质井震联合各向异性速度建模中,沿射线路径同时更新每个网格点的各向异性速度和参数,并通过多次迭代进一步提高速度模型的精度。应用结果表明,相较于常规井震联合法,基于网格层析的井震联合法能大幅提高各向异性速度场和参数场的计算精度,增强深度偏移结果与测井资料的吻合度,并且使得共成像点道集的远偏移距更加平直,为叠前反演提供更丰富的远偏移距信息,同时还能有效改善局部成像效果。     

基于相速度的TTI介质射线追踪方法研究

TTI介质射线追踪决定了TTI介质建模、成像的效率和精度。在程函方程法射线追踪的基础上,提出了基于相速度的TTI介质射线追踪新策略,该策略以Hamilton公式为基础推导出相速度法射线追踪系统,再代入群速度和出射角将其转换为TTI介质射线追踪微分方程,利用龙哥库塔解微分方程得到每一步延拓的坐标和出射角。相速度法射线追踪在保证精度和稳定性的前提下,提高了计算效率,所得出的参数可用于后期层析迭代反演等。模型试算结果表明基于相速度的TTI介质射线追踪方法有效且实用。     

高斯束层析偏移速度建模方法及应用

常规地震层析反演分为射线层析和波动方程层析两类,基于射线类的常规层析方法由于理论假设的限制难以对复杂地区进行准确的速度建模;波动方程层析需要建立高精度的初始模型,其应用受到实际资料品质的限制。为此,开展了高斯束层析偏移速度建模方法研究,利用高斯束核函数构建病态性更小的灵敏度矩阵以提高层析反演的稳定性;采用高斯束叠前深度偏移进行高陡构造成像,并直接提取高分辨率的角度域共成像点道集(ADCIGs)用于高斯束层析反演,进而获得精确的偏移速度模型。为了避免在高陡构造地区人工拾取的繁杂,采用自动拾取技术获取反射点坐标与地层局部构造倾角。模型测试和实际资料应用结果显示,该方法具有较高的反演精度和稳定性。     

利用基于模型的层析速度反演进行低幅度构造成像

基于层位的层析反演在低信噪比地区无法进行层位解释,在划分速度界面时也无法保证模型精度,局限性较大;基于网格的层析反演不容易收敛到实际速度模型,且模型没有地质意义的约束,有时会产生不符合地质规律的反演结果。为此,基于模型的层析反演方法,借鉴了层位约束和全局反演优点,以地质层位为基础建立模型,在横向上沿地质层位网格进行参数更新,在纵向上层位间网格更新尺度随着模型的地质层位而变化,既解决了薄层速度建模问题,又能得到精准的高、低频速度分量和各向异性参数。其次,基于模型的层析反演将模型中地质层位的深度作为一个变量纳入层析反演数据空间,可以同时反演速度结构与反射点位置(或反射层深度),具有更高的反演精度。将基于模型的层析反演方法应用于YM工区实际资料,并通过各向异性叠前深度偏移处理,提高了速度模型精度,解决了该区低幅度构造成像问题。     

TTI各向异性地震成像技术及其在页岩气勘探中的应用

我国南方页岩气地层厚度小于地震波长,陡倾角地层发育,具有较强的TTI各向异性特征,利用各向同性方法处理地震资料的结果信噪比和分辨率较低,且存在严重的井震深度误差。同时,TTI建模方法技术尚不成熟,成像方法实用化程度不高。针对上述问题,从准确的各向异性程函方程出发,推导了非双曲时距曲线方程,结合局部层析方法,充分利用测井数据,建立空间分布合理、数值较为准确的各向异性参数初始模型,采用加入综合正则化的等效参数联合层析反演方法进一步提高参数模型的精度,增加模型的中高波数信息。采用梯度法各向异性波场外推求解算法和双平台异构并行策略,实现CPU/GPU混合的TTI逆时偏移成像(TTI-RTM),有效降低了TTI-RTM成像处理的数据存储量和运算量,提高了TTI-RTM成像结果的有效性和实用性。将该方法应用于南方某页岩气探区实际地震资料处理,建立了符合地质规律、细节丰富的精细TTI各向异性参数模型,改善了TTI-RTM成像剖面的质量和精度,降低了井震深度误差,为后续储层精细描述和水平井开发提供了可靠的成果数据。     

正交各向异性介质多参数建模方法研究

<正>交各向异性处理方法在各向异性特征明显的复杂裂缝地区的应用效果良好,但正交各向异性介质多参数建模方法尚不成熟。首先针对正交各向异性介质特性,通过分方位速度分析确定裂缝发育方向、提取方位各向异性参数,并采用融合公式建立正交各向异性参数初始模型;然后建立方位正交各向异性层析矩阵,制定先分方位、再联合的多参数反演策略;最后建立描述地震波速度方位特性的正交各向异性参数精细模型。三维模型数据试算和实际资料处理结果表明,所建立的模型参数分布合理,与真实地质情况吻合度高,有效改善了基于此模型的OVT域成像道集拉平效果,进而提升了断裂和缝洞储层成像效果,为准确预测断裂以及AVO精细分析提供了可靠的成果数据。     

TTI介质相速度对弹性模量参数的敏感性研究

速度敏感函数是相(群)速度对各向异性介质参数的偏微分表达式,它是各向异性介质走时扰动方程的重要组成成分,所以具有重要的研究价值。由于群速度是相速度的函数,所以利用相速度偏微分表达速度敏感函数更加简便。参考前人基于VTI介质模型的速度敏感函数计算方法,推导出了基于TTI介质模型以相速度偏微分表达的速度敏感函数计算方法,并对VTI介质和TTI介质的qP波、qSV波和qSH波分别模拟计算了速度敏感函数。对速度敏感函数的特性分析结果表明,不同弹性参数的速度敏感性不同,同一弹性参数不同观测角度的速度敏感性也不同,VTI介质的速度敏感函数存在对称性,而TTI介质的速度敏感函数相对复杂得多。最后利用TI介质反射波非线性走时反演算法对层间块状异常体模型进行了走时反演,反演结果验证了速度敏感函数计算方法的正确性,也证实了速度敏感函数对反演结果具有预测和指示作用。     

各向异性速度分析技术在西部DH地区的应用

西部DH地区地下构造复杂,地层埋深较深,地震资料采集中炮检距较大,地下介质的各向异性问题较为明显。由于常规速度分析方法精度较低,影响地震资料的成像质量。针对该问题,重点对横向各向同性(VTI)介质速度分析原理、各向异性参数求取方法进行了研究,总结了一套各向异性参数求取的方法。通过模型试算和西部DH地区资料的实际应用表明,各向异性速度分析技术是提高速度分析精度、改善成像效果的有效方法。     

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。     

基于程函方程的VTI介质初至波走时层析反演

VTI介质初至波走时层析是反演各向异性参数的有效方法,其难点是初至波走时的计算和各向异性参数的联合反演。本文用垂直速度、动校正速度和非椭圆系数三个参数表征介质各向异性参数,使用基于Runge-Kutta算法的射线追踪,并根据相应的群慢度近似表达式推导了上述三个参数的敏感核函数表达式;利用最小二乘正交分解算法,分别用两种参数选择方法进行联合反演;数值模拟结果表明本文参数选择方法比传统Thomsen参数选择方法具有更高反演精度,从走时层析角度也证明了基于Runge-Kutta算法的射线追踪方法适用于VTI介质。     

VTI介质各向异性参数角道集层析反演

目前的各向异性层析方法主要利用不同范围的炮检距信息或角道集信息反演各向异性参数,但缺少对反演中角道集划分的定义。为此,首先根据旅行时对Thmosen参数的一阶偏导数和对Thmosen参数及相角的二阶偏导数进行敏感性分析,明确定义小、中、大角道集的范围;然后利用各向同性单程波偏移及速度层析建立基础速度场;再利用Poynting矢量提取VTI介质逆时偏移角道集;最后利用小角度道集剩余曲率反演Thmosen速度参数、中角度道集反演Thmosen参数δ、大角度道集反演Thmosen参数ε。简单洼陷模型试算结果说明方法的正确性,复杂构造模型试算结果验证了方法的适用性。     

井控各向异性速度建模技术在YKL地区的应用

YKL气藏开发迫切需要高品质地震成像资料的支撑,尤其是要求有高精度的构造成像资料。由于该区块三维地震勘探资料存在缺失近炮检距、覆盖次数低等不利因素,因此,常规单一的速度建模方法难以解决该区井震误差大的问题。为此,针对性地提出并联合应用了井控各向异性网格层析和逐层速度建模技术。在选好区内标志层、建好初始速度模型的基础上,利用区内多口已知井信息求取各向异性参数,先消除浅部大套稳定地层速度对气藏深度的影响,再由浅到深逐层对标志层反演,更新迭代各向异性参数、速度及深度成像,直至各标志层的井震误差降低到规定范围内。3口验证井的应用结果显示,实际资料最终成像成果的气藏构造深度预测值与实钻井深度误差均在5m内,气藏构造成像的精度得到了显著提高,断裂成像也得到明显改善,降低了开发钻井的风险。     

山前带联合层析反演地震成像

由于地表地形和地下构造的复杂性,山前带地震成像一直是地球物理勘探的难题,其中的难点之一是速度建模。为了改进山前带的地震成像,提出了一个以联合层析速度建模为关键技术的处理流程,包括：①利用复数域小波变换（CWT）的抗假频和高保真优点,在压制噪声的同时保护有效信号,尤其是低频信号;②拾取全炮检距初至,采用回转波层析反演得到可靠的浅层速度模型;③优化初始速度模型,通过浅、中、深联合层析速度反演和井约束建立全层速度模型;④通过基于真地表的TTI各向异性叠前深度偏移进行高陡构造成像,刻画复杂断块。将该方法应用于准噶尔盆地南缘山前带米泉三维实际资料的处理,结果表明：线性和含假频噪声得到了有效压制,低频信号得到保留;偏移剖面整体上归位更加合理,同相轴连续性明显提高,井震吻合度较高,地质目标的构造形态和断裂展布规律更加清晰,更有利于后续解释。该方法的成功应用不仅为准噶尔盆地山前带地震成像带来了希望,而且可以推广到世界上其他地区的山前带地震成像中。     

三维VTI介质初至波走时层析速度和各向异性参数建模方法研究

三维各向异性走时层析反演问题一直是地震数据处理中的难点,其核心是各向异性参数敏感核函数的建立和三维大规模数据的处理。基于球谐展开群速度表达式,计算走时关于各向异性参数的敏感核函数,引入整形正则化来处理大规模、不适定反问题,并利用共轭梯度法对垂直慢度、水平慢度和动校正慢度的参数化方法(第一种参数化方法)与Thomsen参数化方法(第二种参数化方法)进行反演,实现三维VTI介质初至波走时层析反演。理论模型和实际资料处理结果表明,与经典的Thomsen参数化方法相比,垂直慢度、水平慢度和动校正慢度的参数化方法,更有利于三维VTI介质走时层析速度反演和各向异性参数的建模,进一步提高了反演的精度,具有较好的应用前景。