各向异性介质弹性波高斯束偏移方法

弹性波高斯束偏移是一种兼顾成像精度与计算效率的多分量地震成像方法,但当前的研究多集中在各向同性介质声波、弹性波成像和各向异性介质声波成像,针对各向异性介质弹性波偏移的文献相对较少。为此,在前人的研究基础上,发展了各向异性介质弹性波射线追踪方程,以二维各向异性弹性波Kirchhoff-Helmholtz积分为基础,利用弹性动力学表征的格林张量推导了各向异性介质中弹性波波场正、反向延拓公式,提出了一种针对各向异性介质多分量地震数据的成像方法。通过在成像公式中引入权函数,很好地压制各向异性介质成像中不同波型引起的串扰。通过引入符号函数,解决了转换波成像过程中的极性反转问题。TTI介质洼陷模型和TTI介质多层构造模型试算结果表明：与各向同性介质弹性波高斯束偏移方法相比,各向异性介质弹性波高斯束偏移成像结果的信噪比较高、同相轴连续性较好、构造位置更准确;使用多分量地震记录,利用纵、横波波场信息成像,有效提高了成像分辨率;与传统的基于标量波场的成像方法相比,所提方法的适应性更好。     

弹性波联合叠前逆时偏移数值试验

与常规纵波地震资料相比,多波多分量地震资料含有更为丰富的弹性波场信息,因此,研究多波多分量弹性波场的逆时成像方法可以更好地挖掘其潜在的应用价值。从非均匀各向异性介质弹性波波动方程出发,尝试从弹性波正演过程来计算纵波/准纵波初至走时,并以此走时作为弹性波联合叠前逆时成像值的筛选条件;同时给出了具体的逆时成像原理和计算步骤,并引入基于散度和旋度的纯纵、横波的波场分离算子,最终实现了弹性波波场中混合波场、纯纵波和纯横波(转换波)波场的联合逆时成像。均匀弹性介质模型算例验证了所提出的走时计算方法的准确性和有效性;各向异性弹性介质模型的数值模拟试验结果表明,所给出的弹性波联合叠前逆时成像方法能够考虑介质岩性和构造特征的复杂变化,获得符合理论和实际地质情况的成像结果。     

各向异性介质中弹性波逆时偏移技术的研究现状与展望

基于矢量波动理论的多波地震技术在解决各向异性地层的精确勘探方面具有理论基础优势,纵、横波深度域成像是多波地震资料处理的关键之一,多分量联合逆时偏移是实现纵、横波深度域成像的重要方法之一。总结了横向各向同性(TI)介质中弹性波逆时偏移技术的研究现状,重点分析了弹性波延拓和纵、横波成像中各个环节的实现思路与存在的主要问题,在此基础上探讨了该领域未来的研究方向。TI介质中弹性波方程逆时偏移领域重点技术主要包括:三分量地震数据之间的频谱一致性处理技术、各向异性随机边界构建技术、各向异性逆时偏移的噪声压制技术、数据驱动的TI介质中的纵、横波解耦技术、更准确的纵、横波传播方向求取技术和横波三叉区的处理与成像技术等。     

薄互层油藏模型井间地震弹性波方程正演模拟研究

 本文采用非均匀介质中弹性波方程交错网格高阶有限差分法进行数值模拟,并通过对正演过程中每一时刻的弹性波场求散度和旋度实现了弹性波场分离。其散度场以纵波场为主,旋度场以转换波和横波为主;采用模型多尺度网格化、参数化技术,建立了薄互层油藏2D井间地震弹性介质模型。数值模拟试验表明,弹性波方程数值模拟能够更加真实地模拟井间地震的波场。正演模型与偏移成像结果剖面吻合很好。     

弹性波的叠前相移偏移

目前,弹性波成像仍处于研究阶段。本文根据声波相移偏移的思想,实现了弹性波资料的相移偏移。该方法先从单分量位移弹性波方程出发,导出基于位移场的相移偏移公式。然后,借助时-空域的纵、横波分离结果,实现了位移场的弹性波叠前相移偏移。另外,文中对互相关成像法和时间成像法进行了对比试验。试验结果表明,两种成像方法的效果相当,但时间成像法的效率较高。     

弹性波Kirchhoff叠前深度偏移速度分析

本文提出的弹性波偏移速度分析方法是基于Kirchhoff叠前深度偏移形成纵波和转换波炮检距域共成像点道集拉平准则,分别对纵波和横波偏移速度进行更新。当两分量地震数据成像深度不-致时,通过调整横波偏移速度进行深度匹配,完成高精度的弹性波场偏移速度分析。文中分别给出速度更新及深度匹配方法。模型数据和实际资料试算结果表明了该方法的可行性和有效性。     

各向异性介质共炮域高斯束偏移

在Zhu等提出的基于相速度的各向异性高斯束偏移方法的基础上,修改了运动学和动力学射线追踪方程,并且通过对射线追踪方程中的系数进行近似,简化了动力学射线追踪方程,实现了基于相速度的各向异性介质共炮域高斯束叠前深度偏移成像。通过各向异性水平层状模型分析了各向异性参数对本文研究方法的影响,证明各向异性介质偏移成像需要获得准确的速度场和各向异性参数场,这是实现各向异性偏移成像的关键。二维Hess VTI模型试算结果表明,本文方法能够对复杂的各向异性地质构造进行有效成像,充分证明了方法的有效性。与传统的基于弹性参数的各向异性介质高斯束偏移成像方法相比,本文方法在计算效率和适应性方面具有更多优势,更适合处理实际地震资料。     

转换波各向异性叠前时间偏移在喇嘛甸地区的应用

介质的各向异性对转换波成像的影响非常大,直接影响到大炮检距道集的成像。本文以转换波各向异性非双曲旅行时方程为基础,提出了一种简单实用的高精度γ0(纵、横波平均速度比)场的建立方法和构造速度扫描方法。应用这两种方法能够得到较准确的γ0场和转换波均方根速度场,并应用各向异性双平方根散射旅行时方程可精确求取偏移旅行时。据大庆长垣喇嘛甸地区的三维三分量的转换波资料三维Kirchhoff叠前时间偏移结果显示,各向异性叠前时间偏移剖面的同相轴连续、断点清楚、断面清晰、归位准确。     

VTI介质三分量井间地震观测波场数值模拟

 文中采用波动方程交错网格有限差分数值方法模拟井间三分量地震观测到的各向异性介质中传播的波场。与只用两分量地震资料模拟相比,两分量X和Z分量剖面上只能观测到快纵波和慢纵波,观测不到Y方向偏振的快横波,也观测不到横波分裂现象,在三分量地震资料模拟中,可以在Y分量地震记录上观测到快横波和横波分裂。一般来说,在TI介质中横波速度各向异性要比纵波速度各向异性具有更明显的特征。通过对大庆油田S区野外实际观测到的井间三分量地震数据进行数值模拟,证实了快横波的存在,合理地解释了井间地震记录的各向异性介质中传播的波场,为纵、横波波场分离,纵横波速度分析、成像和纵横、波综合解释等提供了基本依据。     

对倾斜横向各向同性介质下面的构造进行成像

倾斜页岩的地震各向异性会使下伏构造的成像和归位出现问题。我们开发了一种适合于横向各向同性介质的Ｐ波地震资料的各向异性深度偏移方法,这种横向各向同油介质具有垂直于地层的倾斜对称轴。我们在深度成像速度模型中加入了各向异性及倾角参数,并使用叠前深度偏移成像道集以一种诊断方式来修改各向异性速度模型。用各向异性偏移和各向同性偏移得到的倾斜各向异性介质下面的构造的视位置差别很大。用修改后的２－Ｄ叠前基尔霍夫深     

各向异性研究的新进展

油气田精细勘探对地震数据分析的精度要求越来越高，各向异性已成为不得不考虑的重要因素，对地震数据处理的影响，特别是对复杂介质成像精度及四维地震属性分析置信度的制约，随着资料采集方式的多样化，已十分明显。如何在现有处理流程中加上各向异性的校正，变得日益迫切。与此同时，各向异性介质中散射衰减及速度随频率的变化，也为通过地震数据分析预测裂隙大小尺度提供了可能性。裂隙介质分界面上的反射特征是由地震振幅反演裂隙各向异性参数的依据，而多孔裂隙介质中地震波传播规律的认识，则展示了利用地震资料指导高孔隙度砂岩储层油气开发的前景。第65届EAGE年会所反映出的各向异性研究的新进展包括：①P波各向异性的表现及其对成像精度的影响；②叠前深度偏移后的各向异性校正；③衰减与速度的频率依赖关系及其在裂隙尺度预测中的应用 ；④一些理论研究的新进展。     

各向异性研究的新进展

油气田精细勘探对地震数据分析的精度要求越来越高 ,各向异性已成为不得不考虑的重要因素 ,对地震数据处理的影响 ,特别是对复杂介质成像精度及四维地震属性分析置信度的制约 ,随着资料采集方式的多样化 ,已十分明显。如何在现有处理流程中加上各向异性的校正 ,变得日益迫切。与此同时 ,各向异性介质中散射衰减及速度随频率的变化 ,也为通过地震数据分析预测裂隙大小尺度提供了可能性。裂隙介质分界面上的反射特征是由地震振幅反演裂隙各向异性参数的依据 ,而多孔裂隙介质中地震波传播规律的认识 ,则展示了利用地震资料指导高孔隙度砂岩储层油气开发的前景。第 6 5届EAGE年会所反映出的各向异性研究的新进展包括 :①P波各向异性的表现及其对成像精度的影响 ;②叠前深度偏移后的各向异性校正 ;③衰减与速度的频率依赖关系及其在裂隙尺度预测中的应用 ;④一些理论研究的新进展。     

近地表速度模型精度影响分析

地震成像是地震勘探工作的重点和难点,而速度场的精度是地震成像的关键.为了探讨双复杂条件下近地表速度场对地震偏移成像的影响,依据弹性波动方程正演模拟的数据,在给定不同误差的近地表速度模型条件下,对比叠前深度偏移后近地表速度模型精度对线性噪声压制、浅层成像质量和精度的影响.研究结果表明,当风化层厚度误差大于+20％或风化层...     

VSP资料的叠前波动方程逆时偏移

从波动方程出发,利用有限差分法导出波场外推公式,由此可以进行波场正演计算和偏移。用 P 波方程编制的偏移程序 VSP MIG 既可用于地面资料的偏移,也可用于井中资料的偏移;既可用于 P 波偏移,也可用于 P-SV 波偏移,但需相应的变化速度模型。对于 P 波和 P-SV 波,偏移的成像时间也是完全一样的。分别偏移分离后的上行 P 波和上行 P-SV 波,可以得到纵波和横波两张偏移剖面,这样比纵、横波资料的联合一次偏移可以得到更多的信息。     

地震偏移成像技术研究现状与发展趋势

地震偏移成像是在一定的数学物理模型（声介质、弹性介质等）基础上,应用相应的地球物理理论,将地面观测到的多次覆盖数据反传,消除地震波的传播效应并得到地下介质模型图像的过程。本文首先从不同的分类角度对地震偏移进行了简单评述,较为详细地阐述了如今广泛应用的几类叠前深度偏移方法,分析了计算效率和成像精度、保幅性、起伏地表以及介质复杂性对偏移成像适用性的制约,指出选取偏移成像方法时需要具体问题具体分析,要明确方法的假设条件和适用范围。最后通过总结近年来SEG/EAGE会议及出版物中有关地震偏移成像的讨论专题,展望了地震偏移未来走向和发展趋势,可以概括为：①叠前深度偏移已经成为地震偏移的研究主流;②逆时偏移逐步由理论研究步入工业化应用;③地震偏移成功地从二维走向三维;④起伏地表偏移受到广泛关注;⑤TI、VTI和TTI介质偏移成为研究热点;⑥反演偏移已经作为偏移领域的新宠登上历史舞台。     

各向异性叠前偏移技术及应用

以塔里木盆地碳酸盐岩实际地震资料为例,论述了各向异性叠前偏移技术、各向异性参数的求取方法以及各向异性偏移的处理流程。应用效果证实,相对保幅的各向异性叠前偏移技术,通过求取更为准确的各向异性速度和保留丰富的远偏移距振幅信息,提高了偏移速度和偏移算子的精度,有效提高了塔里木盆地碳酸盐岩地震成像品质,使“串珠”反射特征更清楚,断层和断点刻画更加清晰,从而提高地震储集层描述的精度。     

基于构造滤波的VTI介质平面波最小二乘FFD叠前深度偏移

中国中东部地区沉积地层广泛发育,地下介质中地震波传播速度不仅与空间位置有关,还受传播方向影响,研发适用于各向异性介质的成像方法有利于提高反演成像精度。通过将VTI介质高阶傅里叶有限差分波场延拓算子纳入反演成像体系,本文实现了基于VTI介质的最小二乘FFD叠前深度偏移。针对该方法计算量大、相干成像噪声明显的不足,进行了优化：采用引入平面波编码策略,压缩地震数据,显著提高计算效率;迭代过程中提取CIG道集,在该道集上应用平面波构造滤波算子压制相干成像噪声,提高成像信噪比。基于各向异性Marmousi 2模型的数值测试结果表明,本文的优化偏移成像方法取得三点改进： ①适用于复杂强横向变速VTI介质; ②成像信噪比提高,效率更高; ③克服了单程波类算法近地表成像精度低的缺陷。     

用于叠前深度偏移速度建模的一种新方法

叠前深度偏移是解决复杂地质构造成像问题的重要技术。高质量的叠前深度偏移成像依赖于高精度的深度 速度模型。常规叠前深度偏移速度建模方法不仅要求提供高质量的叠前地震数据 ,而且迭代建模过程较长 ,从而限制了这项技术的推广应用。针对我国东部老油区钻井较多的特点 ,提出测井约束建模法 ,此方法利用已知声波测井、VSP等资料中的低频速度信息 ,帮助处理人员建立初始的宏观层速度模型 ;再根据叠前深度偏移之后 ,深度剖面上的主要层位应与测井中相应层位的深度值一致的约束条件来修正层速度模型。通过理论模型试算和实际应用证明 ,该方法实用有效 ,能够在缩短叠前深度偏移周期、节省机时费用的基础上提高叠前深度偏移处理质量 ,使叠前深度偏移技术在东部深层勘探中发挥更好的作用。     

声波各向异性时间域高斯束叠前深度偏移

作为一种改进的射线类偏移方法,高斯束偏移不仅具备射线类偏移灵活、高效的特性,而且还拥有接近波动类偏移的成像精度。与传统频率域高斯束偏移相比,时间域高斯束偏移通过调整成像公式,把频率域积分转换为成像时刻的函数,提升了计算效率。随着地震采集方位角的变宽和观测排列的加长,各向异性对地震偏移成像的影响变得不容忽略。文中将基于相速度的各向异性射线追踪算法应用于时间域高斯束偏移,并对动力学射线追踪相关系数进行优化,形成一种更高效的各向异性声波时间域高斯束偏移方法。模型试算表明,相比于其他各向异性算法,在保证成像精度前提下,所提方法具有更高计算效率和更强适用性,尤其适用于各向异性复杂构造成像。     

多波深度域建模与成像一体化技术

在复杂油气藏勘探中,常规方法在处理多波数据时通常将纵波和转换横波分别做类纵波处理,忽略了地震波的弹性矢量波特征,并且成像精度严重依赖于波场分离的精度。针对这些问题,本文给出了解耦的高斯束弹性波波场反向延拓公式及多波成像公式以实现叠前深度偏移;然后建立了针对弹性多波建模的最小二乘反演方程,以实现基于高斯束角道集的反射层析建模。将深度偏移和反射层析联合在同一处理流程中,前者为后者提供建模角道集和成像质量监控,后者为前者提供成像速度场,两者交替迭代形成深度域建模与成像一体化技术。模型试算和实际资料处理结果验证了一体化技术的正确性和有效性。