松辽盆地三维地震资料连片处理关键技术及其应用效果分析

针对三维地震资料连片处理中的区块间能量不均、子波差异、空面元等突出问题,提出采用基于覆盖次数的能量优化调整技术、时差计算和调整技术、地表一致性预测反褶积加剩余静校正技术以及叠后插值、叠后时间偏移技术等,来确保区块间振幅能量分布和子波特征分布均匀,无闭合差存在。结果表明,采用这些技术在深、浅层均能得到较好的处理效果,偏移剖面无空间假频存在,且信噪比得到提高。     

三维快速高精度地震波正演数值模拟方法及其应用

如何有效提高三维地震波正演数值模拟精度和计算效率一直是勘探地球物理学研究的重要问题。为了克服常规中心有限差分法较难快速提高差分精度的缺陷和一阶双曲型波动方程内存占用多、计算量大、引入变量较多的困难,采用高阶交错网格有限差分法直接求解三维地震波动方程,推导的高阶差分格式计算形式简单,可以推广于求解任意偶数阶时空导数,同时给出其稳定性条件。在人工边界处,对比了镶边法和常规旁轴近似法两种吸收边界条件。从三维似French模型的正演结果看出,采用的高阶交错网格差分算法在快速有效地提高数值模拟精度的同时,大大提高了计算效率,同时结合镶边法吸收边界条件还可有效压制边界反射,提高整个计算域内波场的信噪比。     

VSP逆时偏移技术及其成像效果

为提高VSP地震成像精度,从构建16阶有限差分精度的VSP逆时偏移算子出发,采用脉冲响应,进行VSP关键环节算法精度和炮检点可互换性分析,验证了三维VSP逆时偏移算子的精度;基于国际标准岩丘理论模型,对比了归一化VSP逆时成像和常规互相关逆时成像的效果,前者对地质体边界与地层界面刻画更加清晰和准确,消除了覆盖次数不均的影响,能量分布更加均匀,且不存在井痕迹。将高精度的三维VSP逆时偏移技术应用于松辽盆地L井walkaway VSP资料,实现了井旁地层和小断裂的准确精细成像,进一步验证了VSP逆时偏移技术的准确性,为提高井周复杂储集层成像精度的有效技术手段。     

一种相对保幅的低频逆时噪声压制方法及其应用

针对逆时偏移低频背景噪声压制问题,开展了相对保幅性去噪方法研究。从热力学传导方程出发,构建了三维扩散滤波数值计算公式并进行了简化,详细探讨了所提方法低频噪声的压制机理。以实际三维地震资料叠前逆时偏移数据为例,对比了邻点加权平滑滤波法、扩散滤波法和高通滤波法三种低频噪声压制方法的去噪效果及其频谱,同时对去噪前和去噪后的水平切片振幅曲线和深度域波形曲线进行相对保幅性分析。结果表明:扩散滤波方法可通过调节迭代次数实现不同压制程度的低频去噪效果,具有最佳的相对保幅性,同时频带更宽,频谱能量更均匀,这对实际资料逆时偏移处理具有重要的借鉴意义。     

几种地震观测方式的逆时成像分析

研究并分析了地震波叠前逆时偏移技术对地面地震、井中地震及井间地震这 3 种地震观测方式采集的数据进行偏移成像的适用性。以含不同倾角的速度模型和 Marmousi 速度模型为例,合成了对应观测方式的若干共炮点道集,并进行了逆时偏移数值实验。 结果表明：逆时偏移方法适用于这 3 种地震观测方式,且均能获得较好的成像效果,通过低频噪声压制处理可进一步提高信噪比。 其中,地面地震观测方式须对直达波和折射波波场进行精细切除,井中地震和井间地震观测方式则须保留初至波波场（下行直达波）,才能不破坏反射和透射这种波场之间的能量转换关系,并最大程度地刻画地质构造的细节特征。     

井控与构造约束条件下的网格层析速度建模技术及应用

地震勘探的关键是速度分析,常用的叠前深度偏移速度建模技术为网格层析反演,但当研究区断层较为发育时,网格层析跨越断层进行,速度更新导致断层两侧速度描述不准确,从而产生断层阴影构造假象,对解释及井位部署产生影响。为此,从井震标定和精细构造解释入手,首先建立测井速度与地震层速度的关系,根据层位标定结果在时间域利用VSP速度及测井速度校正沿层层速度;然后将校正后的时间域层速度变换到深度域,将得到的结果作为叠前深度偏移的初始速度;再采用层控、断控高精度网格层析技术进行速度建模,利用深度域解释的层位和断层控制断层两侧速度的准确性;最后采用小网格层析技术提高垂向速度分析的精度,对断层两侧速度进行准确刻画。实际资料处理结果表明利用井控与构造约束条件下的网格层析速度建模技术建立的速度模型符合实际情况,叠前深度偏移结果可以较好地消除断层引起的下部构造假象。     

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。     

含压实效应的沙丘曲线静校正方法及其应用

沙漠地区表层结构较为复杂,静校正问题是难点.利用炮点井深、替换速度、潜水面和地表高程等资料,给出了固定基准面位于地表以上的沙丘曲线静校正量和最小二乘法压实系数的具体计算公式,并与野外测量的静校正量进行对比,从实际资料的单炮和叠加结果可以看出,该方法能够有效解决沙漠地区的长波长静校正问题,且其应用效果要优于野外测量的静校正量,从而能够提高沙漠地区静校正量的计算效率和地震资料的处理精度.     

正演子波响应特征及逆时成像分析

采用一阶形式和二阶形式的地震波动方程,开展了二维地震子波正演响应理论研究,并以二维均匀介质速度模型为例,将不同相位的 Ricker子波作为输入子波,进行了数值模拟。结果表明,一阶形式的子波响应与输入子波波形差异较大,且存在较大的相位移,同时,其比值 谱与频率呈线性正比关系;而二阶形式的子波响应与输入子波波形差异较小,相位移较小,其比值谱几乎不随频率变化。因此二阶形式的波动 方程具有更好的保形特征,可以实现任意期望子波波形的正演数值模拟。在上述研究的基础上,讨论了逆时子波波场响应特征,并以一维层状 介质反射系数模型为例,进行了一阶形式和二阶形式波动方程的相关型和反射率型逆时偏移成像试验,结果表明,当震源波场与接收波场的子 波波形相一致时,低频逆时噪声能量最弱,成像效果最佳;反之,成像剖面中的反射界面与真实的地层界面位置会存在时差,同时,低频逆时 噪声能量较强。因此,保持子波波形的一致性是实现高精度相关型、反射率型逆时偏移成像的前提。     

时限时移相关法叠前逆时成像条件及其应用

地震波逆时偏移法是目前成像精度最高的成像技术。分析了相关法叠前逆时成像的基本原理,提出了时限时移相关法叠前逆时成像条件。运用高阶交错网格有限差分法,按照一定的观测方式合成了基于Marmousi模型的123个炮集记录,并应用时限时移相关法叠前逆时成像条件进行了叠前逆时深度偏移,将获得的剖面与反射系数深度剖面进行了对比。数值计算结果表明,应用时限时移相关法叠前逆时成像条件获得的偏移剖面准确反映了Marmousi模型中的各个地质反射界面及其反射系数的变化特征。与时空移相关法叠前逆时成像条件相比,时限时移相关法叠前逆时成像条件能够大大减少计算量和存储量,提高了计算效率。