能量谱质心频移法Q值估计

由于地震数据中的噪声干扰,子波振幅谱的高频和低频段扰动强烈,造成振幅谱质心频移法估计Q值的稳定性依赖于积分频带的选取。为此,提出了基于能量谱的质心频移Q值估计的新方法,推导了估计Q值的解析表达式。模型测试证实了能量谱质心频移法相对于振幅谱质心频移法,对积分频带的依赖性降低、稳定性增强。经实测VSP资料应用证实了该方法可以稳定有效地估计Q值。     

利用泰勒级数展开的振幅谱积分差值的Q值估计方法

品质因子Q是地震数据处理和解释中的一个重要参数,可用于提高地震记录纵向分辨率和反映储层特性。在常规Q值估计中,时窗与带宽选择是Q值估计的关键,且噪声干扰也会对Q值估计产生影响。为此,文中提出一种基于泰勒级数展开的振幅谱积分差值方法(ASID)。该方法对振幅衰减项进行二阶泰勒级数展开,利用不同时刻地震子波振幅谱差值建立含有Q值的方程,通过求解方程获取Q值。对比试验表明,相对于常用的对数谱比法(LSR)、中心频移法(CFS)和对数谱面积差法(LSAD),文中所提方法具有受频带宽度和时窗宽度影响小,以及抗干扰能力强的优点,且更适用于含薄层地震记录的Q值估计。此外,将ASID法应用于实际海洋资料的CMP道集中,所得Q值估计结果与LSAD法具有良好的一致性。     

表层Q值确定性求取与空变补偿方法

实际地震资料处理中,基于地层吸收补偿的传统方法大多数偏于解决中、深层地层的吸收衰减问题,没有考虑速度、厚度变化剧烈的近地表吸收衰减作用,因此不能获得令人满意的结果。为此,提出了一种基于近地表模型的确定性定量补偿方法,该方法基于地表一致性原理,引入表层相对衰减系数的概念,在共炮检域迭代计算相对衰减系数,结合表层旅行时求表层相对品质因子Q,由实测的绝对Q约束标定相对Q,建立表层Q模型,然后实现稳定的表层Q时空变补偿。经模型数据和实际数据验证,所提方法具有较高的计算精度,目前在多个地区实际资料应用取得了实质性效果。     

基于S变换和变分法的品质因子Q估计方法

品质因子Q是定量描述黏弹性衰减的重要参数,准确估计Q值有利于储层识别、烃类检测,还可用于反Q滤波来提高地震资料的分辨率。传统的Q值估计方法包括对数谱比法、中心频率偏移法和峰值频率偏移法等,其中对数谱比法的抗噪性较差,而中心频率偏移法和峰值频率偏移法则存在依赖地震子波类型的问题。针对这些问题,提出一种基于S变换和变分法提取品质因子Q的方法。首先,通过研究非平稳褶积模型,推导出非平稳地震数据在S变换域的近似表示形式;其次,在近似表示的基础上,建立了关于品质因子Q和地震子波的目标函数,并基于变分法最小化目标函数,得到Q值估计表达式;最后,为了提高该方法的准确性与抗噪性,设计了一种自适应积分区间选择的方案,该方案可根据地震数据的时频谱自动计算积分区域的频率参数。模型算例测试结果表明,所提出的Q值估计方法不依赖于地震子波的类型和窗函数的长度,同时对噪声具有较好的鲁棒性。实际数据计算结果进一步验证了该方法在Q值估计中的有效性。     

VSP测井频谱比值法Q反演及自动化改进

我国西部地区地表表层结构复杂,地震波吸收衰减严重,大幅降低了地震资料品质.本文分析了VSP测井频谱比值法Q反演技术并提出了改进策略,可以大幅提高传统谱比法的效率,应用反演得到Q进行吸收衰减补偿,可以有效提高地震剖面分辨率.     

振幅谱比法求取吸收参数的误差

本文分析了当吸收系数与频率不成线性关系时,品质因素Q随频率f变化的情况,并考察了用振幅频比法求取吸收参数的误差。分析结果表明,当吸收系数α=Kf而r≠1(即吸收系数与频率不成线性关系)时,用振幅谱比法求取的Q_m随f的变化比较大,因此而引入的误差也比较大。在这方面,作者对振幅谱比法提出了改进,并在合成地震记录上进行了试算,所得Q_m的质量得到明显改善。     

基于线性分解的解析信号法估算品质因子Q

根据Futterman衰减模型,对指数衰减项进行一阶近似展开,反变换到时间域,推导了解析信号衰减关系式。该式表明,衰减后记录的解析信号可表征为衰减前记录解析信号及其导数的线性组合,并建立了品质因子Q与线性组合系数的映射关系。基于该映射关系,提出了一种新的基于线性分解的解析信号法,用于Q值反演。由于线性系数能较好地区分固有衰减（吸收衰减）与非固有衰减（如几何扩散、反射透射损失等）,因此该方法对资料预处理（主要指非固有衰减的补偿）的要求相对较低。模型测试表明,新方法具有较好的理论精度;实际资料处理表明,该方法能较好地反演Q值,结果具有较高的可信度。     

基于不同阶次泰勒级数展开的含非本征衰减频域振幅比平均的Q值估计方法

在估计实际品质因子Q值时,因受频段选择、子波叠加、噪声干扰、非本征衰减等因素影响,容易导致Q值估计误差偏大。为此,提出基于不同阶次泰勒级数展开的含非本征衰减频域振幅比平均的Q值估计方法（Amplitude ratio average in frequency domain, FARA法）。该算法首先利用参考频段内振幅比的连乘消除非本征衰减的影响;然后基于振幅因子在参考频点处的1～4阶泰勒级数展开表达式,推导适用于含非本征衰减地震记录的单频点Q值计算公式;其次,采用高、低频双参考频段结合方式削弱参考频段的影响;最后,采用主值频段内所有频点的平均化处理提高算法的稳定性。模型试验表明,采用高、低参考频段结合的模式可以显著提高所提方法的Q值估计精度,相对于对数谱面积双差值（LSADD）法,新方法受时差、时窗及噪声等因素的影响更小。实例应用表明,不同阶次的FARA法Q估计值的一致性较好,且整体大于LSADD法的Q估计值,与模型试验结果吻合,表明由新方法获得的Q值更可靠。     

渤海湾海陆过渡带Q叠前深度偏移方法

渤海湾盆地南堡凹陷海陆过渡带的地下构造复杂,由于地表及地下黏弹介质吸收,导致地震波能量衰减严重,造成地震信号强度和频带宽度的损失,为了提高成像精度,需要补偿地震波能量在地层中的衰减。反Q滤波和时频分析方法没有考虑地震波的传播路径,然而实际地震波的能量衰减是与传播路径密切相关的。为此,采用基于Kirchhoff叠前深度偏移的地震成像方法,在偏移过程中考虑了沿不同路径传播的地震波能量衰减,从能量归位和衰减补偿两方面提高偏移成像质量。应用Q叠前深度偏移,利用Q层析方法获得了Q模型,基于Q模型进行Kirchohoff叠前深度偏移成像,有效补偿了振幅、校正了相位畸变,提高了深部数据的信噪比、保真度及构造解释精度,为叠前反演、岩性识别和流体检测提供了可靠依据。     

薄层厚度定量解释的振幅谱平方比法

针对围岩性质不一致的薄目标层，特别是海相地层与陆相地层间的岩性差异，本文提出不等反射系数条件的薄层厚度定量解释的振幅谱平方比方法。采用摄幅谱平方之比消除波因素，不必精确地求取地地震子波，同时还能克服表层条件及地吸收等影响，并可在定量解释过程中进行定性鉴别。     

基于时变子波的品质因子估计

地下介质的地层滤波效应和吸收衰减效应会使地震信号频带变窄、主频降低、相位畸变。在对非稳态地震记录进行时变子波估计的基础上,从频率域和时间域两方面研究子波的时变性与品质因子的关系。首先推导非稳态记录正演模拟的时间域实现方法,通过子波褶积矩阵表达传播子波的时变性;其次,基于最优化思想,在给定范围内扫描Q值,使深部和浅部两个传播子波达到最佳匹配,提出了频率域子波匹配Q值估计方法和时间域子波匹配Q值估计方法。相比于常用的谱比法,频率域子波匹配法不需要做谱比,并通过最小二乘优化算法替代线性回归,具有更高的抗噪性。时间域子波匹配法通过子波褶积矩阵引入衰减响应,从根本上避免谱估计的误差,具有更高的精度。理论模型和实际数据计算结果表明,两种方法都能快速有效地估计品质因子,与时变子波谱比法相比,对低信噪比数据具有更强的鲁棒性。同时,模型测试表明品质因子估计结果的纵向分辨率有限,两个子波间的时间间隔制约着估计精度。     

近地表Q值测试方法研究进展与展望

准确求取近地表品质因子Q值是构建近地表衰减Q模型、实施反Q滤波处理以提高地震资料分辨率的重要前提。通过对现有近地表品质因子估算方法的梳理,将其初步划分为岩石样本测试Q估算和地层原位测量Q估算两大类。前者依据测试原理的不同可细分为应力-应变法、驻波法和行波法三种;后者按照现场观测技术的不同细分为微测井法、小折射法、大炮初至波法和面波法四种。进一步对不同测试方法的基本原理、应用条件、探测范围、优点与不足等进行对比分析,指出各方法研究和应用中存在的问题。总体而言,岩石样本测试Q估算的测量精度相对较高,但受样本自身局限性及测量频率与地震勘探频率的非一致性等因素影响,测量结果在地震勘探中的实用效果难遂人愿。微测井法和小折射法均可获得有限调查点的较准确Q值,具有较高的纵向分辨率,但难以精准描述Q值横向变化。此外,小折射法还受近地表观测条件限制,地域适应性欠佳。大炮初至直达波法易于估算近地表低降速层Q平均值,能够较好地描述近地表Q值的横向变化,但纵向分辨率不足。初至折射波法无法反映近地表高速层的衰减特性。可控源记录初至波法理论上可获得与小折射法同等精度的Q值纵向分辨率,且具有优于小折射法的横向Q值变化刻画能力。面波法主要应用瑞雷面波,包括来自大炮记录的瑞雷面波信息,其探测深度较小,主要揭示近地表风化层的Q值。此外,受面波信息处理、提取和速度频散曲线求取精度等限制,现有的面波法Q值估算精度有限。井地联合及多源信息融合Q反演应该是未来近地表准确Q值反演和应用研究的主要发展方向。     

基于改进的广义S变换求取地层品质因子Q值

地层的品质因子Q值对衡量地震波传播过程中的能量衰减以及地震资料的处理、解释有重要意义。在实际生产中求取品质因子最实用的方法是频谱比法,但传统的频谱比法面临时窗选取等问题。本文利用改进的广义S变换时频特性及与傅里叶谱相联系的特性,提取地层上、下界面对应的瞬时频谱,并通过拟合振幅比与频率的关系得到地层的品质因子Q值。数值模拟及实际资料处理均证明了该方法的有效性。     

一种评价能谱测井质量的直观比值法

能谱测井反映地层沉积岩的自然放射性，通过对自然伽马能谱测井资料的地质分析，提取自然放射性铀相对比值和钍/铀比值，用于快速直观地对自然伽马能谱测井资料进行质量监控。目前这种方法在塔河油田奥陶系碳酸岩盐地层的能谱测井资料质量评价中取得了明显的效果。     

碳氧比能谱测井曲线的质量评价

碳氧比能谱测井曲线的质量不但取决于测井仪本身的性能及技术水平，还取决于井眼和地层中的元素丰度，以及测井环境、测速、采样间隔等因素的影响。本文采用Kerford和Georgi提出的时序分析方法，利用相干技术定量地评价实测碳氧比能谱测井各比值曲线的重复性、信噪比、垂直分辨率等指标。实际应用表明，单探测器碳氧比能谱测井中的碳氧比、硅钙比、孔隙率指示比、铁指示比、矿化度指示比等曲线的质量好，可用于实际解释，但岩性指示比曲线、钙硅比曲线的重复性非常差，不能用于实际解释；双探测器比单探测器记录的碳氧比、硅钙比、孔隙率指示比、矿化度指示比等曲线的质量好，其中远探测器比近探测器记录的碳氧比能谱测井各比值曲线的质量好，俘获曲线的质量好于非弹性散射曲线的质量。     

利用VSP资料提高井旁地震记录信噪比

井旁地震记录的信噪比直接影响到地震剖面的层位标定。因此，提高井旁地震记录的信噪比是一项重要的基础处理工作。本文利用VSP记录中的上行波作为参考信号，并采用LSL算法对井旁地震记录进行自适应处理，从而达到提高井旁地震记录信噪比的目的。一般说来，当参考信号与地震记录中的反射波线性相关，而与噪声不相关时，处理效果最佳；反之，就不能以VSP资料中的上行波作为参考信号。     

基于地震谱反演的地层速度估算方法及应用

本文提出将谱反演技术和波阻抗递推反演技术相结合的地层速度估计方法。该方法先通过谱反演获得地震剖面对应的反射系数剖面,再利用波阻抗递推反演方法,把反射系数剖面转换成速度剖面。既发挥了谱反演准确求取反射系数的优势,又能进一步获得与岩性密切相关的速度参数。利用Marmousi模型理论数据的测试,说明了该方法的可行性和有效性。针对南海北部陆坡神狐海域含水合物沉积层的速度和密度变化特征,采用基于Gardner指数函数的分段拟合方式,建立了由地层速度换算密度参数的分段关系式。然后,用提出的方法得到了沿该测线的地层速度剖面,较好地反映了天然气水合物的空间展布,并与速度测井曲线及钻探结果吻合较好,为天然气水合物预测提供了一种有效方法。