两种海底多分量波场分离方法的模型测试及改进

海上多分量地震勘探能够提供丰富的海底地层信息,有效降低常规纵波勘探的多解性,在气云成像和流体检测等方面具有优势。由于海上多分量资料一般由四分量海底电缆(4C-OBC)采集,可以同时记录上行和下行纵、横波,因此波场分离处理十分关键。首先介绍了SCHALKWIJK和EDME两种常用的波场分离计算公式,然后采用海底水平多层介质模型对其进行了测试,并与在波场延拓时采用亥姆霍兹算子和坡印廷矢量分离得到的上行和下行纵、横波理论记录进行了对比;最后,针对两种常用波场分离计算公式无法剥离上行微屈反射等干扰波的问题,根据海底界面波型转换关系推导得到上行声波有效反射波和PP型纵波的计算公式,可以有效剥离水检上行分量的微屈反射和上行纵波分量的转换纵波。     

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。     

三分量小折射表层调查研究

 为了获取准确的静校正量，给多波多分量勘探提供准确的近地表纵、横波速度和厚度模型，采用炸药震源进行了三条测线的三分量小折射近地表调查，对三分量小折射表层调查技术进行了初步研究，详细地阐述了利用偏振分析方法分离纵横波的原理，并得出以下认识：纵波初至波的矢端曲线的椭圆率较小，线性偏振特性很强；近炮检距的横波初至难以识别，中远炮检距横波初至波的偏振方向比较稳定，能够代表炸药震源激发的横波的偏振方向，其矢端曲线的椭圆率较大。通过对实际资料的联合解释，给出本工区的纵横波低速层和高速层速度比的范围和纵横波静校正量，并总结了一套三分量小折射资料处理解释流程。     

转换波速度分析方法

对P-SV转换波作动校正叠加需要纵波速度和横波速度以及转换点的位置信息,而转换点位置则与纵横波速度及其比值有关,这种相互依存的关系给速度分析带来困难。从另一方面看,转换波由下行纵波与上行横波组成,纵波速度信息包含在下行纵波半支曲线里,横波速度信息包含在上行横波半支曲线里,通过纵横波速度确定转换点位置,根据纵横波速度与转换点位置计算两个半支曲线的传播时间之和。因此,转换波速度分析迭代循环过程归结为:转换波时间-纵横波速度-转换点位置—转换波时间。本文阐述两种能直接从转换波数据里求取纵波和横波速度的方法:其一是纵横波速度谱迭代方法;其二是纵横波速度联合扫描方法。它们在求取纵横波速度的同时,可动态地确定转换点位置。借助于零炮检距纵波反射时间tPP0和零炮检距转换波反射时间tPS0这两个时间尺度及其转换关系,可实现纵波与转换波在相同时间尺度下的动校正叠加,再通过速度分析自然地解决纵横波层位标定问题。     

低速带校正的一种途径──SH波浅层折射勘探

由于横波速度较纵波速度率，在近地表差异更大，因此低速带静校正一直是处理横波（转换波）资料的一个难题，要做好低速带校正，首先要求取低速带的速度和厚度。为此在联合采集纵横波资料前，我们在工区做了ＳＨ波浅层折射勘探，利用ＳＨ波折射资料可以求出低速带速度和厚度。通过对转换波资料的处理可以起到两个方面的作用：使信号归位，有利于纵波及转换波资料对比，使相位的连续性更好。     

多波多分量地震资料速度扫描法转换波识别技术

多波多分量地震勘探得到的资料波场信息丰富,从中可以得到转换波信息.提出了一种速度扫描方法分离多波多分量资料中的纵波和转换波.该方法根据纵波速度及其自激自收时间,推导出相应的横波速度表达式;通过横波速度扫描,得到一系列转换波时距曲线;用得到的转换波时距曲线与多波地震数据作互相关匹配,相关程度最大时扫描横波速度最准确,也就得到了最佳的转换波波形,进而达到分离纵波和转换波的目的.利用该方法对数值模拟地震记录进行了转换波识别,取得了很好的波场分离效果.     

地震波多分量联合反演在塔北隆起S油田的应用

三叠系是塔里木盆地S油田主要含油气层,三角洲前缘砂岩储集层物性好,但含气后纵波速度趋近于泥岩。以地震多波多分量资料为基础,用测井资料分析确定了有效储集层敏感参数;在纵波、转换波精细标定及匹配的基础上,开展纵波、转换波联合反演,得到了纵波阻抗、横波阻抗、纵横波速度比等参数。用横波阻抗有效识别出砂岩分布特征,用纵横波速度比预测了储集层的含油气性。结果表明,多波资料储集层预测较单一纵波预测精度更高。     

一种切实可行的转换波静校正方法

由于横波的低速带厚且不均匀,转换横波速度又比较低,因此转换波静校正量大且横向变化剧烈。针对这种情况提出一种简单又易于实现的转换波静校正方法。根据多分量微测井资料求取低速层纵、横波平均速度比,利用纵波检波点静校正量和该速度比来求取转换波长波长静校正量。在动校炮集上拾取较清楚的反射层时间,再通过拟合抛物线时间与实际拾取反射层时间的差来求取转换波短波长静校正量。实际数据处理表明,该静校正技术能解决转换波静校正问题,转换波记录质量得到了明显提高。该方法已经用于川西三维三分量转换波处理,取得了较好的效果。     

利用零偏VSP数据求取横波速度——以七北101井VSP测井为例

从七北101井零偏VSP记录中的一组强波出发,通过对零偏与非零偏VSP原始波场中直达纵波和下行转换波第一波至时间的分析,证明其一为纵波震源所激发的纵波在地表某个强阻抗差界面上产生的转换横波。由于这种波具有纯横波的运动学特点,我们可以用于计算横波的速度。利用直达波初至进行三分量矢量定位,在横向垂直分量上得到了信噪比较高的直达横波,选取振幅较强的同相轴提取初至时间,进一步求取了横波速度及泊松比。     

转换波层位标定对比技术在川中GA构造中的应用

随着地震勘探技术的进步,多分量地震勘探技术越来越受到人们的关注,逐渐成为当前地震勘探的热点,但由于转换波的下行波是纵波,上行波是横波,横波的剪切波动力学特征与纵波不相同、在同一地层的纵横波速度的差异表现在运动学特征上与常规纵波也不一样、此外纵横波在相同地层的耗散也不相同,因此,转换波剖面与常规纵波剖面有较大差别。正确识别转换波剖面的地质层位是多分量解释的首要任务,也是当前多分量地震勘探需要突破的一个技术难点。为此,以川中地区GA构造2D3C为例,在前人经验的基础上,综合运用了多种转换波层位标定对比技术,实践证明对该地区的转换波层位标定正确可靠,收到了良好的效果。     

多分量地震数据处理技术研究现状

多波多分量地震勘探技术综合利用纵波和横波信号进行勘探.多分量地震资料处理技术以弹性波理论为基础,依据资料处理流程不同,可以将其分为两类:①基于标量波波场理论的波场分离多分量处理技术,该技术已经形成了较完善的处理流程并进入实用阶段,其中主要包括波场分离、横波静校正、转换横波速度分析及转换横波偏移成像等核心技术.②基于矢量波波场理论的多波联合处理技术,该技术具有较好的理论基础,能够更好地保持地震数据的原始信息,但目前尚处于研究和实验阶段,与其相配套的相关技术仍不完善,对于多分量地震实际资料的处理没有形成完整的处理流程.多波多分量技术是解决目前复杂油气藏勘探的有效手段,是地震勘探发展的必然趋势.参67     

孔隙流体类型对地层声波速度的影响

根据实际井的岩心资料，对砂岩样品的纵、横波速度与孔隙度及所含流体类型间的关系进行了实验研究，回归出了饱和气、水和油岩样的纵、横波速度与孔隙度的关系式。结果表明，饱和不同流体岩石的声波速度不同，岩石饱和气时的纵波速度明显低于饱和油、水时的纵波速度，并且孔隙度相同时岩石饱和油时的纵波速度略大于饱和水时的纵波速度，孔隙流体类型对横波速度的影响较小。含不同流体类型的岩样，其纵、横波波速比具有明显差异，利用纵、横波波速比和纵波时差的交绘图可识别地层流体的类型。为了解气体的声波特性，识别气层和气一液界面位置，对天然气的声波速度随温度和压力的变化情况进行了实验研究，从实验结果可以看出，不同压力环境下天然气随温度的变化规律不同。     

纵横波浅层折射和纵横波微测井方法联合应用研究

在一个工区同时开展了浅层纵横波折射、纵横波微测井的野外勘探，并取得较为丰富的野外资料以及处理和解释成果。本文着重介绍野外采集方法及最终解释成果。在横波微测井观测过程中，灵活性地解决了一些施工难题，并取得了较为理想的资料。在对比纵横波折射和纵横波微测井所求数据的基础上，首次用地震方法获取了该工区浅水面的高程，并得出了一些有意义的结论。获得了低速带的纵横波速度，低速带的高程以及低速带的层厚度。通过对比微测井和小折射求得的速度，最终给出了整个工区的纵波及横波低速带校正值。     

VSP横波速度反演实用性研究

利用VSP转换波旅行时,通过迭代可得到较为精确的横波层速度。本文从理论模型出发,研究不同初值方法、不同旅行时拾取误差及纵波速度误差对横波反演结果的影响。理论模型计算表明:用纵波速度和纵横波速度比估算横波速度值,且以假定地层为均匀介质时的横波速度为初值,对迭代结果不会产生不利影响;转换波旅行时拾取误差对反演结果会造成较大误差;当纵波速度出现误差时,对反演结果的影响仅限于最后一层的计算,对其他地层横波速度的计算影响较小。应用实例说明,地下倾角较小时,横向速度变化不大,同一口井反演出的横波速度相似性较好。     

转换波三参数速度分析及动校正方法

转换波时距方程的精度直接影响到转换波的速度分析和动校正的精度。现今应用较多的转换波时距方程中有双曲线方程（本文称为单参数方程）、双平方根方程（或称双参数方程）及高阶非双曲方程。本文从纵波大炮检距方程出发，针对转换波传播特点，推导出了能反映介质垂向非均质性的转换波三参数时距方程，其中三参数分别指纵波速度、横波速度和垂向非均质性。在此基础上，形成了转换波三参数速度分析及动校正方法。为了比较单参数方程、双参数方程和三参数方程的精度，利用这三种方程分别对合成模型数据和实际资料进行了处理，结果表明本文提出的转换波三参数方程的精度高于其他两种方程。     

一种确定转换点的算法及其应用

提出了在转换波资料处理中求取任意界面转换点位置的一种迭代算法。该方法在炮检距和横、纵波速度以及反射界面倾角已知的条件下，对任一转换波旅行时均可通过迭代方法确定其相应的转换点的位置，方法简单且有效，一般情况下，只需进行几次迭代就可得到精度很高的解，迭代过程稳定、收敛。该迭代方法不仅可直接用于转换波CCP道集抽取，还可直接用于相应的转换波速度分析及其动校正。     

地震勘探中的自由面效应

在石油地震勘探的地面多分量记录中,垂直分量上往往只有纵波（P波）,径向水平分量上往往只有垂直偏振横波（SV波）,而极少见到如地震学中常出现的P波与SV波共存于同一分量记录中的情形。本文从理论上对此作出了解释。其具体过程是,首先根据弹性半空间模型,导出了P波、SV波分别到达自由面的位移响应和Wichert关系式,然后针对不同根波与纵波的速度比（vs/vP）绘制其相应的曲线。通过分析发现,在致密岩石（vs/vs比值高）出露地区,因受自由面效应的影响使得到达P波或SV波在铅垂分量记录和径向水平分量记录上都有显示,而在疏松层（不仅vs/vp比值低,而且vs和vP本身数值也不大,为低速带）覆盖区,由于受自由面效应的影响以及低速带的折射作用,使得到达P波和到达SV波分别反映到错垂分量和径向水平分量上去了。由此可以预见,在高波速比（v_s/v_p）的表层地区,诸如永久冻土带、石灰岩或其它坚硬基岩出露地带,地面弹性波记录表现为矢量波场,在低波迭比（v_s/v_p）地区,则近似表现为两个标量波场,垂直和径向水平分量分别以P波和SV波为主,便于资料的采集与处理。须指出的是,目前的各种弹性波正演模拟法以及超声波物理模型试验都应该提供具有小波速比（v_s/v_p）表层的结果,以便与油气探区的实际情况相适应;各种利用叠前振幅信息的方法(如AVO、反演等)以及提取弹性偏振参数的方法,都应该考虑自由面的影响,以便进一步提高精度。     

横波源三维地震资料矢量横波四分量旋转和快慢波分离技术

横波勘探在解决气云区构造成像、岩性油气藏储层精细描述等问题上具有明显优势。为解决柴达木盆地三湖地区纵波资料品质差的难题,首次开展了可控震源纵、横波联合激发的三维多波勘探探索试验,获得了九个分量三维地震资料。文中对横波源激发、检波器水平分量接收到的四个分量地震数据开展研究。横波不同于纵波,有着明显的矢量特性,而以往横波处理技术的研究,局限于二维横波处理或者建立在三维转换波地震资料处理基础上,对横波三维空间上复杂波场的矢量关系考虑不足,无法应用于三维横波地震资料。通过不断地研究与探索,初步形成了以四分量旋转和快、慢波分离技术为核心的矢量横波四分量配套处理技术,包括：横波四分量的矢量旋转、静校正、叠前道集处理、裂缝方位角求取、快慢波分离、速度分析及叠前偏移成像技术。应用该配套技术有效解决了横波勘探的矢量处理难题,获得了与纵波信噪比相当的高品质横波成像结果,在气云区构造成像、微小断裂识别等方面具有明显优势,对三湖地区岩性储层预测至关重要。     

基于时差特征的转换波参数估计方法

利用时差特征对P-SV转换波的参数进行了估计。基于P-SV转换波双平方根时距关系,根据扫描得到的纵波速度、纵横波速度比或转换横波速度的结果,进行P-SV转换波时差估计。模型和实际资料表明了方法的有效性和准确性。