强衰减介质中地震波场的频率—空间域特征

强衰减模型,是应用Biot理论的基本思想通过运动方程描述介质吸收衰减特征的黏弹性介质模型。相对于传统的黏弹性模型和黏弹孔隙介质模型,可以简便且精准地刻画稠油储层、近地表松散沉积层等的强衰减性。为此,利用优化的25点频率—空间域有限差分算法,模拟了强衰减模型介质中的波场特征,并根据近地表低速层介质的实际情况,研究了孔隙度、流体黏度和介质黏弹性三种物理因素的衰减机理。结果表明：孔隙度、流体黏度和介质黏弹性都是影响地震波强衰减和高频散特征的重要因素,而且对横波衰减的影响都明显强于纵波。其中,介质黏弹性是造成地震波高频衰减的关键,其他因素均能影响地震波有效频率范围内能量的衰减,尤其介质孔隙度的增大引起地震波的衰减最强。通过对比完全弹性、一般黏弹性和强衰减理论下的模拟波场,研究了浅、表层强衰减介质对深层波场信息的影响。结果表明,强衰减模型刻画近地表介质更符合实际,能为涉及不同衰减机制的强衰减介质的研究和强衰减补偿理论的建立奠定基础。     

准噶尔盆地巨厚沙漠区地震勘探关键技术及其应用效果

准噶尔盆地巨厚沙漠区地表沙丘起伏剧烈,低降速带巨厚,对地震波能量吸收衰减严重,地震资料采集激发接收困难,静校正处理问题突出。针对以上难点,开展了基于超深微测井的巨厚沙漠区表层特征调查分析,采用子波和Q值辅助分层方法,对近地表进行了准确分层,获得了准噶尔盆地巨厚沙漠区近地表特征新认识。在此基础上将地震波激发岩性由原来的降速层干沙层改为低速层湿沙层,通过理论和野外试验结合,优选了最佳多浅井组合激发方式及参数;通过检波器埋深试验,确定了20～40 cm浅地表潮湿沙层埋置检波器的接收方式;对层析核函数进行剖析,推导出菲涅尔层析敏感核函数,形成了菲涅尔体层析反演高精度静校正技术;采用粘弹波动方程波场延拓近地表吸收衰减补偿技术,消除了巨厚沙漠区近地表吸收衰减的影响。在准噶尔盆地CH1J东、D2J北等多个区块的三维地震勘探中,上述技术的应用提高了地震资料的信噪比,提高了处理剖面的成像精度。     

近地表结构调查及参数反演综述

如何消除近地表对地震波场造成的影响是高分辨率反射地震勘探需要解决的核心问题之一。复杂的近地表地震-地质条件不但会严重影响采集参数的选择,而且会引起地震波能量被强烈吸收和衰减,并导致严重的静校正问题,获得精细的近地表结构特征及准确的参数模型是解决这些问题的关键。概述了近地表基本地质特征及其对地震波场的影响,回顾了近地表结构调查的方法和手段,系统总结了当前近地表地震波能量吸收衰减与Q补偿、速度反演与近地表结构参数建模的研究现状,深入分析了目前近地表结构参数获取及建模存在的问题和面临的挑战,针对日趋复杂的近地表地震-地质条件和地震资料"三高"处理要求的不断提高,指出未来仍然需要在近地表地震波场传播规律及能量吸收衰减机理、联合反演、全波形反演、反射资料中的面波成像等方面进行持续深入的研究,以期获得精度更高的近地表结构及参数模型,使近地表对地震波场造成的不利影响得到有效控制。     

塔克拉玛干沙漠区浅表层对地震波的吸收衰减作用

人们普遍认为疏松沙丘对地震波的吸收衰减是导致塔克拉玛干沙漠区地震资料信噪比及分辨率均较低的重要因素,因此探究沙漠区近地表对地震波的吸收衰减程度,对地震数据现场采集及后续处理中采取有针对性的措施具有指导意义。以塔克拉玛干沙漠古城地区为实例,总结分析了近地表疏松沙丘的特点,采用蜂窝状放置法对不同厚度沙丘进行吸收衰减调查试验,通过谱比法探讨了该区沙漠表层对地震波的吸收衰减规律。试验结果表明:疏松沙丘对主频在40Hz以内的地震波的能量和频率的吸收衰减并不严重;在沙漠地表区,若未采用检波器组合接收,即使将其埋置于疏松沙层之下的高速层中,仍难以获得高品质地震资料。     

强衰减条件下能量比法的修正及其应用

吸收衰减是引起地震波能量损失的一个重要因素,尤其是在近地表强衰减条件下。常规的能量比法是利用地震波能量的线性衰减速率定量估测品质因子Q,不适用于近地表的强衰减(Q小于30)情况;修正的能量比法利用地震波能量的指数衰减速率估算Q值,减小了常规方法的理论误差,适用于近地表条件。仿真模型和实际资料处理结果表明,在非固有衰减(主要为几何扩散)得到较好补偿的前提下,修正能量比法估算的近地表Q值合理、可靠,具有实用性。     

基于井地一体化测量的近地表品质因子Q值估算与应用

疏松的近地表介质对地震波的吸收衰减作用是导致地震记录分辨率降低的重要因素,准确求取近地表地层Q值可为地震波能量和频率的补偿处理提供确切参数。针对常规微测井近地表Q值估计时面临的激发与接收耦合的一致性、虚反射以及近场问题等,提出了一种深井激发、浅井和地面短排列联合接收的井地一体化测量的近地表Q值估算方法。该方法避免了低速层底部界面虚反射对子波的干涉,最大限度保证激发和接收的耦合一致性。大港探区实际应用结果表明,深井激发、浅井和地面短排列联合接收的井地一体化测量方法能获得稳定可靠的近地表低、降速层品质因子Q值,为近地表吸收衰减补偿处理奠定了基础。经补偿处理后的叠加剖面不仅拓宽了目的层频带,提高了地震资料分辨率,而且极大地增强了地震数据分辨薄互储层和特殊岩性边界的能力。     

高精度三维地震采集技术在塔中沙漠区碳酸盐岩勘探中的应用

塔中沙漠区碳酸盐岩储层是塔里木盆地最主要的油气勘探目标之一。如何提高沙漠地表条件下小缝洞型储层在地震资料上的成像质量是目前该区地震勘探中亟待解决的主要问题。为此,在地震采集技术方面提出了相应的措施。首先,调查了疏松沙丘对地震波的吸收衰减情况,并进行了高速层中检波器接收试验,结果表明,疏松沙丘对地震波(主频35 Hz及以下)的吸收衰减作用不严重,检波器组合接收是提高地震资料信噪比的一种重要手段;其次,研究了针对碳酸盐岩缝洞型储层的三维观测系统设计方法,提出了道密度设计方法及保证面元属性均匀的观测系统设计原则;最后,对沙漠地表条件下的组合高差设计方法进行了论证分析,提出了基于沙丘性质的灵活的检波器组合高差设计方法。将这些方法应用于塔中沙漠区的三维地震勘探,取得了非常明显的勘探效果。     

黏弹性介质地震波吸收衰减研究进展

实际地下介质的复杂多样对地震探测技术提出严峻的挑战.黏弹性介质理论的发展及其应用,使得波场衰减信息的利用成为地下油气储层预测的重要技术之一.在概要回顾介质非弹性吸收衰减的一些经典黏弹性模型、黏弹孔隙介质理论和黏弹各向异性理论的基础上,重点介绍了介质中地震波衰减机理的研究进展、衰减各向异性以及强衰减介质理论的提出和发展现...     

井间地震粘弹性波场特征的数值模拟研究

以数值模拟方法为基础，研究了井间地震粘弹性波场特征及传播规律，并重点研究了井间地震波的粘滞衰减和散射衰减。从本构方程和运动方程出发，给出了二维粘弹性波方程交错网格任意偶数阶有限差分数值模拟方法。对均匀模型、含洞均匀背景模型和含河层状模型进行了井间地震粘弹性波场数值模拟。结果表明，该方法模拟精度高，边界吸收效果好。介质的粘滞性使得波振幅明显衰减、波形和相位畸变严重，主频向低频偏移显著，且有效频带变窄。洞的散射波同相轴为双曲型，但其同相轴曲率大于直达波的曲率。洞的散射引起直达波振幅衰减明显，而对直达波主频的影响较小。当洞的直径小于一个波长时，洞散射波的主频高于直达波的主频，且与洞的大小关系密切。     

饱含流体介质的地震波场特征及频率分布

地震波在含流体地层中传播时, 由于受到流体的粘滞性和内摩擦等阻力的影响, 其波场较不含流体时要发生显著变化。为了定性地研究地震波的这种波场特征及变化规律, 该文将Korneev 等人提出的一维弥散、粘滞型波动方程拓展为二维形式, 推导了二维弥散、粘滞型波动方程的解, 并通过数值模拟分析和归纳了含流体地震波场随粘滞性衰减系数和弥散耗损系数变化而变化的特征和规律,为储层识别和预测提供了理论依据和指导。结果显示, 粘滞性衰减系数主要影响地震波的频率分布,随着其值的增大地震波的主频迅速低移; 弥散耗损系数主要影响地震波振幅的衰减, 而几乎不改变地震波的频率分布。     

利用多项式拟合质心频移法估算近地表Q值

设计了一种新的单井微测井观测系统,通过模型试算得到质心频率和方差与炮检距满足三次多项式关系,提出了一种基于多项式拟合的质心频移法,估算出了近地表等效Q值,与模型等效Q值接近。将文中方法应用于C区实际微测井数据,估算出近地表等效Q值,并拟合出适用于该工区的v-Q经验公式参数a和b,利用估算的近地表等效Q值对实际地震资料进行近地表吸收补偿,提高了地震资料的分辨率。     

一种新的地震波衰减分析方法——预测油气异常的有效工具

地震波衰减与砂岩含油气存在一定的关系,当地震波穿过含油气砂岩时,能量发生明显的高频衰减。本文应用了地震信号能量衰减ＥＡＡ（Ｅｎｅｒｇｙ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ）技术,连续计算、分析地震波剖面的高频衰减系数,并考虑到介质背景衰减的平缓变化,衰减剖面中的异常变化值与地层含油气有关。在ＳＮ油田ＳＳＫ－１测线过井的地震纵波衰减剖面上,长２组表现出产油气层与地震波能量衰减强的部位相吻合。在测     

井间地震速度和Q值联合层析成像及应用

井问地震速度层析成像可用来解决油田井间储、盖层横向的连通性、纵向的接触关系等问题;井间地震的Q值层析成像能反映井间介质对弹性波的吸收情况,可用于估算有关储层参数。通过利用井间地震初至波的旅行时及其频率特性进行地层地震速度和岩石Q值的联合层析成像,就可以综合利用地震波的运动学和动力学特征对井问储层进行更精确的描述。对于求解井间地震介质分布的定解问题．基于地震射线成像算法中的正问题对地震波慢度沿射线的积分表现为时间场．衰减因子沿射线的积分反映介质的吸收情况,两者均可用结构类似的Radon变换表征。因此,在反问题处理中手段基本相同．便于联合层析成像的实现。而井间采集的地震波初至数据反映了透射波频率随地层岩性及储层变化的情况,由此,通过研究地震波频率和衰减系数的关系可加强对储层参数的认识。     

沿射线路径的波动方程延拓吸收与衰减补偿方法

地层的吸收与衰减效应使地震波的振幅被衰减，相位被改变。在地震资料处理流程中，反褶积处理假设地震信号是平稳的，即地震子波的波形不随时间变化（或变化较小），这时用地震道自相关函数代替子波自相关函数才比较可靠；而地震成像也要求炮集与炮集之间、道与道之间的地震波能量一致，否则成像结果不保幅，因此必须对地震波进行吸收与衰减补偿。但是，对地震波吸收与衰减的补偿通常是针对自激自收单道记录的。事实上，地层对地震波的吸收与衰减是沿着波的传播路径发生的，因此，补偿应该与叠前深度偏移成像一样在反向波传播过程中进行。为此，提出了一种沿射线路径波动方程延拓的吸收与衰减补偿（Q值）方法。其基本原理是：用非递归波场延拓代替递归波场延拓，用等效Q值代替分层Q值，用平面波传播思想实现对叠前数据沿波传播路径的吸收与衰减（Q值）补偿。这种方法适合于局部水平层状介质假设的情况。数值试验表明该方法是有效的，补偿后子波波形的一致性得到了改善，衰减的振幅得到了恢复。     

强衰减地层VSP反Q滤波方法

本文根据零井源距VSP下行初至波最大振幅随时间的变化趋势,将地层划分为强衰减地层和弱衰减地层。其中地震波衰减最强烈的强衰减地层可认为是由多个层状常Q介质构成,Q值主要利用VSP资料提取;而弱衰减地层认为是Q值大于200、地震波发生的衰减相对较弱甚至可以忽略的地层。在波场延拓反Q滤波方法基础上本文提出VSP强衰减地层反Q滤波,该法弥补了因中、深层Q值难以求准、补偿约束难度较大等因素导致的反Q滤波精度降低的缺陷,使反Q滤波结果更稳定、高效,也为地面地震反Q滤波方法的完善及应用提供有意义的启示。     

一种提高VSP分辨率的反Q滤波方法

由于VSP记录的地震波的衰减程度与地面地震记录的地震波的衰减程度不同,因此对VSP资料进行反Q滤波处理,直接应用地面地震资料的反Q滤波方法是不准确的,需要对其进行改进。本文基于Wang处理地面地震资料的反Q滤波方法,提出一种适用于VSP资料的反Q滤波方法,即先对VSP资料上、下行波场进行分离,然后根据VSP上、下行波各自的波场特点,分别进行反Q滤波补偿。采用此法对模型数据和实际VSP资料分别进行反Q滤波补偿处理,均取得了比较好的效果。     

利用叠前地震资料提取地层相对吸收系数

本文在衰减介质地震波正演模拟的基础上,依据Gu等推导的峰值频率两侧对称频率处的振幅值与地层吸收参数之间的关系,利用S变换计算表征地层吸收属性的相对吸收系数;根据吸收系数与品质因子Q值之间的关系,建立相对吸收系数与炮检距之间的关系式;采用多道拟合的方法消除炮检距影响,得到了更为可靠的零炮检距地层相对吸收系数表达式;通过建立理论模型,利用衰减介质单程波动方程非零炮检距数值模拟方法得到叠前CMP道集,并由此提取地层相对吸收系数。文中利用小、中、大角度角道集地震资料提取的地层相对吸收系数进行拟合,得到叠前地震资料相对吸收系数剖面,消除了叠后地震资料相对吸收系数剖面中上覆盖层和含水层处出现的相对吸收系数高值,与单角度域地层相对吸收系数剖面相比,进一步压制了上覆盖层的强反射引起的虚假强衰减,得到了更可靠的油气指示信息,提高了储层预测的精度。理论数据和实际资料均验证了文中方法的可行性。     

几种提取品质因子方法的对比分析

地层的品质因子对衡量地震波传播过程中的能量衰减具有重要意义。实际上对品质因子的反演困难且存在不确定性。基于介质中的地震波传播理论,从方法原理、模型试算和实际资料验证等方面,对比分析了目前常用的5种提取品质因子的方法,即频谱比法、中心频率偏移法、上升时间法、振幅衰减法和解析信号法,认为：频率域方法更稳定,多种方法应联合使用等。