VTI 介质各向异性叠前时间偏移技术及应用

目前地震成像处理中,以各向同性叠前时间偏移为主,其假设地下构造为层状各向同性介质,以直射线或者弯曲射线为主要的走时计算方法。但是在各向异性变化大的地区,该方法导致走时计算不准确,从而造成动校正或者偏移成像存在误差。为此,对 VTI 各向异性介质中走时的计算方法进行讨论,然后结合实际三维地震资料及构造特点,利用 VTI 叠前时间偏移成像技术,探索出一种适合于塔里木地区碳酸盐岩缝洞型储层地震资料叠前各向异性成像技术,处理效率和处理效果均得到提高和改善。     

前陆冲断带复杂构造地震成像技术对策

前陆冲断带复杂构造的地震成像是这一领域油气勘探的关键，地表起伏大、地震资料信噪比低及地下构造复杂是制约该地区地震成像的三大难题，三者相互影响、彼此制约，但核心因素是地表的起伏。对起伏地表作叠前深度偏移是公认的有效方法，但在实际地震资料处理时存在诸多难以逾越的障碍。探索静校正和深度域成像一体化解决方案，重点解决基于起伏地表的剩余静校正和从地表出发的叠前深度偏移处理，是前陆冲断带复杂构造地震成像的技术关键。     

VTI介质叠前时间偏移及实例分析

常规叠前时间偏移算法通常假设地下模型为各向同性介质或着层状各向同性介质,采用的走时算法通常为直射线或着弯曲射线理论,但是这种假设在各向异性剧烈的地区会造成走时计算不准确,从而造成动校正或着偏移成像的误差。研究首先探讨了各向异性介质情况下叠前时间偏移的走时计算方法,然后结合川东北复杂山地三维地震资料的构造特点,利用VTI介质的叠前时间偏移成像技术,探索出一种适合于复杂山地地震资料的叠前成像技术,可为以后类似地区的成像处理提供一种新的思路。     

山地地震资料零速度层差分法叠后时间偏移

 在山地地震资料的常规处理中,速度分析、动校正和叠加通常在CMP面上进行。本文针对山地地震资料的有限差分法叠后时间偏移问题,从起伏地表条件下的理论模型和实际资料两个方面入手,对差分法叠后时间偏移的零速度层方法进行研究,并用不同的填充速度进行了偏移试验。研究表明,在起伏地表和水平基准面之间填充替换速度进行偏移会导致成像误差,而填充零速度层可得到正确的偏移成像结果。     

起伏地表逆时偏移在复杂山前带地震成像中的应用

针对山前带"复杂地表、复杂构造"双复杂地震地质条件造成的资料信噪比低、静校正问题严重、地震波场复杂等一系列地球物理难题,在"真地表"地震成像面的确定及高频静校正的基础上,以基于起伏地表的深度域速度分析与建模为重点,以起伏地表逆时叠前深度偏移为核心建立了一套高精度地震成像处理流程,将长波长静校正问题隐含在偏移成像过程中,直接从起伏地表进行波场延拓和偏移成像,以便更好地应对复杂山前带的地震成像问题。针对性模型试算和实际资料处理表明,该技术在应对双复杂地震资料偏移成像时具有更高的精度,是复杂山前带资料高精度地震成像更理想的技术手段。     

起伏地表叠前时间偏移处理流程及其应用研究

复杂山地地表高程变化剧烈,影响速度分析和速度建模,造成偏移归位不准确。为消除山地地震资料偏移处理因高程变化大引起成像聚焦变差的问题,有效避开低信噪比下的深度域速度建模,提出了一套基于起伏地表叠前时间偏移的处理流程,主要处理步骤包括成像基准面构建、基于成像基准面的速度模型更新和起伏地表叠前时间偏移。构建成像基准面的目的是使获得的速度模型与实际速度模型最大程度相吻合;基于成像基准面的速度模型更新能使速度模型更有效地收敛;还原实际炮、检点关系的起伏地表叠前时间偏移提高了时间偏移的聚焦能力。西部某山区实际资料的处理结果表明,采用该处理流程得到的剖面品质高、分辨率显著提升、断点清晰、断面刻画明显,为后续解释工作提供了很好的资料。     

复杂地表的叠前时间偏移技术

针对山地地震勘探中地表相对高差大的复杂地表,研究提出了基于地表的叠前时间偏移积分算法以及建立基于地表的叠前时间偏移速度场技术。该偏移算法应用波动方程Kirchhoff积分解,直接从地表炮点和检波点位置出发计算旅行时,获取地下反射点的成像。克服了常规地震资料成像软件对地表相对高差大的山地地震资料叠前时间偏移成像先高程校正,后偏移成像的缺点,从而获得较为精确的偏移成像。实际资料处理中见到了明显效果。     

基于起伏地表的合成平面波叠前深度偏移

实践表明,波场延拓叠前深度偏移比Kirchhoff积分法成像精度高,但计算量大;而平面波叠前深度偏移比炮域叠前深度偏移运算效率高,且成像精度相当,但只适应水平地表.为此,介绍了一种适应起伏地表的合成平面波叠前深度偏移方法,其基本思路是:以地震排列的最高点所在平面为波场延拓起始面,将起伏地表的地震排列观测数据(检波点或炮点)向下延拓到地表最低点所在的水平基准面,实现波动方程基准面校正;在此平面上应用p变换将全部炮点合成为平面波震源,从而使全部炮记录分解成平面波记录;运用下行波方程、上行波方程分别将平面波震源波场、平面波记录波场沿深度方向外推,在每个深度进行波场相关并累加,获得该深度的成像波场值,得到共分角度的平面波偏移道集;将所有不同共分角度的平面波偏移道集按坐标叠加,得到基于起伏地表的合成平面波叠前深度偏移成像结果.四川龙驹坝地质模型的理论试算及四川实际山地资料HNT12线的处理结果表明:基于起伏地表的合成平面波叠前深度偏移成像结果的质量与传统炮域叠前深度偏移的结果相当,但运算效率显著提高,且适应起伏地表.     

基于起伏地表的合成炮叠前深度偏移

 大量实践表明，基于起伏地表的叠前深度偏移方法要比常规波动方程叠前深度偏移方法的精度高。为了进一步提高叠前深度算法的精度和效率，本文介绍一种基于起伏地表的合成炮叠前深度偏移方法，其基本思路是采用相位编码方法产生合成炮，实现多炮叠前深度偏移，提高了计算效率；用波动方程波场延拓取代浅地表的高程静校正，提高了偏移成像精度。文中给出了基于起伏地表合成炮叠前深度偏移的统一算法和实现步骤。对Marmous模型和山峰形模型的试算及对四川山地实际地震资料处理的结果均表明：本文所述方法运算速度快、成像精度高；只是在合成炮叠前深度偏移剖面上还残留少量由波场合成产生的互相关噪声。     

复杂地表复杂地下地区地震成像技术研究

针对我国南方复杂地表和复杂地下地区的地震勘探难点,开展了偏移成像技术研究。首先对偏移算法进行了论述,推导出叠前时间偏移中的旅行时计算方法和加权因子计算方法,提出了非对称旅行时计算思想,使起伏地表直接Kirchhoff叠前时间偏移技术能够适应速度的较强横向变化;然后讨论了全速度模型建立技术(浅中深层速度融合技术),给出了起伏地表条件下综合建立速度模型的实现流程;最后给出了起伏地表叠前深度偏移的Fourier有限差分延拓算子,实现了起伏地表的叠前深度偏移。利用合成地震数据和实际数据验证了方法的有效性和实用性。     

静校正对叠前时间偏移的副作用

静校正是复杂近地表区地震资料处理的关键步骤之-,对改善成像效果具有重要意义。但对地形起伏大的地区,静校正在对成像效果起正面作用的同时,也产生副作用。本文通过比较静校正前、后Kirchhoff叠前时间偏移旅行时计算的差异,研究静校正的副作用。静校正副作用表现在时间误差及空间误差两个方面,且误差随反射层倾角等参数变化。用-个在起伏地表上激发接收的具有典型构造特征的简单理论模型,验证了理论分析结果。最后给出能明显表现时间误差和空间误差影响的实例。     

扩展的横向变速叠前时间偏移技术

常规叠前时间偏移仅适用于横向缓变速介质,对于横向变速剧烈的介质,其旅行时计算存在较大误差,远偏移距误差更大。针对这一问题,对常规叠前时间偏移双曲线旅行时计算公式进行了改进,提出了扩展的横向变速叠前时间偏移旅行时计算公式。其基本原理是,引入速度函数和加权函数,将偏移距离散化,在每一个偏移距范围内通过加权函数调整均方根速度,由此来修正由横向速度变化引起的旅行时变化,使旅行时的计算精度得以提高,从而加强了时间偏移对速度横向变化的适应能力,改善了偏移成像质量。标准的Marmousi理论模型数据和实际资料的测试结果表明,扩展的横向变速叠前时间偏移能够提高复杂构造的成像精度。     

基于CPU+GPU联合计算真地表叠前时间偏移实用化研究

为了提高起伏地表条件下的基尔霍夫叠前时间偏移算法的计算效率,针对CPU+GPU异构计算平台开展了算法移植与优化研究。首先分析了起伏地表条件下提高偏移成像精度的反假频、弯曲射线旅行时计算以及真地表旅行时校正的处理方法,然后在对算法的并行计算特征进行分析的基础上,针对CPU+GPU异构平台的算法移植进行了多级并行联合计算架构的设计,通过炮检距域的多进程数据域并行、地震数据I/O与偏移计算的异步并行、基于CUDA的超大规模线程成像域并行以及联合CPU计算的多线程成像域并行技术对算法进行了移植及优化。利用大规模测试数据集进行了计算效率测试,测试结果验证了多级并行联合计算架构以及分别针对CPU和GPU平台的算法优化技术能够极大地提高偏移处理效率。     

相干层速度反演在叠前深度偏移中的应用

常规时间偏移和叠后深度偏移均不能解决崎岖海底地区地震成像问题,而叠前深度偏移是解决这一问题的有效方法.叠前深度偏移的效果取决于建立的速度-深度模型的精度,而相干层速度反演方法与深度域层析成像相结合,有能力得到更为准确的速度场.基于模型,分析了影响相干层速度反演精度的因素:上层速度反演的结果会明显地影响到下层速度反演的结...     

叠前时间偏移在三维转换波资料处理中的应用

在转换波资料处理中，共转换点道集的抽取和倾斜时差校正等是处理的难点，而叠前克希霍夫时间偏移技术不需要进行共转换点道集抽取、倾斜时差校正和叠后偏移等处理，就能实现三维转换波资料的全空间精确成像。为此，探讨了叠前克希霍夫时间偏移技术在转换波资料处理中的应用。论述了建立叠前时间偏移初始速度场的方法原理——根据转换波的特点，在转换波散射旅行时方程中引入各向异性参数，针对转换波速度和各向异性参数，利用“三谱”分析技术建立叠前时间偏移初始速度场；论述了建立叠前时间偏移速度场的方法原理——通过对共成像点道集的偏移、反正常时差校正处理、交互迭代解释速度和各向异性参数等，确定最佳的偏移速度场。将该技术应用于XC气田的三维三分量转换波资料处理，处理后的三维转换波叠前时间偏移剖面成像清晰，归位准确，地质形态细致。     

复杂地表浅层速度建模技术研究及应用

随着中国西部复杂山地油气勘探程度的不断深入,真地表叠前深度偏移技术的重要性不断提升,但该技术的应用效果不理想,除整体速度模型精度不够的固有因素外,近地表速度模型与时间域静校正的关系、层析成像方法和偏移策略也是影响真地表叠前深度偏移应用的关键因素。针对这种情况,分析了目前叠前深度偏移处理中地表圆滑偏移基准面与浅层速度建模存在的问题,提出了适合复杂山地的真地表浅层速度建模技术。首先通过微测井约束回折波分层层析反演建立准确的深度域近地表速度模型,避免时间域静校正对实际地震波场的改造;然后在井控地质导向约束下,通过包含高精度旅行时算法的各向异性多方位层析反演迭代,使得浅层以及中、深层深度偏移速度模型更准确;最后利用TTI逆时偏移实现真地表叠前深度偏移。该技术的核心思想包括微测井约束下的初至回折波层析反演、真地表偏移基准面选取和数据校正的综合应用。实际复杂山地地震资料应用结果表明,该技术有效提高了速度模型精度,提高了断裂及构造成像质量,较好地解决了井震深度误差,为复杂山地油气勘探提供了有效的技术支撑。     

CRS叠加的研究现状及发展趋势

在常规处理中，复杂地质条件下的时间域成像和叠后偏移的效果不是很理想。为此，提出了一些新的时间域成像技术和叠前偏移方法，CRS（common reflection surface，共反射面元）叠加便是其中的一种。CRS叠加是一种可以直接由多次覆盖反射数据得到零炮检距（ZO）剖面而不依赖于速度信息的叠加方法。二维和三维CRS叠加不仅能够改进模拟ZO剖面，提高深层的信噪比，而且给出了可用于反演速度场的多参数剖面。模型数据的试算和实际资料的处理验证了方法的有效性和实用性。基于起伏地表的CRS叠加不需要先对原始数据做静校正，而且得到叠加结果后可以很容易地实现基准面重建。另外，利用CRS得出的出射角及波前曲率信息可以更好地实现偏移速度建模，这也是今后CRS研究的一个重点。     

宽方位地震资料处理技术及应用效果

随着方位角的增大,宽方位地震资料的速度随方位角的变化、与倾角和方位相关的旅行时差、与方位相关的各向异性等问题也随之产生。当所采集的宽方位资料不是全方位时,如何根据资料的实际情况形成有利于后续处理和解释的分方位道集尤为重要。本文针对这些问题提出了相应的解决办法,包括运用分方位道集技术形成合理的方位道集;运用分方位速度分析技术精确求取叠加速度;运用与倾角方位角相关的旅行时校正技术进行倾角、方位角的旅行时校正;运用分方位各向异性偏移技术消除不同方位的各向异性影响等。对实际资料的处理效果表明,本文所述方法是切实可行的。