多道面波频散分析在实际大炮数据中的应用

通常应用小道距、短排列接收到的高频面波进行面波反演,但也已开始利用大炮地震数据中的面波进行近地表结构反演。复杂实际地震数据会降低频散曲线的精度,从而影响近地表结构反演的效果。文中探讨了大炮数据多道面波反演中如何确定参与频散分析数据道的最小炮检距大小、数据道数量及同炮地震数据中强弱面波不均衡等难题,提出了提高频散曲线生成精度的方法。实例分析结果证明这些提高频散曲线生成精度的方法是有效的,取得了令人满意的近地表结构反演效果。     

空间假频对频率—波数域瑞利面波频散曲线反演的影响

在地震勘探中,可以利用现有大炮地震记录中的瑞利面波频散信息提取频散曲线,进而反演近地表的速度结构,建立高密度的表层结构剖面。准确地提取瑞利面波频散曲线是提高近地表结构反演精度的前提。但由于地震勘探中大炮地震记录的道间距过大,利用频率—波数变换法提取频散曲线时,空间假频难以避免,这必然影响频散曲线提取和反演的效果。本文通过分析理论模型空间假频对频散曲线提取的影响,发现大道间距引起的空间假频会导致提取的频散曲线缺失高频信息,并通过频散曲线敏感度的理论分析,发现频散曲线高频部分对浅层横波速度更敏感。利用等厚分层阻尼最小二乘联合反演,分别对理论模型和实际数据进行了不同道间距的横波速度反演,反演结果表明空间假频引起的频散曲线高频段缺失会增大反演的整体相对误差,降低浅层反演精度和反演的稳定性,进而影响反演效果。     

高陡山区近地表速度的求取

高陡山区的近地表速度变化剧烈 ,严重影响着深层地震成像质量 ,搞清近地表速度结构是提高地震处理质量的首要任务。折射波走时包含地下浅层的速度信息 ,采用程函方程有限差分法计算通过速度模型的初至旅行时射线路径 ,然后使用约束最小二乘正交分解法进行走时反演 ,从而获得近地表速度结构。这种层析反演方法以块体为基本单元 ,可以处理直达波、折射波和透射波 ,模拟和反演复杂速度结构 ,不用识别波形 ,计算速度快。对我国西部某高陡山区 (最陡处坡度超过 45°)实际数据进行层析反演 ,该逆掩山体的山下与山顶近地表初至时间相差近 4倍 ,而且山顶地表为低速。     

利用地震勘探面波反演巨厚戈壁区的表层结构

塔里木盆地山前构造带地表主要被巨厚砾石层覆盖,低降速层厚度大,表层结构建立难度大。巨厚戈壁区地震采集单炮中的面波发育能量强,频散特征突出,蕴含着丰富的近地表结构参数信息。根据地震勘探面波属性与近地表结构参数之间的关系,建立利用地震面波反演巨厚戈壁区表层结构的技术流程。通过小波变换与F-K法相结合,精细分离单炮的面波信号,对面波进行频散分析计算,将不同频率的面波分量分离开来,拾取面波的频散曲线。采用权重自适应迭代阻尼最小二乘法与遗传算法相结合的方法,反演频散曲线的地层厚度和横波速度参数,利用横波与纵波的转换关系,计算出地层的纵波速度,进而建立表层结构,解决了巨厚戈壁区表层结构反演难题。     

利用多分量地震数据反演近地表横波速度

在陆上多波地震资料处理中,转换波资料静校正需要获得准确的近地表横波速度。文中从分析多分量地震记录波场出发,提出利用多波资料中的X与Z分量数据进行近地表横波速度反演的方法。利用X、Z分量上折射波信息,获取水平慢度和偏振角度,进而反演近地表的横波速度。通过数学模型与实际资料的应用,表明反演的近地表横波速度较为准确,可以准确地反映近地表的横波速度变化。     

复杂近地表弹性波波场特征研究

 本文采用任意起伏地表二维弹性波方程交错网格高阶有限差分法模拟，通过地震波波场快照、单炮记录以及合成的近似叠加记录，分析了不同倾角斜层模型、起伏基岩面模型以及起伏地表下简单构造模型等3个简化模型弹性波场特征、弹性波主要类型以及弹性波传播规律。模型试验结果表明，近地表斜层、起伏基岩面以及速度横向非均匀引起折射波的不连续。近地表速度结构和地形不仅引起地下反射波同相轴弯折、畸变，而且产生严重的规则干扰。     

近地表复杂区早至波全波形反演建模技术与应用

为提高近地表复杂区速度建模的精度,开展了早至波全波形反演的近地表速度建模技术研究,并将其应用于陆上三维实际地震资料处理。分析了全波形反演中非线性来源,确定地震数据偏移距选取范围,讨论了观测地震数据早至波提取及其波动方程正演模拟方法,介绍了早至波全波形反演的方法原理,探讨了早至波全波形反演在实际资料应用中的关键技术流程。研究确定了早至波全波形反演的反演策略:首先利用初至走时层析方法恢复近地表模型低波数信息,然后将其作为早至波全波形反演的初始模型,利用早至波信息进行反演,恢复模型的高波数成分。研究表明,早至波全波形反演对初始模型的依赖性低于常规全波形反演。陆上三维实际地震资料测试结果表明,早至波全波形反演建模结果相对于走时层析速度模型细节更加丰富,异常体空间展布描绘更加清晰。     

利用层析成像方法反演近地表速度模型

由于地表条件复杂和近地表速度变化显著给近地表速度模型的反演工作带来了很大的困难。层析成像方法可以较好地模拟介质横向和纵向的速度变化,能同时考虑直达波、透射波、回折波、折射波等初至波,为确定近地表速度结构提供了有效的工具。本文介绍了层析成像的方法原理,并应用此方法成功反演了合肥地区地震资料的近地表速度模型。     

用遗传算法联合反演高分辨率数据里的瑞利波和导波

瑞利波和导波是明显自普遍存在的震源产生的地震噪声,这些噪声对高分辨率地震成像造成严重问题,在泊松比较高的地区,导波可以生成是封闭在地表和地下第一主要地震不连续面之间的伪声波,瑞利波和导波在性质上都是频散的,而且分别对横波和纵波速度结构敏感,我们提出了一种允许我们从这些波中提取地下最浅层速度信息的反演方法,在这些地区传统的地震反射技术效果很差,这种方法通过对瑞利波和导波的频散特性的联合反演,利用包含     

基于环境噪声的地震响应重建方法及应用

被动源地震干涉能够从环境噪声中重建有用的地震响应,如面波甚至体波,以用于建立地下速度模型。但由于环境噪声源具有随机分布的特征,记录混沌而杂乱无序,如何进行资料预处理并从中重建地震响应是一件具有挑战性的工作。为此,针对地表噪声源记录特点以及噪声源分布不均匀而导致重建因果格林函数与逆时格林函数不相等等问题,提出了振幅规则化和求和虚源道集构建方法,显著改善和增强了重构地震响应中的面波信号。利用高铁线附近采集的环境噪声数据,进行了地震响应重建试验,结果表明:振幅规则化和求和虚源道集构建方法能有效地从环境噪声中恢复直达波和面波响应,可进一步用于走时层析成像和面波反演以及近地表纵波和横波速度模型的建立。     

复杂三维表层模型层析反演与静校正

针对三维地震勘探中的复杂地表问题，本文研究了三维初至波表层模型层析反演及静校正方法。该方法利用了三维地震直达波、回折波、折射波及三者组合的初至波和具有三维空间变速优势的三维层析反演，实现了适应速度任意变化的复杂三维表层模型层析反演，此法对初至的要求是，只需检测首先到达的波的起跳时间，无须解释此波的类型；三维模型正演采用以费马原理为基础的三维网络法射线正演方法；三维层析反演采用带阻尼的最小平方QR分解迭代算法。采用上述措施不仅可提高表层速度模型层析反演的可靠性，为三维地震资料层析静校正提供合理的表层速度模型，而且提高了计算效率，增强了方法的实用性。     

高速层出露区常规地震勘探存在的问题及对策

对比分析了低速近地表和高速近地表对反射波传播的影响.结果表明,当近地表速度为低速时,可以将垂直检波器记录的地震记录近似等同于反射纵波记录,这就是常规地震勘探在低速带区勘探取得成功的原因之一;当近地表速度为高速时,随着界面倾角和入射角的增加,垂直检波器记录的地震记录等效为反射纵波记录的误差增大,这就是存在高速近地表区地震勘探的难点之一.用三分量检波器替换垂直检波器,进而来完整地记录矢量地震波场,这是解决这一困难的根本办法.提出了对高速近地表区进行三分量地震资料处理的方法.     

多波多分量技术在广安构造中的初步应用

现最常用的多波地震是利用纵波震源激发、三分量检波器接收，其接收到的不仅有纵波信息，还有转换横波信息，多波多分量地震勘探就是综合利用纵波、横波信息。相对于常规的纵波勘探而言，多波地震勘探可以提供的地下信息更为丰富，联合纵波和横波特性有助于更准确地确定地下储层和流体特性，减小多解性。文章介绍了多波多分量技术在四川盆地川地区广构造上的初步应用情况，该区块在多波多分量采集处理获得较好资料的基础上，进行了纵波、转换波（P-SV波）的层位匹配、转换波层位标定、制作了压缩剖面，通过对纵波转换波剖面的对比分析，纵波、转换波（P-SV波）的联合反演，提取了纵横波速度比、λ_ρ、μ_ρ等属性参数，对须六段进行了储层预测并取得了初步成效。     

利用瑞雷面波调查表层结构的可行性分析

石油地震勘探记录中的瑞雷面波能量强、衰减慢，可利用时频分析理论来描述其频散分量的时间-频率分布特征。石油勘探中，所关注的地表结构可简化为低速带、降速带和高速基岩三层模型，面波的大部分能量都集中在基阶模态中，形成的频散特征相对简单。因此，利用石油地震勘探记录中的瑞雷面波来调查表层结构是可行的，它具有中等尺度的探测能力。但石油勘探从激发到接收，都采取各种方式来压制面波，因而需要开展多方面的研究：①结合面波、折射初至波和微测井信息的联合反演；②地震记录中适合面波分析的炮检距范围、道间距与表层分辨率的关系；③排列横向地形起伏变化对面波传播规律的影响；④高保真提纯面波信号的方法；⑤运用时频分析提取频散曲线的方法；⑥针对三层结构的面波正反演方法。总之，充分利用地震记录中的面波信息调查表层结构将会为静校正量的计算和地震精确成像提供新的技术手段。     

南海北部含油气盆地地层压力预测与监控技术研究

对于高温高压盆地只有准确地预测其地层压力，才能确保钻井的安全，才能搞好油气地质研究。地层异常高压将导致地震波速度降低，因此可以利用地震速度法来预测地层的压力。利用层速度趋势线法和电阻率法进行钻前预测；利用改进的DC指数法、伊顿(EATON)法、岩石强度法和常规测井参数进行地层压力随钻监控；利用中途VSP和SWD(RVSP)技术及纵向宽带约束反演技术对地层压力进行随钻预测。这些技术应用于南海北部大陆架东方1—1、崖21—1等构造取得了很好的效果。     

二维小波变换在去除面波干扰中的应用

在原始地震记录中，面波干扰往往会掩盖有效信号，降低资料的信噪比。常规的一维滤波和F—K滤波方法在去除面波时，会损害有效信号，丢失一些有用的地质信息。小波变换是一种时频分析方法，具有分频和局部分析能力，可以从地震资料中将面波分离出来，而不伤害有效波。二维小波变换去除面波的基本原理是：首先依据面波和有效波视速度的范围，在时间一空间域把原始单炮记录分成没有面波和含有面波的记录；然后应用二维小波变换对含有面波的记录进行时频分析，将其变换到时间、频率、空间和波数四维域中，利用有效波与面波在频率域和波数域上的差异进行面波分离，去除面波，提取有效波，并进行信号重构；最后将重构的信号与没有面波的记录叠加，即可得到去除面波干扰的资料。实际资料处理结果表明，二维小波变换去除面波的方法具有良好的应用效果，有效信号得到了加强，信噪比得到了提高。     

利用地震反演技术钻前预测井壁稳定性

为有效克服钻井过程中出现的井壁失稳问题,基于褶积模型的测井约束反演方法,提出了利用地震层速度反演技术在钻前预测安全钻井液密度范围的模型。该预测模型充分利用探区内的地震记录资料,以测井信息和地质资料为约束条件,通过制作合成地震记录进行层位标定,建立初始波阻抗模型,运用宽带约束反演技术获得具有较高分辨率的波阻抗模型并最终得到速度资料。利用反演结果结合统计模型、趋势面模型、神经网络模型及岩石力学模型等常用预测模型可以实现钻前井壁稳定性预测。通过该方法反演出塔里木油田一口探井的层速度曲线,并在钻前预测出该井的安全钻井液密度范围,与实钻数据进行对比分析的结果表明,该预测方法具有良好的预测效果,可满足钻井工程的需要。     

复杂地表波动方程反演延拓静校正

静校正问题是复杂地表地区地震勘探所面临的一个主要问题，它在很大程度上制约着资料处理的质量。本文在已知表层速度模型的基础上，研究了一种利用波动方程反演的静校正方法，即通过理论推导将静校正问题归结为一个求波动方程边值的反问题(亦称未知边值的反问题)，换句话说，复杂地表的静校正问题可通过波动方程边值反演来实现。文中针对反问题的特点给出了数值求解方法。这种静校正方法具有适应复杂地表起伏及表层速度变化剧烈的特点，可以充分考虑波场通过表层时所发生的透射、散射及反射，使延拓的波场具有较高的精度。数值模拟结果验证了方法的有效性。     

独立成分分析在随钻地震信号处理中的应用

 随钻地震是利用钻头破岩发出的信号作为震源,进行钻头前方地层预测的一门技术。随钻地震记录信噪比低,波场非常复杂,其数据处理的关键是从钻柱顶端加速度传感器的记录中分离出来自钻头的振动信号,作为与地面记录互相关的源函数。本文利用独立成分分析方法对钻柱顶端安装的两个加速度传感器的6个分量进行处理,并利用相应的混合矩阵和波形特征,对各种独立成分来源与特征进行分析。利用得到的独立成分和地表地震记录做相关处理,并从地面记录道中估计出了地滚波、钻具折射波和直达波,提高了处理资料的信噪比。此法表明,独立成分分析方法对于解决随钻地震多种信号的混叠问题和提高随钻地震数据处理的质量非常有效。