声反射成像测井波场分离方法概述

声反射成像测井是一种利用反射波探测地质构造的方法,是近几年新发展起来的测井技术。声反射成像测井中,波场分离方法是提取反射波的主要手段。目前国内存在的波场分离方法包括Radon变换法、f-k滤波、中值滤波、时间慢度相关法等。本文首先阐述了上述几种方法的基本原理和国内现状,其中高分辨率Radon变换和基于小波变换或线性预测法的时间慢度相关法是目前国内的最新技术,两者效果均优于f-k滤波和中值滤波。最后,本文对国内外存在的其他波场分离方法进行说明。     

变速视慢度波场分离

本文根据地震波视速度和偏振特性,导出波场分离矩阵是视慢度p和波速V_p、V_s的函数。由于波速是空间坐标函数,因此,在带有空间坐标的数域与带有视慢度参数户的数域(如时—空域与τ-p域、频—空域与f-k域)相互变換,可实现变速视慢度波场分离。文中还给出了使用τ-p变换法、f-k变换法和DRT法实现变速视慢度波场分离的三种具体方法。采用变速视慢度波场分离方法时,速度函数可采用零井源距直达波的速度或声波测井资料换算的速度。在进行纵、横波分离的同时,可对视慢度p限定不同范围,实现上、下行波的波场分离及f-k滤波、τ-p滤波等。     

声反射成像测井数据处理研究进展

围绕国内外声反射成像测井的发展历史及近年研究成果论述波场分离、偏移叠加等方面在其数据处理中的研究进展。国外从最初的F-K滤波发展到现在的多种方法,主要是以线性预测理论为基础的分离方法。国内最新技术是以小波变换和STC方法结合的多尺度相关法。偏移成像方法主要集中在叠前偏移方面,广义Radon变换法、Kirchhoff偏移、F-K偏移、等效偏移距偏移均投入应用。地震数据处理的逆时偏移技术的引入是声反射测井成像技术的重要方向。偶极横波反射波有更高的探测深度和信噪比,具有一定的方位识别能力,不仅可以得到反射界面倾角,还可以判断界面走向。该方法的研究可以拓展多极子声波测井仪器的应用范围。利用相控阵技术进行声场定向辐射和接收的三维声反射测量方法的研究对未来三维数据处理提出了新的要求。     

快弯曲波方位差异判断各向异性类型的方法及其应用

利用正交阵列偶极声波测井可以提取地层各向异性,但有效区分各向异性的成因类型,特别是区分应力诱导成因还是裂缝等固有成因是个难题。在应力引起的各向异性中,由于应力的集中效应,快弯曲波方位角度在高、低频段的差值接近90°,而在裂缝、页理等固有的各向异性中,快弯曲波方位角度在高、低频段的差值接近0°。基于快、慢弯曲波声源信号一致的特征,构建了新的特征函数,实现了全频段快弯曲波方位角度的计算,同时在反演过程中引入全频段快弯曲波慢度始终小于慢弯曲波的约束条件,极大提高了反演计算的正确率。该方法不仅使正交阵列偶极声波测井能够提取各向异性,还能进一步区分各向异性类型,有效扩展正交阵列偶极声波测井在非常规储层勘探中的应用领域和深度。     

地震数据的中值滤波特性

中值滤波可用于压制地震数据中的相干波场。VSP数据处理中下行波场的压制即是一例。滤波运算应用于沿波场“方向”的各地震道上。从原始记录中减去中值滤波记录后得到最终结果。该中值滤波法可称为“相减中值滤波法”。可通过自动估算记录的相干波场慢度后,该方法可加以推广。以记录上各个点的慢度值为基础,以时一空变方式对记录进行了滤波。中值滤波是非线性的,因此它的特性比线性滤波更难确定。尽管如此,仍有许多可用于分析中值滤波特性的     

慢度-频率投影测井：一种精确计算声波慢度的新质量控制法

对任何声波慢度测井,不管是单极纵波,偶极横波,单极斯通利波,电缆测井波或是随钻测井波,总有会人问一个问题:这些慢度值正确吗?现在通用的大多数计算慢度的方法是基于时间一致性的处理方法,它把一致性作为质量控制的关键。时间一致性处理方法是很优秀的,也是很稳定的,但是它不能准确的回答这个问题。有一种方法是把预测的慢度值投影到散射曲线上(例如慢度对频率曲线图),这个散射曲线图描述波通过接受器阵列的传输特性。对频散井眼传播如偶极挠曲(例如泄露纵波),它在散射曲线的低频限是一个正确的地层横波慢度。而在散射曲线上重叠处理预测慢度是识别正确慢度的一个很清晰的过程,它是一个单一深度的分析、是很费时的。我们已经完善了一种新的的质量控制方法(慢度对深度),它能准确的估计声波测井的正确性。这个新的质量控制方法叫慢度频率分析(SFA),在SFA方法中,从记录波形中的每个深度产生一个散射曲线,散射曲线的上的慢度对频率信息被投影到慢度轴上,然后每个深度的慢度投影绘成一条曲线。从基于时间一致性处理得到的慢度重叠在SFA投影图上。对于偶极挠曲波信号,如果预测的慢度曲线位于SFA投影的最低限,则预计的慢度与偶极挠曲波信号的低频限一致,慢度曲线是正确的。这个测井是正确的,那是因为它与散射曲线描述的数据一致。这种新的QC方法适用于任何形式的声波传播。我们的论文提供的是电缆测井在软地层中记录的单极波和偶极波。     

一种提取声波测井频散波相慢度的方法

在声波测井中，单极子声源激发的斯通利波和偶极子声源激发的弯曲波都是频散波。严格来讲，传统的相似法只适于处理非频散波，不适于处理频散波。只有从频散的斯通利波和弯曲波中提取出相慢度，才有可能进一步求准地层渗透率和横波慢度等参数。提出一种简便、快捷的方法从声波测井的频散波中提取相慢度。该方法从离散傅立叶变换的圆周时移性质出发，分别将2道频散波在幅度最大位置劈开做圆周时移，对圆周时移后的波形做快速傅立叶变换进而得到2道连续的相位谱，再由2道波形的相位差和接收探头间距可以计算出相慢度。给出了用该方法处理理论计算的偶极子波和现场声波测井资料的例子。     

用偏移滤波法分离信号与相干噪声

波场分离中的一个关键问题是找到一个能将信号与相干噪声相互分离的域。一种名为偏移滤波的新的波场分离算法,能根据信息波至的传播路径和实际时差特征将之分离。这是用正演模拟算子计算信号与相干噪声波至来完成的。采用线性最小二乘反演算法对上述两量作出模型估计,则预测的信号通过对信号模型估计量的正演模拟得到。合成数据和野外资料实例表明:偏移滤波法能改善P波反射与面波、P波反射与管波、P波衍射与S波衍射的分离效果。与常规滤波法相比,偏移滤波法的主要优点是波场分离能力更强,在一般的反演法框架下混合运用任意两类常规变换法进行波场分离的能力也更强,并能通过调控,减少信号与相干噪声间的串音现象。这种方法的局限在于:与常规变换相比,计算量至少增加一个数量级,且对某些波型难以选择合适的模拟算子。     

ThruBit偶极声波测井资料处理方法及应用

ThruBit偶极声波测井仪器是斯伦贝谢公司ThruBit过钻头测井系统新型的声波测井仪器,能同时采集全波及交叉偶极横波信息,在复杂井眼条件下能获取优质的地层弹性波信息。结合ThruBit偶极声波测井仪器结构及数据特点,研究基于该仪器的全波慢度提取、全波能量提取以及各向异性反演的处理方法,利用该方法在四川盆地页岩地层处理了30余口井的偶极声波测井资料。通过自主开发的软件模块有效解决了利用ThruBit偶极声波测井仪器资料处理及页岩气储层评价问题,为页岩气的勘探开发提供了有力支撑。     

用偏移滤波法分离信号与相干噪声

波场发离中的一个关键问题是找到一个能将信号与相干噪声相互分离的域。一种名为偏移滤波的新的波场分离算法，能根据信息波至的传播中 和实际时差特征将之分离。这是用正演模拟算子计算信号与相干燥声波至来完成的，采用线性最小二乘反演算法对上述两量作出模型估计，则预测的信号通过对信号模型估计量的正演模拟得到。合成数据和野外资料实例表明，偏移滤波法能改善Ｐ波反射与而波、Ｐ波反射与管波、Ｐ波衍射与Ｓ波衍射的分离效果。与常规滤波法相比，偏移滤法法的主要优点是波场分离能力更强，在一般的反演法框架下混合运用任意两类常规变换法进行波场分离的能力也更强，并能通过调控，减少信号与相干燥声间的串音现象，这种方法的局限在于：与常规变换相比，计算量至少增加一个数量级，且对某些波型难以选择合适的模拟算子。     

偶极横波远探测测井中反射波振幅恢复方法

偶极横波远探测测井方法能够探测井外几十米范围内的裂缝或洞穴等地质构造,对于油气勘探和开发有着重要意义。考虑到横波在地层中传播时会产生能量衰减,导致传播路径较长的反射波振幅偏低且与之对应的井外远距离反射体的成像质量差,可引入一套反射波振幅恢复方法进行处理。该方法主要包括2个部分：①在考虑测井环境和计算单位等影响因素下改进波前扩散能量补偿公式,并将其用于恢复横波反射波在地层扩散中损耗的能量;②建立适用于处理测井资料的叠前反Q滤波公式,在增加振幅补偿高、低频极限等约束条件的基础上将公式用于计算补偿反射波的地层非弹性衰减。叠前反Q滤波法成功实施的关键在于获取准确的横波品质因子Q,对此提出一种利用实测和数值模拟偶极横波直达波联合计算Q的方法,该方法的核心在于通过数值模拟的直达波校正实测直达波振幅的几何扩散衰减量。研究结合现场实例的处理和分析验证了偶极横波反射波振幅补偿方法的可行性和有效性。     

垂直地震剖面处理方法

根据垂直地震剖面的基本原理,针对非零井源距(偏移距)观测资料,研究和制定出一套垂直地震剖面处理方法。主要处理过程包括:动校正和静校正;上行波、下行波球面扩散振幅补偿;中值滤波与二维滤波相结合分离上行、下行波场;垂直地震记录变换为共反射点叠加记录(VSP-CDP 变换)。该处理方法适合于比较复杂的非零井源距垂直地震测量资料处理,也适合处理直井或斜井观测资料。通过对赛伯720计算机现有一些地表地震处理软件作了改进,同时又新增加了一些软件,使上述处理方法已模块化。本文还介绍了实际处理的两口井的非零井源距观测资料,其结果表明所使用的处理手段是正确而实用的。利用处理结果,结合测井和地表地震资料,精细地分析了井周围地层与地震反射的对应关系。     

MT全频段偏移成像技术及其在苏北地区的应用

在提出经改进的有限差分法大地电磁场偏移成像技术基础上．进一步研究并实现了全频段偏移成像技术,使成像信患得到了丰富完善,提高了分辨率并推进到了适用于复杂地电模型和实际资料处理解释的阶段。通过对江苏北部地质构造复杂地区大地电磁测深资料的偏移成像处理和解释。展示了该方法的有效性和实用性。     

各向异性介质中弹性波逆时偏移技术的研究现状与展望

基于矢量波动理论的多波地震技术在解决各向异性地层的精确勘探方面具有理论基础优势,纵、横波深度域成像是多波地震资料处理的关键之一,多分量联合逆时偏移是实现纵、横波深度域成像的重要方法之一。总结了横向各向同性(TI)介质中弹性波逆时偏移技术的研究现状,重点分析了弹性波延拓和纵、横波成像中各个环节的实现思路与存在的主要问题,在此基础上探讨了该领域未来的研究方向。TI介质中弹性波方程逆时偏移领域重点技术主要包括:三分量地震数据之间的频谱一致性处理技术、各向异性随机边界构建技术、各向异性逆时偏移的噪声压制技术、数据驱动的TI介质中的纵、横波解耦技术、更准确的纵、横波传播方向求取技术和横波三叉区的处理与成像技术等。     

SVD滤波法在直达波和折射波衰减处理中的应用

在地震资料的处理过程中，需要消除原始资料中直达波和折射波等能量很强的线性干扰波的影响，但常规方法在切除线性干扰波的同时也切除了来自浅层的反射能量，从而失去了反映浅层地质构造的信息。应用SVD（奇异值分解）滤波法不仅可以达到衰减具有线性特征的直达波和折射波能量的目的，又能突出具有非线性特征的浅层一次反射能量，可以避免丢失浅层有效反射信息。理论模型的试算和对实际资料的处理结果表明，应用SVD滤波法处理地震资料能取得较好的效果。图3参6     

关于中值滤波的理论基础

在垂直地震剖面法(VSP)的资料处理中,为了分离上行波和下行波,除了用二维滤波等方法以外,还可以用中值滤波方法。本文简述此方法的实现过程,方法的特点,并阐明此法的理论基础。中值滤波方法实质就是中位数法(median),它不同于常用的最小平方方法,它是一种以误差的绝对值之和达到最小来确定参数的方法。     

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石油地震勘探记录中的瑞雷面波是一种干扰波，在反褶积和叠加前必需首先将面波从炮记录中分离出来，以提高叠加剖面的信噪比。地震数据处理中压制频散瑞雷波通常是利用其低频特征采用高通滤波，或利用其低视速度传播特征采用ｆ－K滤波的方法来实现。文章给出了一种分离瑞雷面波的新方法，在假设地表为非弹性自由边界条件的基础上，给出了从总垂直位移记录中分离纵波分量和横波分量的非线性滤波器，利用此非线性滤波器从常规地震记录中分离出的波场即为频散瑞雷面波。该算法通过Fourier变换来实现，但是它有别于常规的ｆ－K域视速度滤波方法。通过对数值模拟记录和野外实际观测记录的处理结果分析，这种分离瑞雷面波的非线性滤波方法可以在实际地震数据处理中应用。     

自适应相减和Curvelet变换组合压制面波

面波是原始地震资料中主要的噪声之一,其强能量特性严重影响了地震资料的品质。为了提高地震资料的品质,又不损伤有效信号,提出了一种基于自适应相减滤波和Curvelet变换组合压制面波的方法。首先利用自适应相减滤波的保真保幅特性,最大限度保护有效信号的同时压制大部分面波,然后通过Curvelet变换的多方向特征压制残留面波。实际地震数据处理后,面波得到有效压制,资料信噪比明显提高,振幅时间切片更加光滑,分频扫描记录中低频信息保护较好,是一种相对保真保幅的面波压制方法。     

基于形态滤波的声波法测油井中动态液面信号消噪算法

在声波法测油井中动态液面信号过程油套环空会产生各种噪声,使采集到的声波信号有效波受到干扰甚至湮没于噪声中不易被辨识提取,需采取有效措施将噪声尽可能地滤除。信号处理中采用形态滤波方法对声波测油井中的动态液面信号进行消噪处理。形态滤波的特点在于能够根据有效信号的形态特征对其进行滤波提取,其中结构元素的恰当选取非常关键。通过对实际声波法测油井数据形态滤波,噪声被较大程度地抑制,有效信号在形态上具有较高的保真度;通过对滤波前后的信号作频谱对比,滤波后信号的频谱更为平滑。     

压制叠前相干噪音的速度变换域滤波方法

叠前压制相干噪音是地震资料处理技术研究中的重要课题之一.由于各种相干噪音具有不同的特性,所以必须采用不同的压制方法.本文提出的压制叠前相干噪音的速度变换域滤波方法,依据叠前地震资料中折射波以及各种形式的面波与视速度或叠加速度存在不同关系这一特征,有针对性地选择叠前道集的相应速度变换域进行有针对性的滤波,从而不仅可以对相应的噪音进行有效的压制,而且可以使有效信号得到较好的保护.将此法用于实际资料处理,效果明显.