VSP全井段Q值估计

为获得VSP全井段Q值,包括稳定的深层Q值及表层Q值,用于实际地震资料的反Q滤波处理,利用零井源距VSP资料,采用改进的频谱拟合法进行稳定的深层Q值估算。但是,零井源距VSP的浅层资料往往受套管波影响,资料品质差,初至不清晰,不能用于Q值的估算。而当近地表地层较厚时,从Walkaway-VSP资料的下行波上,可以清楚地看到来自近地表的多次虚反射,因此提出了利用Walkaway-VSP资料虚反射估算表层Q值的新方法,其中表层Q值可看作是近地表厚度的等效Q值。当炮点位于高速层顶时,利用Walkaway-VSP资料求取炮点静校正量,该静校正量值是谱比法求Q值时的时差的一半,然后再利用谱比法估算单炮的表层Q值,依次可以得到整条Walkaway线上的表层Q值。因此,利用零井源距VSP和Walkaway-VSP资料就可以分别得到深层和表层Q值。     

基于S变换和变分法的品质因子Q估计方法

品质因子Q是定量描述黏弹性衰减的重要参数,准确估计Q值有利于储层识别、烃类检测,还可用于反Q滤波来提高地震资料的分辨率。传统的Q值估计方法包括对数谱比法、中心频率偏移法和峰值频率偏移法等,其中对数谱比法的抗噪性较差,而中心频率偏移法和峰值频率偏移法则存在依赖地震子波类型的问题。针对这些问题,提出一种基于S变换和变分法提取品质因子Q的方法。首先,通过研究非平稳褶积模型,推导出非平稳地震数据在S变换域的近似表示形式;其次,在近似表示的基础上,建立了关于品质因子Q和地震子波的目标函数,并基于变分法最小化目标函数,得到Q值估计表达式;最后,为了提高该方法的准确性与抗噪性,设计了一种自适应积分区间选择的方案,该方案可根据地震数据的时频谱自动计算积分区域的频率参数。模型算例测试结果表明,所提出的Q值估计方法不依赖于地震子波的类型和窗函数的长度,同时对噪声具有较好的鲁棒性。实际数据计算结果进一步验证了该方法在Q值估计中的有效性。     

基于广义S变换的叠前Q值反演方法研究

准确估计地震波衰减对提高地震成像分辨率和储层预测及裂缝检测的可靠性具有重要作用。针对利用叠后地震资料估算Q值精度较低、适用性差的问题,提出了一种基于广义S变换的叠前Q值估算方法。首先利用时频分辨率可调的广义S变换,对叠前CMP道集进行时频分析,减小薄层空间谱干扰的影响,从而得到精度较高的时频谱;其次,通过构建并求解时频域反演方程得到谱比斜率,由Q值与偏移距的关系(Qversus offset,QVO)经线性回归估算出零偏移距处的射线平均品质因子;最后,应用层剥离法估算层品质因子。模型数据测试结果证明了方法的可行性;实际地震资料含气砂岩储层段Q值反演预测结果验证了方法的有效性。     

局部时频变换横向约束Q值估计方法

针对传统的频谱比法求取Q值存在噪声、反射相干和变换窗口等引起的算法不稳定问题,提出了一种基于局部时频变换的横向约束Q值估计方法。局部时频变换通过最小平方反演得到光滑的局部时频谱,为Q值估计提供了较好的时频谱值。在局部时频变换基础上,引入横向约束项,约束Q值在横向空间光滑变化,利用最小平方反演理论建立了横向空间约束的频谱比值计算方法。与传统的频谱比值法相比,局部时频变换横向约束Q值估计方法得到的结果更为准确。数值模拟及实际资料处理均验证了该方法的有效性。     

加权谱比法Q值估计

谱比法是现今最常用的Q值估计方法之一。当地震数据中含噪声时,常规谱比法稳定性差且Q值估计结果依赖所选取频段。缘于常规谱比法在利用最小二乘拟合直线时采用的是等权重法,导致其拟合结果受低频和高频区异常值影响较大。为了提高谱比法的稳定性,降低其对频段选取的依赖性,提出了加权谱比法Q值估计方法。在进行最小二乘拟合时,引入高斯函数作为权重因子,降低低信噪比信号的权重系数;且高斯函数的峰值频率和方差分别选用震源子波的质心频率和方差。模型测试结果表明,相对于常规谱比法,加权谱比法的稳定性增强,对频段选取的依赖性降低;实际VSP资料应用进一步证实加权谱比法可稳定、有效地估计Q值。     

基于积分中值参变量法的质心频移Q值估算

常规频移Q值估算方法通常具体假定震源子波振幅谱展布形态,因此限制了方法的适用性及Q值估算结果的准确性。为了拓展频移法的适用范围,不对震源子波振幅谱展布做具体前提假定,由质心频率定义出发,基于积分中值定理及回归分析原理,提出了基于积分中值参变量法的质心频移Q值估算方法。通过引入双向逼近正Q扫描策略,进一步提高了积分中值参变量法的计算稳定性及准确性。数值模拟和实验分析证实了该方法的正确性及准确性。     

基于叠前地震数据的地层Q值估计

与叠后地震资料相比,叠前地震资料包含了更加丰富的地层信息。传统的基于叠后地震资料的地层Q值估算方法因叠加平均效应的影响,Q值估算精度较低、适用性差。为此,本文提出了基于叠前地震资料利用时频谱分解技术估算地层Q值的方法。该方法借助于S变换对叠前地震数据做时频分析,逐道求取频谱比斜率,经炮检距归零处理得到零炮检距处的地层Q值。模型数据和实际资料的应用表明,该方法不仅充分考虑了因地层吸收而引起的振幅、频率等信息的变化,而且避免了常规品质因子计算中的平均效应,使估算的品质因子更加准确,适用性更强。     

托甫台地区TP327井区一间房组Q各向异性分析

碳酸盐岩储层中,裂缝和溶洞为主要储集空间,同时裂缝也是油气运移的主要通道,因此识别裂缝系统对于碳酸盐岩储层的评价尤为重要。以塔里木盆地托甫台地区TP327井区中奥陶统一间房组为研究对象,通过分析环状VSP数据的Q各向异性,描述了裂缝的发育情况。针对VSP井中检波器在目的层之上的情况,提出了一种将叠前初至波和反射波相结合的Q值估算方法。主要技术流程包括:①采用噪声压制方法消除反射波的虚假高频;②利用合成记录的标定,识别VSP单炮记录中的一间房组反射波;③基于Q各向异性特征,通过椭圆拟合分析区域裂缝发育的主方位和Q各向异性程度。该方法的应用结果表明,托甫台地区TP327井区一间房组裂缝发育的主方位为北东(NE)向,这与该区域较广泛发育的北东南西(NE-SW)向断裂的方向一致,从而验证了所提出的Q各向异性分析方法的可靠性和有效性。     

利用零偏VSP资料提高地面地震资料分辨率的方法及其应用研究

随着VSP采集技术的改进,零偏VSP资料的质量明显提高。如果仅仅利用零偏VSP资料求取速度或标定层位,则其中所包含的丰富的地震信息不能得到充分利用。提出利用零偏VSP资料获得地层品质因子Q,通过叠前反Q滤波和叠后VSP子波反褶积,对地面地震资料进行频率与能量补偿的方法。实际应用效果表明,该方法能提高三维地震资料的纵向分辨率和油气地震勘探的精度。     

利用泰勒级数展开的振幅谱积分差值的Q值估计方法

品质因子Q是地震数据处理和解释中的一个重要参数,可用于提高地震记录纵向分辨率和反映储层特性。在常规Q值估计中,时窗与带宽选择是Q值估计的关键,且噪声干扰也会对Q值估计产生影响。为此,文中提出一种基于泰勒级数展开的振幅谱积分差值方法(ASID)。该方法对振幅衰减项进行二阶泰勒级数展开,利用不同时刻地震子波振幅谱差值建立含有Q值的方程,通过求解方程获取Q值。对比试验表明,相对于常用的对数谱比法(LSR)、中心频移法(CFS)和对数谱面积差法(LSAD),文中所提方法具有受频带宽度和时窗宽度影响小,以及抗干扰能力强的优点,且更适用于含薄层地震记录的Q值估计。此外,将ASID法应用于实际海洋资料的CMP道集中,所得Q值估计结果与LSAD法具有良好的一致性。     

基于时变子波的品质因子估计

地下介质的地层滤波效应和吸收衰减效应会使地震信号频带变窄、主频降低、相位畸变。在对非稳态地震记录进行时变子波估计的基础上,从频率域和时间域两方面研究子波的时变性与品质因子的关系。首先推导非稳态记录正演模拟的时间域实现方法,通过子波褶积矩阵表达传播子波的时变性;其次,基于最优化思想,在给定范围内扫描Q值,使深部和浅部两个传播子波达到最佳匹配,提出了频率域子波匹配Q值估计方法和时间域子波匹配Q值估计方法。相比于常用的谱比法,频率域子波匹配法不需要做谱比,并通过最小二乘优化算法替代线性回归,具有更高的抗噪性。时间域子波匹配法通过子波褶积矩阵引入衰减响应,从根本上避免谱估计的误差,具有更高的精度。理论模型和实际数据计算结果表明,两种方法都能快速有效地估计品质因子,与时变子波谱比法相比,对低信噪比数据具有更强的鲁棒性。同时,模型测试表明品质因子估计结果的纵向分辨率有限,两个子波间的时间间隔制约着估计精度。     

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。     

基于线性分解的解析信号法估算品质因子Q

根据Futterman衰减模型，对指数衰减项进行一阶近似展开，反变换到时间域，推导了解析信号衰减关系式。该式表明，衰减后记录的解析信号可表征为衰减前记录解析信号及其导数的线性组合，并建立了品质因子Q与线性组合系数的映射关系。基于该映射关系，提出了一种新的基于线性分解的解析信号法，用于Q值反演。由于线性系数能较好地区分固有衰减（吸收衰减）与非固有衰减（如几何扩散、反射透射损失等），因此该方法对资料预处理（主要指非固有衰减的补偿）的要求相对较低。模型测试表明，新方法具有较好的理论精度；实际资料处理表明，该方法能较好地反演Q值，结果具有较高的可信度。     

表层Q值确定性求取与空变补偿方法

实际地震资料处理中,基于地层吸收补偿的传统方法大多数偏于解决中、深层地层的吸收衰减问题,没有考虑速度、厚度变化剧烈的近地表吸收衰减作用,因此不能获得令人满意的结果。为此,提出了一种基于近地表模型的确定性定量补偿方法,该方法基于地表一致性原理,引入表层相对衰减系数的概念,在共炮检域迭代计算相对衰减系数,结合表层旅行时求表层相对品质因子Q,由实测的绝对Q约束标定相对Q,建立表层Q模型,然后实现稳定的表层Q时空变补偿。经模型数据和实际数据验证,所提方法具有较高的计算精度,目前在多个地区实际资料应用取得了实质性效果。     

基于零偏移距VSP的时变子波反褶积方法

提高地面地震数据分辨率的一种有效方法是从VSP数据中提取反褶积算子并将其应用于地面地震数据,然而,传统的VSP子波反褶积方法通常是在不考虑地震子波时变特性的情况下,提取固定反褶积算子,且由于地震子波是时变的,从VSP中提取一个子波反褶积算子应用于地面地震记录是不准确的,由此提出一种利用VSP数据提取时变子波反褶积算子的方法。该方法将零偏移距VSP数据的下行直达波作为单程VSP地震子波,利用地下介质的衰减函数将单程地震子波的振幅谱转换为双程地震子波的振幅谱,在最小相位的假设下,从时变子波振幅谱中获得时变反褶积算子,然后将算子应用于叠后地面地震数据。理论合成数据和实际地震数据证明了该方法可有效补偿振幅能量并可提高地震记录的分辨率。     

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。     

叠前衰减补偿时间偏移及GPU实现

地下介质的黏滞特性会导致地震波能量耗散、相位畸变，地震剖面分辨率降低。为此，发展了一种偏移方法，可以在叠前偏移中沿波场传播路径补偿黏滞介质的吸收效应，提高地震分辨率。在Q场建模方面，通过VSP测井资料与地面反射地震资料联合应用求取品质因子Q值，并依据衰减合成地震记录与井旁地震道的匹配情况判断Q值是否合理；在压制偏移噪声方面，采用倾角域变偏移孔径的实现方式，通过孔径的自适应改变，有效压制偏移噪声；在提高计算效率方面，采用GPU加速策略，有效解决频率域衰减补偿叠前时间偏移计算效率低的问题。模拟与实际数据处理结果表明，叠前衰减补偿时间偏移在提高地震资料分辨率的同时，能较好保持地震剖面的信噪比与波组关系，在衰减强烈且信噪比较低地区有广阔的应用前景。     

渤海湾海陆过渡带Q叠前深度偏移方法

渤海湾盆地南堡凹陷海陆过渡带的地下构造复杂,由于地表及地下黏弹介质吸收,导致地震波能量衰减严重,造成地震信号强度和频带宽度的损失,为了提高成像精度,需要补偿地震波能量在地层中的衰减。反Q滤波和时频分析方法没有考虑地震波的传播路径,然而实际地震波的能量衰减是与传播路径密切相关的。为此,采用基于Kirchhoff叠前深度偏移的地震成像方法,在偏移过程中考虑了沿不同路径传播的地震波能量衰减,从能量归位和衰减补偿两方面提高偏移成像质量。应用Q叠前深度偏移,利用Q层析方法获得了Q模型,基于Q模型进行Kirchohoff叠前深度偏移成像,有效补偿了振幅、校正了相位畸变,提高了深部数据的信噪比、保真度及构造解释精度,为叠前反演、岩性识别和流体检测提供了可靠依据。