对含气层反射波频率降低现象的认识

以往许多人把含气层中反射波频率降低的现象,解释为含气层对高频成分的吸收.但是这种理论无法解释含气层深处的反射波频率变高的现象.如果把含气层看作一个薄层,其顶、底界面的反射系数可以近似地认为是数值相等、方向相反.从频谱时延和叠加定理出发,含气层的反射波的频谱等于入射波频谱与薄层顶界面的反射系数及一个因子(1+Ke^-i2πfτ)的乘积.此因子实质上相当于一个气层滤波器,其频率特性的复现周期f₀=1/τ.用此理论基本上可以解释清楚上述矛盾现象.     

基于模型的水层多次波去除方法

本文提出一种衰减水层多次反射的方法。首先估计水底反射系数函数，再加上计算出的振幅函数，同时考虑振幅和波形来模拟所有阶的水底多次反射波。在频率－－慢度城模拟水底的一次反射和多次反射。在数据模型中的振幅函数包括震源方向性函数、震源虚反射响、检波器组方向性函数、接收点虚反射响 以及与炮检距有关的几何扩散项。在小炮检距范围内，我们可以假设海底反射系数仅与频率有关，可以用最小平方法估计。利用海底的一次反射波     

层状介质中多次反射波的作用

在层状介质中,采用“隔离层”的办法,可以分离出一次反射波和多次反射波。通过研究层状介质系统中多次反射波的特点可以看到,多次反射有加强低频成分能量的作用,随着界面反射系数的增大,反射次数和层数的增多,这种加强低频作用就越加明显。     

基于反射波层拉平的绕射波分离与成像方法

在碳酸盐岩缝洞储集体为主要地质目标的探区,可以通过绕射波分离与成像来提高对溶洞、裂缝等特殊异常体的刻画精度。基于常规的地震资料处理模块,提出了一种基于反射波层拉平的绕射波分离与成像新方法。利用空间属性建立的共深度点CDP与炮集中各道记录的一一对应关系,完成将叠加数据体层位拉平时间信息映射到叠前炮集中各道记录上,进行叠前炮记录的反射波组拉平处理;在层拉平的基础上根据炮集记录中反射波与绕射波同相轴轨迹的规律性几何差别,采用FK滤波等技术将强反射波分离出去。介绍了关键处理技术,给出了详细的处理流程,并展示了针对物理模型观测数据和实际三维地震资料的应用效果。     

基于VOF方法的造波、消波技术

以N-S方程为控制方程,基于有限体积法,将入射波波场作为人工的分布源项加入动量方程,提出了适用于VOF方法的源造波——消波段技术,可以有效地消除波浪遇结构物的反射波;在水槽末端布设消波段吸收入射波,允许在较小的计算域内提供任意的有效工作时间,提高了计算效率。对行波及驻波的计算,分别考察了前端及末端消波段的有效性。     

地震反射波与散射波波场分离方法初探

与地震反射波相比,地震散射波具有更好的刻画地层细节特征的能力,为此开展了地震反射波和散射波波场分离方法的探索性研究。 从理论上探讨了地震反射波和散射波之间的共性和差异,并根据热传导的相关理论,提出了采用基于热传导方程的扩散滤波方法进行地震反射波和散射波波场多尺度分离的思路和方法。 以实际三维地震工区叠前偏移数据为例,开展了地震反射波和散射波的波场分离数值实验。结果表明：该方法可以相对地分离地震反射波和散射波能量,且能够分别反映出地层的宏观特征和微观特征,其中分离出的反射波剖面信噪比得到了明显提高,而散射波剖面信噪比较低,但却能够反映出地层的裂缝分布和非均匀地质体的边缘特征,可以更加有效地刻画掩盖在常规地震反射波能量之下的微观地层细节特征,对于实际地震资料数字处理具有重要的参考价值     

一种基于单程波方程的转换波模拟方法

 采用脉冲或子波作为震源，利用单程波方程分别将炮点和检波点向下延拓，每延拓一个深度步长对两波场进行零延迟相关，进而采用相关值乘以相关点处的反射系数即得反射波场值。与此同时计算出两波场的时间之和，再根据等时叠加原理，将前面计算的反射波场值在对应的时间和空间位置处进行叠加，即可实现P-S转换波资料的共炮记录正演模拟。若将炮点和检波点位置互换，则可以实现S-P转换波资料的共炮记录模拟。由于该模拟方法在处理过程中无需估算转换点位置，因此模拟资料更客观真实。通过该方法模拟的转换波具有无直达波、多次反射干扰等特点，且具有一定的动力学特征，是复杂构造模拟、多波多分量模拟等的一种简单实用方法。     

基于岩石物理模型的最优化AVO三参数同步反演方法

由于反射系数线性近似公式受到小角度入射和界面弹性参数差异小的基本假设的限制,常规AVO反演在大角度入射和界面弹性参数差异大的情况下存在严重不确定性。提出了基于岩石物理模型的最优化AVO三参数同步反演方法,该方法将研究工区的特定岩石物理条件作为先验软约束融合到反射系数近似公式中,以最优反射系数近似为基础实现了最终的三参数同步反演。从应用效果看,基于岩石物理模型的最优化三参数同步反演具有更强的工区适用性,减小了常规反射系数近似公式的基本假设对反演结果的影响,而且正交基函数提高了AVO反演的可靠性。     

谱反演在地震属性解释中的应用

任何一个反射系数序列都可以分解成奇、偶分量,奇分量不利于检测薄层,而少量的偶分量可以提高薄层的分辨能力,谱反演的实质就是利用偶分量在厚度趋于零时的有效干涉提高地震资料的分辨率。谱反演是在谱分解的基础上,通过反演方法使频率域目标函数达到极小而反演出反射系数、薄层厚度,在没有噪声和地震子波已知的情况下,可以识别任意薄层,并精确地反演出反射系数值。其主要特点是只采用部分频谱资料就可反演稀疏反射系数或层厚。文中利用谱反演方法对大庆油田的三维地震数据体进行了反演,得到反射系数体,并用该反射系数体与给定的宽频带子波褶积,得到提高分辨率后的地震数据体,再对其进行地震属性分析。与常规资料的地震属性分析结果相比,应用谱反演方法可提高识别沉积相和小断层的能力。     

来自薄层的反射波

我们利用薄层滤波的形式,可以研究某一反射层的反射讯号和透过讯号沿水平方向变化的情形。根据研究结果得到:(1)反射层很薄时反射波的振幅大致与振幅特性值一致;(2)反射系数k大时,在层内产生多次反射;(3)k值小时,反射波波形成为与时间有关的微分形式;(4)透过波的波形变化是很小的;(5)反射波的周期随着岩层厚度而增大。当增加到一定厚度时,波形分叉。透过波的波形,则没有明显的变化。     

Reflection of plane seismic waves at the surface of double-porosity dual-permeability materials

The present work deals with the reflection of plane seismic waves at the stress-free plane surface of double-porosity dual-permeability material. The incidence of two main waves (i.e., P₁ and SV) is considered. As a result of the incident waves, four reflected (three longitudinal and one shear) waves are found in the medium. The expressions of reflection coefficients for a given incident wave are obtained as a non-singular system of linear equations. The energy shares of reflected waves are obtained in the form of an energy matrix. A numerical example is considered to calculate the partition of incident energy for fully closed as well as perfectly open pores. Effect of incident direction on the partition of the incident energy is analyzed with the change in wave frequency, wave-induced fluid-flow, pore-fluid viscosity and double-porosity structure. It has been confirmed from the numerical interpretation that during the reflection process, conservation of incident energy is obtained at each angle of incidence.     

Reflection and refraction of plane waves at the boundary of an elastic solid and double‑porosity dual‑permeability materials

Phenomena of reflection and refraction of plane harmonic waves at a plane interface between an elastic solid and doubleporosity dual-permeability material are investigated. The elastic solid behaves non-dissipatively, while double-porosity dual-permeability materials behave dissipatively to wave propagation due to the presence of viscosity in pore fluids. All the waves (i.e., incident and reflected) in an elastic medium are considered as homogeneous (i.e., having the same directions of propagation and attenuation), while all the refracted waves in double-porosity dual-permeability materials are inhomogeneous (i.e., having different directions of propagation and attenuation). The coefficients of reflection and refraction for a given incident wave are obtained as a non-singular system of linear equations. The energy shares of reflected and refracted waves are obtained in the form of an energy matrix. A numerical example is considered to calculate the partition of incident energy among various reflected and refracted waves. The effect of incident direction on the partition of the incident energy is analyzed with a change in wave frequency, wave-induced fluid-flow, pore-fluid viscosity and double-porosity structure. It has been confirmed from numerical interpretation that during the reflection/refraction process, conservation of incident energy is obtained at each angle of incidence.     

碳酸盐岩储层井旁缝洞体反射横波提取方法

反射波信息提取是横波远探测测井资料处理的基础和关键,其提取精度直接影响井外异常反射体的成像质量。传统的反射波提取方法包括F-K滤波、Radon变换等,在一定程度上忽视了复杂井况和地层条件下产生的多种噪声信号,导致反射波提取精度较低,储层测井解释存在多解性。在大量分析横波远探测测井资料声学特征的基础上,系统梳理出影响反射波提取精度的2类噪声：相干噪声和不相干噪声。前者主要包括地层界面波和多次波;后者包括低频-高频噪声和坏道。通过深入探讨这4种噪声的产生原因、特征和判识方法,形成了噪声压制方法,提出了一套反射横波提取方法。现场实例应用表明,该方法可提高反射波的提取精度,使井外缝洞偏移图像更为清晰。这一研究可为油气层勘探和工程改造提供重要技术支撑。     

基于反射率法的TTI介质正演模拟

本文在平面波入射和全固态各向异性介质的假设条件下,推导了水平层状TTI介质中的频率—慢度域纵、横波反射/透射系数表达式,合成了截距时间—慢度(τ-p)域地震记录,分析了各向异性参数对反射纵、横波AVO特性的影响;利用τ-p变换和迭代相似系数加权相结合的方法合成了球面波,压制了积分截断效应。研究结果表明:①τ-p变换和迭代相似系数加权相结合的方法压制截断效应效果良好。②对于反射纵波,TTI介质中的θ、ε、δ参数既控制大角度入射,也控制小角度入射,VTI介质中ε控制大角度入射,δ控制小角度入射;对于反射横波,各向异性参数对AVO特性的影响规律还有待进-步研究。③受地下介质的各向异性影响,用不同的各向异性参数进行反射率法正演模拟得到的合成记录是不相同的,并且TTI介质反射率法得到的纵、横波合成记录不涉及解耦问题。模型测试证明本方法具有较高的精度和效率。     

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。     

薄互层等效横向各向同性的研究

当由各向同性介质组成的薄互层各层的导厚均远小于地震波的波长时，薄互层会表现出等效横向各向同性。本文发展了横向各向同性介质中波传播的矩阵方法，并利用矩阵阵分别计算了波通过各向同性和等效横向各向同性介质的反射，透射理论地震图。通过比较两者计算的结果，认为对于垂直或接近于垂直入的情况下各向同性介质中的传播矩阵方法对薄互层仍然适用，同时也证实了薄互层的等效横向各向同性，对斜入射时，两者不完全相符。     

Seismic reflection and transmission coefficients of a single layer sandwiched between two dissimilar poroelastic solids

The seismic reflection and transmission characteristics of a single layer sandwiched between two dissimilar poroelastic solids saturated with two immiscible viscous fluids are investigated. The sandwiched layer is modeled as a porous solid with finite thickness. The propagation of waves is represented with potential functions. The displacements of particles in different phases of the aggregate are defined in terms of these potential functions. Due to the presence of viscosity in pore fluids, the reflected and transmitted waves are inhomogeneous in nature, i.e., with different directions of propagation and attenuation. The closed-form analytical expressions for reflection and transmission coefficients are derived theoretically for appropriate boundary conditions. These expressions are calculated as a non-singular system of linear algebraic equations and depend on the various parameters involved in this non-singular system. Hence, numerical examples are studied to determine the effects of various properties of the sandwich layer on reflection and transmission coefficients. The essential features of layer thickness, incident direction, wave frequency, liquid saturation and capillary pressure of the porous layer on reflection and transmission coefficients are depicted graphically and discussed. The analysis shows that reflection and transmission coefficients are strongly associated with incident direction and various properties of the porous layer.     

井间地震反射波叠加成像的DLCDP法

为了对有倾角地层的井间反射波进行叠加成像，同时减少对寝模型的依赖，提出了一种新方法（ＤＬＣＤＰ）。它首先针对倾斜界面进行抽道集，形成井间的超道集，然后利用平均振幅能量准则进行深度、倾角和速度三重扫描，获得井间反射波叠加成像。本文用射线追踪法和声波方程有限差分法制作了合成的井间地震记录，通过模型试算，证实了这种方法的可行性。     

基于采集目标的地震照明度的精确模拟

传统的野外地震数据采集设计方法已无法适应复杂山地地表和复杂地下构造地区。为此本文提出了面向地质目标、基于模型正演模拟的地震采集设计方法。该法利用惠更斯-菲涅耳原理和Kirchhoff积分波场研究地震波的入射和反射的能量分布特征,提出将地震照明度分解为震源对地下界面的照明度及地下反射界面对地表检波器的照明度,并分别通过对两种照明度的分析,确定采集数据的信噪比和地表检波器的照明度,判断地面排列采集反射能量的均匀性,从而确定地震数据偏移成像的分辨率和可靠性。同时,在不需要对地震数据进行偏移成像的前提下,可对采集数据进行直观有效的分析评价,有利于设计人员对观测系统参数进行有目的的修改和完善。     

全波模型的震相分析

模型震相分析是超声地震模型实验研究中的一项基础性工作。全波模型震相分析法可用来研究震相的初动方向。分析震波位移方向有两种方法,即解析法和矢量法。解析法是通过计算反射和透射系数的正负,来确定反射和透射的位移初动方向;矢量法是按入射波波前位移,考虑波阻抗的相对大小定出主矢量,然后在反射和透射方向上进行分解,从而得到相应波的初动方向。此外在考虑模型表面与接收换能器之间的相对位移对震相的初动方向影响时,尚需考虑仪器性能,换能器的指向性以及发、收换能器的组合。由于衰减和多次反射、透射波的存在,使得某些震相消失了,不同震相波的相干叠加还可能造成假象,使许多震相初动点模糊不清。在震相初动方向分析中,还要同时考虑走时、射线路径、振幅、周期、续至相位等运动学、动力学特征。