Walkaway VSP多次波成像技术研究

Walkaway VSP多次波成像是将地震相干应用于VSP中。首先讨论了Walkaway VSP多次波成像的基本原理。对比了传统VSP与Walkaway VSP多次波成像的照明区域之后,通过对模拟资料进行成像,讨论了影响成像的因素。模拟数据与实际数据的多次波成像结果表明,Walkaway VSP多次波成像能够对井附近的结构较好地成像,从而拓宽VSP成像区域。应用过程中发现,多次波成像的深度和质量受地表反射能力以及检波器埋深的影响。地表反射能力越强,成像深度越深,成像的质量越高;检波器埋藏越深,成像结果对复杂地表的敏感度越小,成像的深度也将减小。     

虚源成像观测系统设计方法

虚源成像法可以避开地形起伏和复杂上覆地层对深部地质目标体的影响,提高地震勘探的分辨率和保真度。为了提高虚源成像的质量,在射线分析的基础上,给出了单层水平介质条件下虚源成像观测系统设计的定量表达式,从运动学的角度解释了固定相位点的物理意义,即满足反射波入射角等于直达波入射角的炮检点空间分布。同时,提出了调谐采样间隔的概念,为反射波信息准确重构的定量评价提供了一种有效方法。在此基础上,研究了不同参数对虚源成像质量的影响,其中介质速度和检波点的埋藏深度对成像质量有较大影响,而地质目标体的埋藏深度以及检波点间距对成像质量影响较小。数值试验的结果表明,随着介质速度和检波点埋藏深度的不断增大,调谐采样间隔不断增大,炮间距的选择范围也随之不断增大,进而为虚源成像地震数据采集提供更加高效保真的设计方案。     

应用长短期记忆循环神经网络的弱反射信号增强方法

由于沉积环境的特殊性和复杂性,地下介质中不同反射界面的波阻抗差可能差异巨大。如果储层的有效反射信息较弱,在地震数据中极可能被强反射信息掩盖,不易被识别,影响了储层识别效果,因此亟需一种解释性处理技术突出弱反射信息。常规方法一般是先从地震数据中分离出强反射分量,再将它削弱或删除。但如果地震子波提取不准确,减去法中强反射残留会引入虚假信号。文中提出了一种“升弱降强”的新思路,通过构建幂次反射系数映射模型缩小弱反射信号与强反射信号的相对差异。首先计算测井反射系数的幂次反射系数,将弱反射系数相对增大、强反射系数相对减小,得到拟反射系数序列;再用原始反射系数序列和拟反射系数序列分别与地震子波进行褶积运算,得到合成地震记录和拟合成地震记录,生成训练样本集;然后用该样本集训练长短期记忆(LSTM)循环神经网络,建立合成地震记录与拟合成地震记录的映射关系;最后将该网络应用于地震数据,增强了地震弱反射信号。模型和实际数据应用结果表明,该方法能有效增强地层本身引起的弱反射信号,提高地震数据的储层识别能力。     

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。     

虚同相轴方法及其在陆上地震层间多次波压制中的应用

油气目标勘探对地震勘探技术的要求越来越高,多次波压制已经成为一个不可回避的技术瓶颈。在陆上地震数据中,多次波通常是层间多次波,其动校正量、叠加速度和频率成分与一次波十分相似,导致了多次波预测和压制的困难。基于虚同相轴原理预测层间多次波,并通过自适应相减技术衰减层间多次波。针对虚同相轴在陆上地震数据应用中的诸多实际问题,提出了虚同相轴陆上近似应用方法。相比于其他方法,虚同相轴方法不需要任何地下信息,具有较强的适用性。合成数据和实际陆上地震资料处理结果表明,虚同相轴陆上近似应用方法适用于实际叠前地震数据,显著衰减陆上层间多次波,突出一次波能量。     

宽线技术在下扬子地区页岩气勘探中的应用

下扬子地区广泛分布的泥页岩有机碳含量高,是页岩气勘探的有利区域。但该区构造复杂,地层褶皱发育,地震资料信噪比低,成像质量差,造成页岩气勘探、开发难度大。基于对工区现有资料的分析,通过正演模拟对采集参数进行精细论证,设计出宽线（3线2炮,60m炮距）大组合（Crossline方向）地震数据采集方法,所采集资料信噪比大幅提高,有效反射的波组特征明显,构造清晰,剖面品质提高。模型正演和实际应用都证明该方法是下扬子构造变形区提高地震资料信噪比、改善成像效果的适用技术。     

基于交叠组稀疏非凸Lp伪范数高阶全变分的地震随机噪声压制

针对高阶全变分模型在地震资料去噪中存在严重阶梯效应的问题,引入交叠组稀疏去噪技术;为提升对局部细节的保护能力,加入非凸L_p伪范数正则化,形成一种改进的去噪模型。该模型是从传统孤立的数据点向四周延伸,充分挖掘信号的邻域相似性。由于改进模型存在耦合问题,进一步采用交替方向乘子迭代法将其转化为四个子问题,并在求解过程中采用最大最小值算法和加权方向迭代L₁算法以提高计算精度和效率。模拟数据和实际资料的应用结果表明,所提方法不仅能有效减弱阶梯效应,压制地震数据中的随机噪声,而且具有保护弱小信号局部细节的能力。     

初至拾取中基于超级虚折射干涉的信号加强

中国西部山区地形起伏大,地震资料能量弱、信噪比低,难以准确拾取初至。基于稳相叠加原理,超级虚折射干涉可有效加强弱初至信号。首先,针对超级虚折射干涉叠加次数不均导致振幅不一致的问题,将相关型超级虚折射干涉和褶积型超级虚折射干涉结合起来形成混合型超级虚折射干涉,保证叠加次数的一致性;其次,为进一步增加折射波初至的叠加次数,提出了炮点域和检波点域联合叠加方法;然后,针对互相关或褶积都会产生子波旁瓣的问题,引入反褶积处理,对由混合超级虚折射干涉得到的虚折射波场进行反褶积处理,压制旁瓣,弥补远偏移距数据的高频损失;最后,针对实际资料的处理,设计了具体的初至拾取中基于超级虚折射干涉的信号加强的技术流程,有利于实现方法的工业化应用。模型试验和实际资料应用结果表明,该方法可有效增加叠加次数,加强远道低能量初至,提高资料的信噪比,为静校正等后续处理提供高质量基础资料。     

多频声波全波列波形裂缝特征分析及应用

声波全波列测井资料在地质应用分析中有很多的用途,诸如判别地层岩性、识别裂缝、估算渗透率及指示含气层等。通过研究多孔介质理论在裂缝类地层的应用方法,选定裂缝试验模型并进行了波形处理方法分析,采用面积比算法求取波形首波的波至点、分析波形形态衰减特征,采用傅立叶变换分析了声波幅频响应特征,采用曲线分形、曲线多重分形和曲线分段多重分形分析了裂缝模型的声波形态特征。该套方法在实际全波列测井资料应用过程中能够较好地识别裂缝分布及发育特征。     

利用三维聚束滤波方法消除相关噪声

在复杂地区的三维地震勘探中，相关噪声是提高信噪比和准确实施速度分析及偏移成像的主要障碍之一。现有的消除相关噪声方法也不能令人满意，为此本文试图用三维聚束滤波方法消除三维地震资料中的相关噪声。考虑到三维观测系统的复杂性，在三维聚束滤波方法设计中采用两个关键步骤：①将地震资料按方位角分区，把三维时距关系简化为二维，从而避免了高费用和不稳定性；②引入动态平衡面元，避免有些方位角分区内地震道数可能不够，保证了结果的稳定性和高分辨率。合成资料和实际资料的处理结果表明，本文提出的三维聚束滤波方法能够有效地消除各种相关噪声。