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。     

一种补偿介质吸收叠前时间偏移技术

通过引入描述黏性吸收的等效Q值参数,发展了补偿介质吸收的叠前时间偏移方法。该方法基于地表观测数据建立等效Q值模型,应用补偿因子的光滑性阈值控制解决介质黏性吸收补偿的稳定性问题。基于倾角域菲涅尔带估计,结合稳相偏移的补偿介质吸收叠前时间偏移技术能够在压制介质吸收补偿噪声的同时提高计算效率。利用多流、双缓存机制实现补偿介质吸收叠前时间偏移的GPU/CPU协同计算,缩短了计算时间。大庆油田实际地震数据的应用结果表明,该技术可恢复地震波中被衰减的高频成分,提高地震成像的分辨率,其成果数据支持了大庆油田扶余油层致密油的水平井勘探部署。     

黏滞声学介质地震波吸收补偿叠前时间偏移方法

为了在叠前偏移中沿波场传播路径补偿黏滞性介质的吸收衰减效应,提高地震分辨率,首先导出黏滞声学介质条件下的波场频散关系,引入等效Q值实现频率域波场延拓,基于稳相原理求出波场延拓的渐近解,利用反褶积成像条件得到成像结果,并给出了偏移算法稳定性和数据高频折叠的处理方法,研制出工业化应用软件,完成多个三维工区的地震数据处理。另外,根据VSP资料,正演分析了松辽盆地的地层吸收对地震波场传播的衰减效应。与现有常规叠前时间偏移结果相比,黏滞声学介质吸收补偿地震叠前时间偏移在保护地震低频成分的前提下展宽频带15Hz左右,大幅提高了地震成像分辨率。     

菲涅尔孔径叠前深度偏移

我们研究了改善地震成像的可能性。我们讨论了菲涅尔带是如何与偏移孔径相关联的，并引入了菲涅尔孔径的概念，即菲涅尔孔径是地下菲涅尔带在检波器面的直接时域当量。通过这些概念，我们提出了一种新的用于优选孔径和偏移的有效方法。对复杂介质来说，可产生多道，且对一给定像点来说，可能存在多个菲涅尔孔径。实际上，由于背景宏观速度模型的不精确和滤波、用于格林函数计算的射线追踪方法的不精确和可能的数据噪声恶化，在许多情况下，真正的菲涅尔孔径将被“假”孔径代替，这样显然就添加了新的菲涅尔孔径。因此，这些“假”菲涅尔孔径就产生了地下噪声恶化图象。现在假设，单散射同相轴对以上提到的变形是相当稳定的，它们相应的菲涅尔孔径保持基本不变形，并具有最强的振幅。根据这一主要假设，我们提出了一种方法，该方法类似于速度分析，可交互地或至少半自动地拾取强振幅菲涅尔孔径。然而，在速度分析中，不得不假定某一数量的用户交互。当把这项技术与叠前基尔霍夫深度偏移方法相结合时，我们就把它叫做菲涅尔孔径叠前深度偏移。这种成像方法已应用于Marmousi模型数据和北海数据。与常规成像相比，两种情况的图像质量均得到明显改善。     

数据驱动的控制束偏移方法

射线束偏移虽是一类灵活、高效且精度较高的叠前深度偏移成像方法，可实现陡倾地层和多波至成像，但传统的高斯束偏移将所有反射能量沿等时面投影到地下空间，对τ-p域中的所有同相轴进行偏移成像，带来巨大计算量、偏移噪声及偏移假象。作为高斯束偏移的一种改进，控制束偏移在τ-p域选取优势能量同相轴做偏移，能显著提高计算效率，降低偏移噪声；然而控制束偏移方法大多只利用了检波点处的水平慢度信息。为此，本文提出一种充分利用炮点和检波点水平慢度信息的数据驱动控制束偏移方法。即首先分别对局部共检波点道集和共炮点道集进行倾斜叠加，再利用相干分析拾取炮点和检波点水平慢度信息，然后依据设计的偏移质量指示因子筛选拾取的同相轴，最后对所选取同相轴进行成像。与传统高斯束偏移方法相比，数据驱动的控制束偏移方法对偏移噪声和偏移假象的压制更彻底，对低信噪比数据成像具有显著优势。模型数据和实际数据测试验证了该方法的可行性、有效性和适用性。     

构造倾角约束的有效能量叠加成像方法及应用

基于反射波、绕射波以及野外资料中的噪声在倾角域共成像点道集(Dip-angle Domain Common Image Gathers,DDCIGs)中的响应特征,本文实现了一种基于构造倾角约束的有效能量叠加成像方法。通过高斯束叠前深度偏移提取倾角域共成像点道集,在DDCIGs中识别有效的反射和绕射能量及低信噪比数据引起的噪声,并结合偏移剖面和探区地质信息划分出叠加区块,进行基于构造倾角约束的成像处理。Marmousi模型测试以及实际资料偏移结果表明:本文方法可以有效压制偏移噪声,提高剖面信噪比及增强剖面同相轴的连续性,具有很好的人机交互功能,便于在实际资料处理及参数选取中进行质量控制。     

基于卷积神经网络的倾角域弹性波逆时偏移噪声压制方法

相比传统的声波逆时偏移方法,弹性波逆时偏移(ERT M)可以提供更多地下结构的物理信息,然而其偏移中的串扰噪声及各种非物理噪声严重降低了成像质量.为了获得更高分辨率的地震成像,介绍了一种在ERT M生成的倾角域成像道集上使用卷积神经网络(CNN)估计叠加孔径,实现稳相叠加从而压制偏移噪声的方法.该方法通过在倾角域识别主...     

松辽盆地古龙页岩油保真宽频宽方位各向异性地震处理技术

松辽盆地古龙页岩油勘探已见良好前景,实验室测量结果表明古龙页岩具有极强的各向异性和吸收衰减效应,强各向异性会造成速度分析失准,强吸收衰减会造成地震频率降低和波形相位畸变,二者综合影响会降低地震成像结果的保真度和可靠性.为了提高地震处理成果保真度和对井符合程度,消除各向异性和吸收衰减对处理成果的影响,消除断层附近因同相轴成像上翘带来的构造误差,提供保真处理成果和高品质CRP道集.基于岩石物理分析结果和波动方程正演指导下的各向同性速度分析方法,得到平滑准确的初始速度场;应用黏滞声学介质稳相Q偏移展宽频带提高分辨率并更新速度,采用OVT域数据规则化和OVT偏移得到宽方位处理成果用于裂缝预测;结合实验室测量结果和井信息建立场,完成各向异性叠前深度偏移,利用基于Hessian矩阵真振幅恢复技术为叠前反演提供高品质保真CRP道集.研究成果可为地质和工程甜点预测提供高品质的地震处理成果和CRP道集,后验井钻探成果分析验证了该方法的适用性和可靠性,为提高古龙页岩油地震预测符合度提供了有力支撑.     

VTI介质各向异性叠前时间偏移方法

基于VTI介质的假设,通过结合单程波方程与VTI介质的时间偏移频散关系,发展了一种基于波动方程的VTI介质各向异性叠前时间偏移方法,给出了由均方根动校正速度与均方根各向异性参数确定的走时和幅值解析表达式。同时,综合分析速度与各向异性参数对CRP道集走时的影响,通过CRP道集内同相轴剩余动校时差的迭代拾取,实现了在偏移过程中偏移速度与各向异性参数的建模。理论模型试算和南海某深水区二维地震数据成像结果表明,应用VTI介质各向异性叠前时间偏移方法可以实现大角度倾斜界面更为准确的成像归位,同时能够保证剖面的能量聚焦效果。     

应用GeoEast系统提高牛中斜坡地震成像精度

牛中斜坡前期地震道集数据品质不高,纯波数据信噪比偏低,偏移成像精度不够。为此,以GeoEast系统为依托,应用自适应面波衰减、高能干扰分频压制及叠前线性干扰压制等去噪技术,在相对振幅保持条件下压制噪声;建立较精确的均方根速度场,并优选合适的偏移孔径做好叠前时间偏移。获得的道集成果信噪比大幅提高,有利于提高叠前含气检测精度;纯波数据信噪比及分辨率明显提高,地震响应异常突出,相对振幅保持程度高,为储层反演及油气预测奠定了基础;偏移成像精度大幅提升,断裂展布规律合理,断点较清晰。文中的成果对柴达木盆地三湖地区及其他岩性油气藏勘探目标区的地震数据处理具有借鉴作用。     

地层倾角约束自适应孔径叠前时间偏移

本文在地震层位解释的基础上,采用自动倾角扫描,确定成像点的地层倾角,然后根据成像点所在的地层法线确定其对应的偏移孔径范围。若地下某一点所在的地层倾角不同则确定的偏移孔径也不同,从而既保证了有足够大的偏移孔径使倾斜地层成像,又避免了偏移孔径过大造成的偏移噪声。应用本文方法在土库曼斯坦阿姆河右岸地区对碳酸盐岩复杂构造成像取得了满意的结果,说明该方法具有广阔的应用前景。     

倾角域逆时偏移绕射波成像方法

地下缝洞型储层及非规则矿体的地震响应表现为绕射波,在成像域倾角道集中进行反射波压制,有利于这些目标体绕射波成像。利用逆时偏移（Reverse Time Migration,RTM）和Kirchhoff积分偏移分别进行倾角道集的提取,在倾角域分析两种典型成像方法对绕射波的成像能力。研究表明,在倾角域RTM比Kirchhoff积分偏移算子具有更强的反射波聚焦能力,有利于成像过程中对反射波的压制。具体而言,采用波印廷矢量方法在RTM过程中进行倾角道集输出;在RTM提取的倾角道集中反射波能量聚焦为孤立的“噪点”,绕射波则表现为一条拉平的直线。基于两者形态的差异,在倾角域进行中值滤波能有效分离绕射波与反射波,进而实现RTM绕射波成像。数值实验结果验证了文中方法的正确性和有效性。     

偏移距规则化技术在叠前时间偏移中的应用

叠前时间偏移生成的共成像点道集是海相碳酸盐岩天然气储层叠前预测的基础数据,要求具有较高的信噪比、分辨率和振幅保真性。叠前时间偏移共成像点道集中振幅相对关系受到破坏的一个重要原因,是野外地震数据偏移距空间分布的非均匀性。研究开发了具有针对性的叠前偏移距规则化技术——基于偏移距分布密度的叠前振幅加权方法,其实质是根据每个偏移距的空间分布密度确定适当的振幅比例因子,对所有分组后的共偏移距数据做振幅加权处理,再进行叠前时间偏移。选取了某个正在进行海相碳酸盐岩储层研究的勘探区域,采用上述方法消除了野外偏移距不规则分布造成的成像假象,得到了相对振幅特征保持良好、信噪比和分辨率明显提高的共成像点道集。     

叠前时间偏移技术及其在三江盆地的应用

三江盆地前进坳陷XDLZ地区构造较复杂，以往开展的二维叠后时间偏移成像精度低且空间位置不够准确，为此进行了二维叠前时间偏移处理研究。首先分析了Krchhoff积分法叠前时间偏移处理中关键技术和参数（如叠前去噪、振幅补偿、反褶积、静校正、均方根速度建模和偏移孔径选取）对研究区复杂构造成像的影响及处理技巧；然后对叠前时间偏移和叠后时间偏移在该区的应用效果进行了对比分析，表明Kirchhoff积分法叠前时间偏移处理结果包含的地震信息更加丰富，深层复杂构造成像得到改善，同相轴的连续性和断层及断点空间位置更趋合理，成像相位和振幅误差较小，构造成图精度较高（约提高了4％）；最后，指出了该技术在实际应用中应注意的问题。     

逆时深度偏移中的子波拉伸校正

文中提出一种在逆时偏移的波场延拓后、应用成像条件前对地震数据进行子波拉伸校正的方法,在延拓过程中分别提取各网格点震源波场和接收点波场在成像时刻的地震子波,对其进行压缩处理,再应用归一化波场分离互相关成像条件,得到拉伸校正后的成像结果。该方法不改变成像结果的振幅与相位。其中,子波压缩计算需要的各网格点的反射角和局部地层倾角由地震波场的坡印廷矢量(Poynting vector)计算得到。数值算例表明,该方法能够校正由于反射角增大引起的子波拉伸效应,提高逆时偏移的成像品质,为AVA/AVO分析提供高精度的输入道集。     

频率波数域共偏移距叠前时间偏移方法

叠前时间偏移(PSTM)是一种改善速度分析及叠加效果．提高剖面成像质量的十分有用的工具。AVO分析前进行叠前时间偏移．能够有效地改善AVO的分析效果。提出了一种2D频率波数域共偏移距叠前时间偏移方法，阐述了其基本原理．并用数值计算验汪了方法的有效性和实用性。该方法不仅能够对大倾角地层进行成像，较好地保持振幅．而且运算速度快。偏移后的道集可以用于偏移速度分析。