三维VSP多波速度分析方法及应用

针对三维VSP多波速度分析问题,研究并实现了三维VSP上行反射纵波及转换波的速度分析方法。该方法可求取接收点以下反射层的多波速度,填补了常规VSP速度分析方法中仅依靠下行波初至求取接收点以上地层速度的缺陷。该速度分析方法包含非零偏VSP多波时距曲线公式、纵波反射点计算、转换波转换点的迭代算法及在没有横波初至信息的情况下求取检波点处横波速度的方法。在此基础上,建立了三维VSP多波速度分析流程和步骤。应用于理论VSP多波资料及实际斜井三维VSP多波资料的处理,得到了与地面地震时间坐标一致的多波叠加速度模型、多波动校正道集及叠加剖面。处理结果证明了该方法的正确性和有效性。     

一种确定转换点的算法及其应用

提出了在转换波资料处理中求取任意界面转换点位置的一种迭代算法。该方法在炮检距和横、纵波速度以及反射界面倾角已知的条件下，对任一转换波旅行时均可通过迭代方法确定其相应的转换点的位置，方法简单且有效，一般情况下，只需进行几次迭代就可得到精度很高的解，迭代过程稳定、收敛。该迭代方法不仅可直接用于转换波CCP道集抽取，还可直接用于相应的转换波速度分析及其动校正。     

利用独立伽马场的反射波时间比例转换波叠前时间偏移

基于转换波时间比例的转换波叠前时间偏移方法不利于纵波和横波速度分析,也无法保证后续偏移成像的精度。对比分析了转换波和反射波时间比例表征的两种转换波叠前时间偏移方法,指出基于反射波时间比例的转换波叠前时间偏移方法可直接引用由反射波数据求取的纵波速度,将双平方根时间方程的求解简化为单独求取横波速度问题,有效地降低不确定性;在反射波时间比例的表征中引入独立伽马变量,给出利用独立伽马场的转换波叠前时间偏移方法,通过时间匹配求取介质纵横波平均速度比,消除炮检距、地层倾角等因素的影响,在此基础上迭代计算横波速度并更新纵波速度,得到具有明显物理意义的纵波速度、横波速度和介质纵横波平均速度比。实际数据应用表明,该方法具有更高的运算效率和更好的成像效果。     

多分量地震勘探技术在准噶尔盆地西北缘的应用

利用准噶尔盆地西北缘车排子地区纵、横波资料、测井资料,根据纵波、转换波传播的性质和特点,进行有针对性的转换波勘探观测系统设计,得到较高质量的多分量地震勘探数据;通过对转换波资料进行水平分量负炮检距反转,转换波去噪、静校正、共转换点道集抽取、速度分析、时间偏移等处理,得到信噪比较高、反射信息丰富、波组特征明显的多分量处理数据;通过纵横波标定、合成地震记录制作、转换波波型识别与层位对比、转换波剖面压缩与速度比求取、属性剖面计算、地震岩石物理分析、纵横波联合反演的解释思路,获得了与钻探结果相吻合的解释成果。     

利用零偏VSP资料求取横波速度 ——以七北101井VSP测井为例

:通过分析零偏VSP记录中的一组强波的时距曲线和极化方向，证明这组强波是纵波震源所激发的纵波在地表附近强阻抗差界面上产生的下行直达转换横波。由于这种波具有纯横波的运动学特点，因此可以拾取其初至时间，计算横波的层速度，进一步求取纵横波速度比及泊松比。分析了这些物性参数在判别岩性和气层的应用效果。     

转换波勘探中的低速带效应

主要讨论了3个问题:①低速带表层的纵横波速度比对多分量记录矢量性的影响;②多分量记录上折射波的类型;③形成转换折射波的条件。理论分析表明,在转换波勘探中,当低速带表层的纵横波速度比较大时多分量记录表现为标量波场,当纵横波速度比不是很大时则表现为矢量波场;模型分析表明,垂直方向记录上的折射纵波主要是下行和上行纵波,水平方向记录的转换折射横波主要是下行纵波和上行横波。文章还分析了低速带底层介质和下伏基岩不同纵横波速度对转换折射横波振幅的影响,认为形成转换折射横波的条件是低速带底层横波速度远远小于下伏介质的横波速度。     

基于行波分离的三维弹性波矢量场点积互相关成像条件

针对传统三维弹性波逆时偏移方法存在横波合成不准确的难题,提出基于行波分离的矢量波场点积互相关成像条件。首先利用传统波场分离方法获得标量纵波和矢量横波;再对波场分离得到的标量纵波求取梯度获得矢量势纵波,对矢量横波求取旋度得到矢量势横波;然后求取弹性波场的坡印廷矢量并据此对矢量势纵横波进行分解,分别得到上、下、左、右、前、后行波;最后将炮点分解得到的上、下、左、右、前、后矢量纵、横波分别与接收点分解得到的下、上、右、左、后、前矢量纵、横波对应做点积互相关,得到炮点纵波接收点纵波偏移剖面、炮点纵波接收点转换横波偏移剖面、炮点转换横波接收点纵波偏移剖面和炮点转换横波接收点转换横波偏移剖面。该成像方法理论上可以消除逆时偏移产生的低频噪声,且无需对转换横波偏移剖面做极性校正;模型算例证明了算法的准确性和有效性。     

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转换波资料的处理是转换波勘探的核心问题之一。本文所说的转换波是指向下入射纵波到达反射面后向上转换成的反射横波。因此 ,转换波与纵波相比 ,其处理的难度和复杂性就在于 :向下传播的是纵波 ,而向上传播的是横波 ,造成了传播路径不对称 ,且上下行波速度不一致 ,同一共转换点CCP道集的道并不在同一反射点 ,同时介质的非均匀性和各向异性对上行横波的影响也远大于纵波。这些差异决定了转换波的独特的处理方法。转换波资料的处理除了要考虑上述的特殊性以外 ,还要考虑实际生产的批量处理。我们研究的无迭代速度分析 ,剔除CCP道集中的畸…     

VSP多波旅行时反演

本文基于几何地震学原理,分别利用VSP直达波、反射纵波及上行转换横波旅行时反演层速度。直达波旅行时反演只能获得检波点所在井段地层的速度;上行纵波旅行时反演能获得最深检波器以下地层的速度,即井底以下地层的速度;上行转换横波旅行时反演则能获得横波速度。本文主要研究利用VSP直达波和上行反射波求取井段及井底以下地层的速度,最终根据三维VSP资料获取三维速度体。     

关于倾斜界面转换点的确定

对于倾斜界面，转换波的叠加非常复杂。转换波的转换点坐标不仅取决于界面的倾角，而且取决于界面的倾向。要实现倾斜界面转换波的共转换点道集抽取和转换波叠加，必须确定转换点位置。倾斜界面转换点坐标是一个关于炮检距、震源到界面的垂直距离，横纵波速度比和界面倾角的函数。文中导出确定倾斜界面转换点的两个方程，即四次方程和迭代方程；并且讨论了界面倾角对转换点的影响。计算结果表明，利用迭代方程来转换点位置非常有效且     

P-SV转换波反射系数与野外采集观测系统设计

本文用Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ方程对不同类型界面计算Ｐ波入射时Ｐ波与ＳＶ波的反射系数。通过分析，总结了Ｐ波与ＳＶ波位移反向系数随入射角的变化规律，用以指导Ｐ－ＳＶ转换波地震勘探的野外采集观测系统设计，并结合大庆某工区转换波勘探试验得出相应的结论。     

基于时差特征的转换波参数估计方法

利用时差特征对P-SV转换波的参数进行了估计。基于P-SV转换波双平方根时距关系,根据扫描得到的纵波速度、纵横波速度比或转换横波速度的结果,进行P-SV转换波时差估计。模型和实际资料表明了方法的有效性和准确性。     

基于横纵波速度比值迭代的纵横波联合反演方法

在利用弹性阻抗EI反演纵、横波速度和密度时,若无速度信息,通常设定横纵波速度比k为常数,从而与真实的k值存在误差,将导致反演结果不准确。进一步研究发现,当缺乏大入射角信息时单独基于EI反演纵、横波速度和密度,反演结果易受噪声影响而很不稳定。为此,利用参数分辨矩阵分析了k值对反演结果的影响,发现纵波速度和密度几乎不受k值误差的影响,横波速度对k值的变化十分敏感。基于此提出了非线性k值迭代方法,通过逐次迭代求取准确的k值,相应得到准确的横波速度,进而基于Aki-Richards转换横波反射系数近似方程推导了转换横波弹性阻抗(SEI)方程,提出了基于k值迭代的纵横波联合反演方法。利用层状模型和Marmous 2的部分模型测试了上述方法,结果表明该方法能使k值较快地收敛到真实值,可更加稳定地反演纵、横波速度和密度。     

纵波构造控制的共检波点叠加道相关算法研究与应用

常规纵波构造控制的共检波点叠加道相关算法在处理复杂地区低信噪比、地下构造起伏较大的转换波地震资料时,容易出现“纵横波叠加剖面构造层位不匹配,导致转换波的构造校正量计算不准确”和“算法收敛于局部极值,叠加剖面出现零空间漂移”的现象。本文针对常规算法的此缺点,分析了该算法的理论原理,提出增强纵横波叠加剖面匹配质量和压制“零空间”现象的改进措施： 使用纵波共检波点叠加剖面的构造层位来匹配控制转换波共检波点叠加剖面的构造层位,达到增强纵波CMP叠加剖面和转换波ACCP叠加剖面的层位匹配一致性的目的,提高计算地下构造校正量精度,进而估算较准确的纵横波速度比值; 计算共检波点叠加道与拉平后的转换波构造层位之间的绝对静校正量,以克服静校正处理的“零空间”漂移现象。实际转换波资料的应用表明,改进方法能够进一步提高常规纵波构造控制的CRP叠加道相关算法的剩余静校正处理适应能力。     

VSP资料的叠前波动方程逆时偏移

从波动方程出发,利用有限差分法导出波场外推公式,由此可以进行波场正演计算和偏移。用 P 波方程编制的偏移程序 VSP MIG 既可用于地面资料的偏移,也可用于井中资料的偏移;既可用于 P 波偏移,也可用于 P-SV 波偏移,但需相应的变化速度模型。对于 P 波和 P-SV 波,偏移的成像时间也是完全一样的。分别偏移分离后的上行 P 波和上行 P-SV 波,可以得到纵波和横波两张偏移剖面,这样比纵、横波资料的联合一次偏移可以得到更多的信息。     

VTI介质中弹性参数地震反演方法

根据地震波在具有垂直对称轴的横向各向同性（VTI）介质中的运动学特征，应用传播时间反演方法，进行了水平层状VTI介质的地层弹性参数反演方法研究。在VTI介质中，P－P波的传播时间曲线不再是双曲线，尤其在长排列情况下，已不能用二项泰勒展式精确地反演P－P波的传播时间，用三项泰勒展式则可以达到更高精度；P－SV波的传播时间也可用三项泰勒展式表达，在中等及短排列长度时可达到一定精神。对P－P波、P－SV波的传播时间进行三项泰勒展开时，它们的系数中包含了地震波的各向异性信息及垂直速度信息，中以为地震波的弹性参数反演提供提供基础，模试验分析及江苏油田某地区的二维多波资料实际反演结果表明，在最大炮间距为1．5倍地层埋深时，可以很精确地得到三项泰勒展式的系数，应用这些系数能精确反演地层弹性参数，包括P波、S波的垂直速度和各向异性参数。图4表1参5（杜丽英摘）     

用P-SV波叠加剖面合成横波层速度剖面

本文从Zoeppritz方程的精确解出发,导出了P-SV波反射系数的高精度近似表达式,证明P-SV波的反射振幅正比于△V_s/V_s.这里,V_s为反财界面两侧横波层速度的平均值;△V_s为两侧横渡层速度的差值.文中将P-SV波共转换点水平叠加改进为共转换点拟合叠加,得到正比于△V_s/V_s的叠加振幅.仿照纵波勘探中的波阻抗技术,利用P-SV波拟会叠加剖面(或其偏移归位剖面)逐层向下递推反演,再加上适当的标定,便可获得横渡层速度剖面.