复杂条件下的深度成像技术

基于波动方程的叠前深度偏移方法能在复杂介质条件下精确描述波场,且能高精度成像。此方法包括波场向上和向下延拓进行基准面校正、基于深度域共成像道集的成像点速度模型修正技术和应用成像条件前后作偏移数据内插的偏移反假频技术等核心技术。经实际应用,基于波动方程的叠前深度偏移技术在波组的分辨率、断层的清晰度、深部目的层的成像精度以及振幅的保持等方面都明显优于传统方法。     

混合法VSP共炮记录叠前深度偏移

VSP处理方法反演地下结构直接、精确，是寻找复杂构造的、隐蔽的油气藏的最重要的方法系列之一。文章提出的混合波场延拓法VSP共炮记录单程波动方程叠前深度偏移，就是一种VSP对复杂构造精确成像的方法。首先把波动方程分解为上行和下行单程波，把波动方程解析解法(傅氏变换法)和数值解法(有限差分法)相结合，提出VSP偏移的混合波场延拓法，以使波场延拓适应速度的纵横向变化；再结合VSP的特点，在波场外推过程中，当在某深度处继续下延波场时，把从上部延拓至此的波场加上此处埋置的检波器的记录结果作为此处的波场；借鉴地面地震叠前深度偏移原理，提出了可适应速度纵横向变化的、可对复杂构造精确成像的单程波动方程混合波场延拓VSP共炮记录叠前深度偏移方法。纵、横向变速介质的数值模拟结果显示，该方法精确、有效。     

山前带地震数据的波动方程叠前深度偏移方法

作为复杂介质中最精确的地震波成像技术，波动方程叠前深度偏移在山前带复杂构造成像中大有可为，但该方法对速度误差非常敏感，抗噪能力较差，其成败取决于叠前去噪、表层速度结构反演和偏移速度分析的有效性，要使山前带地震勘探取得更大突破，就需改善单程波动方程深度偏移对高陡、倒转界面的成像精度，研究出可提高初至层析分辨率的新方法以及自地表开始的偏移速度建模方法。基于广角隐式有限差分单程波传播算子与波场“逐步累加”技术，研制了直接自起伏地表进行波场延拓与成像的叠前深度偏移算法。SEG山前逆掩推覆构造模型偏移试验表明，该算法具有很高的精度；川西龙门山实际宽线地震资料成像的试处理结果，也展示了该方法相对于叠后深度偏移的优势。研究还表明，面向地质目标优化地震波照明与接收效果也是需要重视的问题。     

井间地震资料克希霍夫积分法叠前深度偏移

针对井间反射波资料的特点，采用克希霍夫积分法进行井间资料叠前深度偏移成像。讨论了对井间上、下行波场进行叠前深度偏移成像的一些技术细节和难点，以及井间叠前深度偏移成像处理中涉及的层析成像速度反演、波场分离等技术，并分析了井间反射波偏移成像的有效范围。最后通过模型试算，验证了方法的可行性，并取得了较好的成像效果。     

VSP数据波动方程叠前深度偏移成像及立体地震成像

本文从三维声波方程出发,通过引入参考速度,推导出折射项和绕射项方程,并对绕射项进行优化展开,得到适应任意变速情况下的VSP数据波动方程叠前深度偏移方程及其差分格式;讨论了有限差分法的误差补偿、波场成像条件;基于波场传播的线性叠加原理,在一定成像条件下,提出了把地面地震记录、VSP记录及井间地震记录偏移到同一成像空间的完整的地震地像方法--立体地震成像。立体地震成像实质是：地面地震数据、VSP数据及井中反射地震数据的成像过程可以统一成一个波动方程叠前深度偏移过程,同时,每种数据的成像结果也可以单独输出。模型试算结果表明,在立体地震成像过程中,每一种观测方式对目标地质体的照明范围不同,它们对目标地质体的成像互为补充与加强,使得目标地质体的成像更加精细。     

从2007年度EAGE年会看地球物理技术的发展

采用多方位或宽方位的三维采集技术,能够改善地震资料的照明、去除多次波和提高横向分辨率,因此,相对窄方位采集的资料,在成像方面有明显的改进。在地震速度建模方法中建立短波长的速度模型,可以提高速度场的分辨率。复杂地质体建模加入地层倾角变化和各向异性的影响,使得速度模型更加适应地下复杂构造。在构造倾角大于90°和射线多路径成像问题中,可以采用逆时偏移方法实现高陡构造的成像。纵波各向异性叠前深度偏移应用表明,在偏移处理中即使采用最简单的各向异性参数,也比使用各向同性参数处理的效果好,各向异性参数应尽早引入处理流程。对比转换波资料的各向异性叠前时间偏移和各向异性叠前深度偏移,各向异性叠前深度偏移能够改善成像道集和剖面的质量。S波分裂中的慢S波在含水地层的振幅响应为弱振幅,且S波分裂现象明显,而含油地层的S波分裂不明显。这些观测表明了用S波分裂进行油水识别的可行性。多分量地震资料中PS波的振幅信息能够提升PP波在河道砂岩识别中的精度,速度比和各向异性参数的应用能精细刻画地层裂缝发育。在四维地震资料处理中,叠前时间偏移和叠前深度偏移获得的不同差值剖面可能会改变对剩余油分布的判断,显示出叠前深度偏移处理的重要性。用时移地震资料监测断层的移动,可以规避钻井穿越活动断层时的风险。贝叶斯方法能够有效地计算出AVAZ反演产生的不确定性,可视化显示后可为AVAZ反演效果提供评估依据。叠前地震资料反演的属性参数能用于储层预测。     

库车大北构造带三维叠前深度偏移处理解释技术

叠前深度偏移已成为解决复杂地区地震成像的有力工具,但与叠前时间偏移相比其速度敏感性较强,这是制约其应用的技术瓶颈。库车大北地区位于塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带西段,地表结构和地下构造的双重复杂使得该区地震成像难度很大。介绍了处理解释结合,多重约束叠前深度偏移速度建模方法,通过表层调查、层析反演、井资料约束、非地震资料等多信息的融合应用,建立叠前深度偏移速度场,采用各向异性叠前深度偏移方法,较好地解决了该区复杂构造成像问题。     

库车大北构造带三维叠前深度偏移处理解释技术

叠前深度偏移已成为解决复杂地区地震成像的有力工具,但与叠前时间偏移相比其速度敏感性较强,这是制约其应用的技术瓶颈。库车大北地区位于塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带西段,地表结构和地下构造的双重复杂使得该区地震成像难度很大。介绍了处理解释结合,多重约束叠前深度偏移速度建模方法,通过表层调查、层析反演、井资料约束、非地震资料等多信息的融合应用,建立叠前深度偏移速度场,采用各向异性叠前深度偏移方法,较好地解决了该区复杂构造成像问题。     

地震成像中的Born近似与Rytov近似比较

地震波散射理论中的Born近似和Rytov近似是目前地震数据波动方程叠前深度偏移成像技术和波场模拟技术中最为常用的两种近似。利用波场传播散射理论中的局部Born近似和局部Rytov近似,分别导出了单程波方程的稳定的Born近似波场传播算子和稳定的Rytov近似波场传播算子,然后从理论和实践上比较了它们在地震数据波动方程叠前深度偏移成像中的应用效果。基于相位扰动的稳定的Rytov近似波场传播算子对速度变化引起的波场相位变化的适应性要比基于波场扰动的稳定的Born近似波场传播算子好，稳定的Born近似波场传播算子可视为稳定的Rytov近似波场传播算子的一阶近似,因此,对于主要基于地震数据相位信息的地震数据构造偏移成像, Rytov近似在理论上要优于Born近似。此外,还用国际标准模型--Marmousi模型地震数据的偏移成像,从实践上证明了Rytov近似要优于Born近似。     

Q叠前深度偏移在四川盆地薄层成像中的应用

四川盆地表层结构复杂,目的层埋藏深(大于7000m),深层反射地震信号吸收衰减严重,地震信号能量弱、频率低、子波畸变严重,进而导致深层成像分辨率低,薄层识别困难。为了减小地层吸收对叠前深度偏移成像的影响,采用GeoEast软件系统开展了Q叠前Kirchhoff深度偏移应用研究。Q叠前Kirchhoff深度偏移通过引入复速度和复旅行时,严格按照波场传播路径对地层吸收造成的振幅衰减和频散效应进行振幅补偿与相位校正,以有效提高深层成像的保真度和分辨率。实际应用结果表明,相比常规叠前Kirchhoff深度偏移,Q叠前Kirchhoff深度偏移能显著改善偏移结果的振幅关系、拓宽有效频带、提高偏移成像的分辨率,使深层薄层容易识别追踪。     

直接下延法波动方程叠前深度偏移

对于地表和地下地质条件复杂地区的地震资料偏移处理来说，由于现有的偏移方法大都假设激发点和检波点在同一个水平面上，因此给偏移结果带来了一定的影响。为此，探讨了直接从起伏地表开始的波动方程叠前深度偏移方法。简述了逐步一累加法和频率一空间域有限差分叠前深度偏移方法的基本原理，在此基础上提出了复杂地表和地下地质条件下的直接下延波动方程叠前深度偏移方法，该方法不受起伏地表条件的限制，对模拟层速度的适应性强。模型试算和实际资料试处理表明，该方法直接从起伏地表开始向下偏移，将波动方程基准面校正和叠前深度偏移有机地结合起来，既能对复杂构造精确成像，又能适应任何起伏地表条件。     

井间地震野外资料的叠前波动方程深度偏移

为了得到较好的井间资料偏移剖面，本文对井间野外资料做了一系列处理。首先根据资料的走时，频谱分析和测井资料等确定了纵、横波初至，并分别用不同的频带对资料作了滤波处理及纵、横波初至能量切除，得到了加强了反射波的纵、横波资料。     

TTI各向异性速度建模在涠西探区的应用研究

涠西地区断层发育,构造复杂,地层横向变化大,各向异性明显。各向异性介质中地震波有特殊的传播方式,各向同性偏移方法在解决偏移归位问题上效果差,成像质量不能确保。因此,基于各向同性的叠前深度偏移数据对小断层刻画不清楚,导致储层精细刻画难度大,砂体预测、流体预测的准确度不够高。为了解决各向同性存在的问题,文章研究方法基于各向异性偏移理论,利用各向异性建模技术可以提高成像精度、落实多级断层和构造、提高资料信噪比和分辨率、满足目的层储层预测和精细油藏研究认识需要。通过对靶区各向异性叠前深度偏移处理,效果对比各向同性,边界断层成像更加清晰,断层与周围地层的接触关系更加清楚,波组特征更活跃,小断裂更加干脆,内幕细节更丰富,基底刻画更合理。断裂和基底部分各向异性处理效果十分明显,为精细地质解释和反演提供了更好的地震资料。     

共偏移距道集波动方程叠前深度偏移的Green函数法

在基于波动方程的偏移速度分析中，共偏移距道集数据的波动方程叠前深度偏移是十分重要的，因为它能提供地质上可解释的偏移图像（如不同偏移距的共成像点道集）。本文根据共偏多距道集数据的具体物理特性，采用Green函数法实现共偏移距道集数据的波动方程叠前深度偏移。在Green函数算子的具体构造中使用了稳定的Rytov近似计算慢度横向扰动引起的散射波场。用Marmousi模型数据进行了试验，结果表明共偏移距道集波动方程叠前深度偏移Green函数法的偏移结果不仅与常规的利用双平方根算子的共偏移距道集波动方程叠前深度偏移方法的结果相当，而且还能为偏移速度分析提供了不同偏移距的共成像点道集，对野外各种观测系统的适应性也很强。但本文的Green函数法的计算量较常规共偏移距波动方程叠前深度偏移法有明显增加。     

基于地质层位约束的2D波动方程偏移速度分析方法

叠前深度偏移和偏移速度分析是复杂构造成像处理中两个相互依赖且不可分离的过程。一方面,叠前深度偏移是使地下复杂构造精确成像的惟一途径,而叠前深度偏移需要一精确的速度模型;另一方面,因为叠前深度偏移对速度非常敏感,偏移后资料的剩余曲率提供了指示偏移速度正确与否的信息,可以作为偏移速度分析的工具。利用2D波动方程叠前深度偏移抽取共成像点的偏移距道集,通过分析共成像点道集的剩余时差与偏移速度误差之间的关系,给出了基于地质层位约束的迭代剖面偏移剩余速度分析方法,并用一个合成数据实例验证了该方法的有效性。     

起伏地表下基于高阶广义屏算子的叠前深度偏移

:基于波场逐步累加的“直接下延”法是解决复杂地表和地质条件下叠前深度偏移成像的有效手段。波动方程的深度偏移对介质速度横向变化有较强的适应性，适宜于复杂构造的偏移成像。高阶广义屏算子随其阶数的增多，其精度也将越高。基于高阶广义屏算子，应用直接下延法，实现了起伏地表条件下的高阶广义屏算子深度偏移。在具体的计算中，采用一系列的近似以避开奇值点，保证算法的稳定性。模型试算结果表明了该方法的有效性。     

Walkaway VSP深度域叠前偏移成像

本文从Helmholtz方程出发,推导了适用于Walkaway VSP波动方程叠前深度偏移的Fourier有限差分算子,并建立Walkaway VSP波动方程外推的流程。模型测试和实际资料处理结果表明,Walkaway VSP深度域叠前偏移成像方法既能适应速度场的剧烈变化,又可以保证对陡倾地层的成像效果,对复杂构造成像精确。