慢度法全波场模拟及其水平慢度积分的实现

叠前地震数据的反演需要以某种正演算法为基础。本文从弹性动力学方程出发，采用慢度法计算层状介质的叠前地震记录。同反射率法一样，慢度法也能够提供地震波场的完全解，包括地震波在地层中传播时形成的一次波、多次波和转换波信息，而且其中间结果容易解释。具体实现步骤为：①通过傅立叶变换和汉克尔变换将本构方程和弹性动力学方程变换到频率-慢度域；②在频率-慢度域得到反射、透射系数矩阵递推公式；③分别对频率和慢度进行积分变换得到时-空域的地震道集。文中还讨论了慢度积分计算中解的稳定性问题。     

层状半空间地震数据的弹性波方程反演

由于叠前地震数据同时含有丰富的纵波和横波信息，而且这些信息与岩性密切相关，因此根据叠前数据的反演可以得到比常规叠后波阻抗反演更丰富、更有效的岩性信息。由于层状弹性半空间的地震波传播规律具备模拟AVO分析的条件，所以可采用一种基于弹性波波动方程的方法来合成叠前记录。文中推导了球面波在层状半空间形成的反射公式，此式包含了波前扩散效应、层状地层的横波反射及自由表面的反射，以此正演模拟算法为基础，建立了一套叠前弹性波方程反演方法，其中反演问题的求解用遗传算法完成。为了能有效地搜索到最佳地层参数，遗传算法的具体实现完全依照叠前反演这一特定的多参数非线性优化问题而设计。由叠前弹性波反演得到的纵横波速度和密度可用来计算泊松比、弹性模量等岩石物性参数，为识别储层孔隙中的流体性质提供了新手段。     

利用地震,测井资料联合反演储层物性参数

地震、测井资料联合反演技术，是利用地震，测井数据的互补特性，从井间地震数据中反演地层的物性参数。共分三步进行：（１）查清井间地层构造形态，应用Ｂｏｒｎ近似反射线性反演技术，从叠前或叠后地震记录中得到反映层速度界面的反射系数剖面，效果相当于有或叠后的偏移剖面，并用作非线性反演的井间几何形态约束信息；（２）求取井间地震波参数，应用最优拟合牛顿法学线性反演技术，分别得到地层反射系数，波阻抗和介质速度参数     

利用不同角度域P波资料反演纵、横波速度

基于反射P波垂直入射假设的常规地震道反演方法不能得到可靠的速度或其他岩性信息，而利用叠前地震资料按部分角度道集叠加后，可以获得多个具有AVO特性的地震剖面，信噪比也得到显著改善，因此角度部分叠加道集可以作为弹性阻抗反演或纵、横波速度同步反演的基础道集记录。对每个角度范围的部分叠加剖面进行反演处理都会得到该角度范围内的阻抗或纵、横波速度值，但是不同角度范围内反演结果之间的关系以及如何求取零入射角的纵、横波速度值仍然是难以解决的问题。为此本文提出利用地震波传播速度在各向异性介质中随入射角变化的理论，由各个角度范围的纵、横波速度反演结果求取地震波零入射角的纵、横波速度的方法，实现了利用叠前P波资料同步反演地震纵、横波速度，进而可以求得纵、横波速度比和泊松比剖面，为解释人员进行岩性及含油气性解释提供可靠的依据。     

基于弹性波动方程的叠后地震反演方法

本文提出一种新的基于弹性波动方程的叠后反演技术,即利用反射率法求解弹性波动方程的一维解析解。反射率法利用向量化的递推计算求取地震波反射系数并以此模拟全波场（反射波和多种转换波以及多次波）,并考虑透射损失和地层厚度对波场的影响。新方法首先分析纵波速度、横波速度与密度之间的关系,然后直接从叠加数据中反演纵波速度。本文在贝叶斯反演框架基础上,通过微分拉普拉斯分布引入弹性参数的先验信息,降低了反演的不适定性,提高了反演分辨率和稳定性。模型数据和实际资料反演结果证明了新方法的有效性。     

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。     

混合地震反演技术及其在水合物勘探中的应用

在没有钻井资料的勘探地区，人们期望能快速准确地反演出各种属性参数。虽然叠后反演简单易行，但仅能反演出波阻抗信息；而叠前反演能够提供较多的属性参数，但运算量巨大。为将叠前和叠后的优势有机地结合起来，人们提出了混合反演的方法。混合反演法的基本原理是：首先采用基因遗传算法，在叠前数据上根据勘探要求任意选择控制点进行波形反演，建立弹性模型；然后利用AVO处理方法得到P波和伪s波剖面；最后，在P波和伪S波数据体上，以弹性模型作为低频背景趋势，进行叠后约束稀疏脉冲反演，得到P波阻抗和S波阻抗剖面以及纵横波速度比、泊松比和拉梅参数等地震属性参数。利用混合反演法对我国南海北部的0101线进行了反演，得到了品质较高的多种属性剖面，并对水合物的赋存情况进行了分析。     

地震波反演成像方法与技术核心问题分析

常规的地震反演成像分为偏移速度分析与层析成像、叠前深度偏移(角度道集产生)和AVA分析/反演3个重要环节,其中的关键技术是当前勘探地震学中的核心技术。全波形反演(FWI)是理论意义下十分完善的地震波反演成像理论框架。原则上,FWI可以把上述3项常规的反演方法技术合为一体,给出比较理想的反演成像结果。但是,由于叠前地震数据的不完备、地震波正演模拟方法不能很好地模拟实测地震波场、初始模型不够精确、地震子波的未知和空变,使得严格意义下的FWI方法尚不能很好地解决实际问题。通过叠前地震数据和地下介质模型的特征表达,提出把经典的FWI分成透射波层析成像、最小二乘叠前深度偏移成像和反射波层析成像3个线性化反演方法的串联,构成FWI反演成像的实用化流程。针对我国陆上地震数据的特点,指出做好浅层速度模型建立、背景速度模型建立、成像道集层析速度模型建立、最小二乘叠前深度偏移成像、张角及界面倾角道集的产生以及小角度成像道集波阻抗反演,是当前推进FWI反演成像方法技术应用与发展的关键所在。     

利用非线性方法估算叠前偏移速度

这里我们描述了两种基于非线性优化法的层速度估算法；甚快模拟退炎法和遗传算法。目标函数是利用深度偏移后的叠前地震定义的。反演问题涉及到两相邻的偏移后的炮记录之间反射界面的横赂一致性的优化问题。     

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。     

声波方程变系数反演

本文在声波介质近似下,采用广义最小平方准则求解地震反射信息的非线性反演问题,并由此建立了一套由当前地震记录(对应于当前介质模型)与观测到的地震记录之间的残差确定介质模型修改量的数学模型。因所用资料是叠前资料,所以该方法考虑了直达波、折射波和多次波能量。若从弹性波方程出发,则可考虑面波能量。该方法的关键在于正演模型的建立,为了选择一个既省机时,精度又高的正演模拟方法,本文在试算过程中,采用了六阶有限差分法进行正演模拟。理论模型的试算结果表明,该方法是可行的。为使问题简化,我们只考虑了单一参数(速度)变化的情形。     

初至波与反射波旅行时多尺度渐进联合层析成像

针对应用单-波反演难以更准确、更全面地重构地下速度信息及层析正反演中网格剖分大小相互矛盾的问题,本文采用Humphreys等^[1]的数据加权算法,对模型空间和数据空间进行加权,并在反演中采用多尺度渐进层析反演;通过比较模型上各种波的理论旅行时与实际拾取的旅行时残差,更新模型速度及界面深度参数。模型资料试算结果表明,应用初至波与反射波旅行时联合层析整体上要优于单-波旅行时层析的结果;多尺度渐进层析反演能有效地解决层析正反演网格剖分大小的矛盾;在-定范围内,随着反演网格尺度的逐渐减小,反演精度也会逐渐提高。实际资料试算结果表明该方法是可行的,可以为高精度地震勘探提供精细的速度模型。     

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。     

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。     

柱对称条件下地震面波波场正演研究

地震波场模拟能使地震波在地球介质中的传播过程可视化,有助于了解地震波的传播特点。为提高计算效率,通常将三维空间简化为二维处理。但在二维直角坐标下的波场正演无法获取波场的三维特征,对体波振幅特征、面波振幅和相位特征的描述都不甚准确。为此,在柱对称的基本假设下,选择二维柱坐标以模拟弹性体波和面波的波场传播;推导柱坐标下的弹性波方程,对该方程进行有限差分正演,计算柱坐标系下的面波波场。正演模拟结果表明：柱坐标下正演所得波场具备三维空间的振幅和相位特征,体现了该算法的正确性;该算法兼具保持振幅特征与计算效率两方面优势。     

SLG地区低渗透气藏叠前地震预测技术

SLG气田是我国重要的低渗透气田,针对性的有效储层预测技术,对增储上产具有重要意义。通过对叠前地震预测方法在SLG地区的实用性进行分析,认为基于测井资料的地震岩石物理分析技术是叠前地震预测方法不可缺少的基础环节,AVO分析技术和叠前地震反演技术是地震预测技术中最为关键的技术。通过实际应用,这些技术在SLG地区取得较好的应用效果,提高气层预测的准确率。     

一种叠前地震多属性反演方法

介绍了一种借助于地震波弹性阻抗提高常规叠前地震反演的精度和可靠性,进而同时提取多种地层弹性属性参数的地震多属性反演方法。利用全波测井资料确定声波阻抗(AI)和弹性波阻抗(射线路径弹性阻抗)(REI);将共中心点(CMP)道集变换成角道集并进行部分角度叠加;利用常规叠前弹性阻抗反演流程分别对小角度叠加数据及中等入射角的部分叠加数据进行声波阻抗和弹性波阻抗(射线路径弹性阻抗)反演;对反演得到的声波阻抗和弹性波阻抗(射线路径弹性阻抗)数据进行道运算,得到与弹性密度比、储层岩性变化和孔隙流体成分密切相关的地震属性;确定储层岩性和孔隙流体性质。该方法仅需要近、中角度的地震数据,其他弹性属性参数是由弹性密度比与声波阻抗之间的关系通过道运算获得,提高了计算效率,可用于绝大多数采集条件下获得的地震数据叠前反演。     

带地形频率域可控源电磁法三维反演研究

单一的地震勘探不能满足所有地质地形条件下的油气勘探开发需求,试验证明与非地震勘探方法尤其是电磁法的联合应用可以有效提高钻井成功率,而对带地形三维可控源电磁法的正反演研究可以有效克服地形对勘探结果的影响,进一步提高勘探精度。采用基于二次电场的有限差分方法进行三维正演,与前人有限元大地电磁计算的经典地质模型在远区卡尼吉亚视电阻率正演方法相比,结果基本一致,证明该正演算法的可靠性和准确性;应用非线性共轭梯度（NLCG）方法进行三维反演,提出并使用初值优化方法,能减少每次反演迭代所需时间,从而提高反演效率。带地形的地质模型反演结果表明：反演的地下电阻率模型能够较好地还原异常体的形态和位置;初值优化方法能够明显缩短反演时间,为三维反演的实用化带来可能。     

岩石物理分析在叠前储层预测中的应用

研究区位于苏里格气田的西北侧,目的层盒8段储层为典型的低孔、低渗气藏,物性变化大,非均质性强,纵波阻抗叠置,基于叠后数据的储层预测方法多解性强。因此需通过地震岩石物理分析并结合叠前地震反演,定性或半定量判断砂岩储层的含气性,为气田的勘探与开发提供布井依据。基于此,本文深入剖析岩石物理建模全过程,在测井资料井、震一致性处理基础上,通过标准井标定,选用Xu-White模型并利用迭代方法优化关键参数,准确地预测了横波速度并同时修正了密度曲线,为叠前储层描述提供了可靠的基础资料。同时利用岩石物理分析形成的解释量板对叠前反演结果进行解释,提高了气层的识别精度。