VSP波形反演品质因子方法及应用

提出了利用上、下行波旅行时联合反演地层层速度,并记录波的传播路径及传播时间,然后根据波场传播理论,利用VSP上、下行波波形反演品质因子(Q)的方法.该方法不仅符合波场衰减理论,同时解决了利用单一下行波或上行波反演Q值的算法不稳定、精度不高、信息量不足的问题,得到了稳定、可靠的Q值.数值模拟和实际资料处理结果均表明,文中方法可以有效、稳定地估计Q值,提高地震资料的分辨率,得到主频更高、频带更宽的地震资料,可更加清楚地识别不整合面、小断裂等地质特征及其接触关系,对油气预测和储层反演具有现实意义.     

近地表介质Q估计及其在塔河北部油田的应用

近地表介质吸收衰减补偿是高分辨率地震勘探的关键,其核心是建立高精度的近地表Q模型。针对常规衰减补偿处理中近地表Q模型建立方法存在的不足,提出一种基于信息融合的近地表介质Q估计方法以及稳定的反Q滤波处理技术。首先采用多井微测井和地面联合的新型观测系统,综合折射波与透射波多种信息进行调查点精细Q估计,然后基于炮检点初至波数据采用统计反演估算全区相对Q值,并运用信息融合策略,利用调查点精细Q值约束相对Q值,整合建立精确的近地表Q模型。最后用于反Q滤波,以实现近地表衰减补偿,提高地震资料分辨率。在塔北浮土区的实际应用中得到了可靠的近地表Q模型,通过叠前补偿处理,目的层的地震反射波频带展宽超过20Hz,反射波振幅和频率特征得到了改善,储层信息更加丰富,地震资料分辨率也得到了提高。     

地层品质因子Q值地震反演问题剖析

针对目前地层品质因子地震反演及估算研究中存在的5个方面的问题,指出了模型结构、厚度以及模型参数选择的合理性是吸收衰减正演模拟分析的关键。探讨了Q值反演与阻抗反演的异同,明确了连续Q值反演的理论局限性。分析了叠前Q反演与AVO反演的差异,揭示了地层吸收衰减导致地震反射波振幅随炮检距增加而减小的内在本质为射线品质因子随炮检距增大而增大,可称之为"QVO效应"。阐明了单一薄层衰减地震响应的可检测性问题,指出了利用薄层衰减地震响应变化来准确反演或估算地层品质因子Q值的困难性和反演估算结果的不确定性。揭示了尽管品质因子比速度对储层含气饱和度更敏感,但并不反映含油气检测更有效,只有二者引起的地震响应强弱变化才是真正意义上含油气检测的敏感性度量指标。与速度相比,单一含气薄层因品质因子Q值降低引起的衰减地震响应变化并不占优势。基于品质因子Q值地震反演结果检测薄储层含油气性具有极大的风险。     

共中心道集中品质因子的估计及应用

品质因子Q的准确估计是叠前叠后地震数据处理及AVO分析的关键环节，通常从垂直地震数据或叠后地面地震数据中估算出品质因子Q的值，然后再进行衰减补偿。采用一种新的从共中心点道集中估算品质因子Q的方法,该方法由沿着偏移距和垂直时间方向的因子值和地震数据峰值频率变化之间的关系，由此用剥层法估算层品质因子。由估算出的层品质因子值对实际资料进行衰减补偿，得到了较好的应用效果。     

海上Walkaway VSP技术研究与应用

为了更好地满足我国海上油田开发中小断层识别、薄储层刻画的需求,综合考虑VSP平面方位角、井眼条件等因素,根据正演模拟和枪阵组合震源优化,面向油田地质目标,提出了Walkaway VSP资料采集方法,针对渤海H油田W1井设计了8方位的Walkaway VSP采集测线;针对常规VSP波场分离方法存在的混波、低频化、波形畸变等缺陷,提出了基于全局参数反演的波场分离技术;针对常规反Q滤波技术仅适用于地面地震数据,提出了基于VSP射线路径的反Q滤波技术;首次将时域任意广角单程波动方程偏移算法推广到Walkaway VSP偏移成像中。这些技术成功应用于渤海H油田Walkaway VSP资料采集和处理中,获得了高分辨率的成果剖面,有利于波组特征识别和断层的精细刻画,满足了油藏精细研究的资料质量要求。     

基于广义S变换的叠前Q值反演方法研究

准确估计地震波衰减对提高地震成像分辨率和储层预测及裂缝检测的可靠性具有重要作用。针对利用叠后地震资料估算Q值精度较低、适用性差的问题,提出了一种基于广义S变换的叠前Q值估算方法。首先利用时频分辨率可调的广义S变换,对叠前CMP道集进行时频分析,减小薄层空间谱干扰的影响,从而得到精度较高的时频谱;其次,通过构建并求解时频域反演方程得到谱比斜率,由Q值与偏移距的关系(Qversus offset,QVO)经线性回归估算出零偏移距处的射线平均品质因子;最后,应用层剥离法估算层品质因子。模型数据测试结果证明了方法的可行性;实际地震资料含气砂岩储层段Q值反演预测结果验证了方法的有效性。     

利用双井微测井资料估算近地表Q值

品质因子Q本身反映了地表层的岩石物理特性,但表层Q值的求取一直是研究难点。利用表层模型反演及面波衰减的Q模型可反演出近地表Q值,但求取的表层Q值精度不够,不能满足高精度地震勘探的需要。本文提出了一种利用双井微测井资料估算近地表Q值的方法,通过建立求解地面和井下检波器的峰值频率变化方程组,获得了近地表Q值的解析解。利用大庆油田实际资料对文中方法进行验算的结果表明,算法稳定,计算的表层Q值合理,用反Q滤波可以在时间、频率和空间三个域内有效地消除近地表影响,尤其是对地震信号相位的影响,提高了地震资料的分辨率。     

利用零井源距VSP资料进行品质因子反演

品质因子Q值是描述地震波衰减的一个重要物理参数,它描述了介质非完全弹性特征,是地层内部本质特征,所以研究和估算Q值在地震勘探中的作用越来越重要。谱比法和质心频移法是现在常用的两种方法。本文详细介绍了两种方法的原理并用无噪声理论模型验证了两种方法的可行性。反演结果显示在无噪声的条件下两种方法都能很好地估算介质的品质因子。通过对含有不同强度噪声的理论数据、全波场理论数据和实际零井源距VSP数据的处理,对两种方法进行了比较。结果表明,质心频移法反演的结果比谱比法更精确、更可信。     

频谱一致性Q因子反演方法

地层品质因子Q能够定量表征地层吸收对地震信号的衰减效应，对高分辨率地震数据处理和油气检测均具有重要作用。针对现有Q因子估算方法抗噪性弱、稳定性差等问题，提出了一种基于频谱一致性准则的Q因子反演方法。该方法基于粘弹性介质地震波传播理论，将不同时间接收的地震信号反向传播到某一位置，基于反向传播之后频谱特征的一致性对Q因子进行反演。不同于谱比法和质心频移法，该方法不是基于对数谱斜率和质心频移等地震频谱的某个特定属性，而是基于地震频谱在整体特征上的一致性对Q因子进行反演和估算，其反演结果的稳定性和抗噪性更好。理论模型和实际数据的实验结果表明，采用该方法能够得到更加可靠的Q模型，其补偿结果较好地恢复了高分辨率地震数据的反射特征。     

基于整形正则化和S变换的Q值估计方法

品质因子Q值是地震勘探的重要物理参数,可用于提高地震资料处理质量和油气藏描述精度。本文提出了一种新的基于整形正则化反演和S变换的Q值估计方法。首先通过S变换得到不同旅行时刻的振幅谱,然后引入整形正则化算子稳定求解不同时刻的频谱比值,最后通过线性拟合估计出地震品质因子。该方法通过正则化技术消除了噪声、反射相干以及变换窗口等引起的算法不稳定问题,得到光滑稳定的频谱比值,有利于最终的线性回归求取Q值。与传统的频谱比值法相比,基于整形正则化技术的方法估计的Q值更为准确。模拟算例和实际地震资料处理结果均表明,该方法可以有效稳定地估计地震资料品质因子。     

一种提高VSP分辨率的反Q滤波方法

由于VSP记录的地震波的衰减程度与地面地震记录的地震波的衰减程度不同,因此对VSP资料进行反Q滤波处理,直接应用地面地震资料的反Q滤波方法是不准确的,需要对其进行改进。本文基于Wang处理地面地震资料的反Q滤波方法,提出一种适用于VSP资料的反Q滤波方法,即先对VSP资料上、下行波场进行分离,然后根据VSP上、下行波各自的波场特点,分别进行反Q滤波补偿。采用此法对模型数据和实际VSP资料分别进行反Q滤波补偿处理,均取得了比较好的效果。     

强衰减地层VSP反Q滤波方法

本文根据零井源距VSP下行初至波最大振幅随时间的变化趋势,将地层划分为强衰减地层和弱衰减地层。其中地震波衰减最强烈的强衰减地层可认为是由多个层状常Q介质构成,Q值主要利用VSP资料提取;而弱衰减地层认为是Q值大于200、地震波发生的衰减相对较弱甚至可以忽略的地层。在波场延拓反Q滤波方法基础上本文提出VSP强衰减地层反Q滤波,该法弥补了因中、深层Q值难以求准、补偿约束难度较大等因素导致的反Q滤波精度降低的缺陷,使反Q滤波结果更稳定、高效,也为地面地震反Q滤波方法的完善及应用提供有意义的启示。     

基于零偏移距VSP的时变子波反褶积方法

提高地面地震数据分辨率的一种有效方法是从VSP数据中提取反褶积算子并将其应用于地面地震数据,然而,传统的VSP子波反褶积方法通常是在不考虑地震子波时变特性的情况下,提取固定反褶积算子,且由于地震子波是时变的,从VSP中提取一个子波反褶积算子应用于地面地震记录是不准确的,由此提出一种利用VSP数据提取时变子波反褶积算子的方法。该方法将零偏移距VSP数据的下行直达波作为单程VSP地震子波,利用地下介质的衰减函数将单程地震子波的振幅谱转换为双程地震子波的振幅谱,在最小相位的假设下,从时变子波振幅谱中获得时变反褶积算子,然后将算子应用于叠后地面地震数据。理论合成数据和实际地震数据证明了该方法可有效补偿振幅能量并可提高地震记录的分辨率。     

利用零偏VSP资料提高地面地震资料分辨率的方法及其应用研究

随着VSP采集技术的改进,零偏VSP资料的质量明显提高。如果仅仅利用零偏VSP资料求取速度或标定层位,则其中所包含的丰富的地震信息不能得到充分利用。提出利用零偏VSP资料获得地层品质因子Q,通过叠前反Q滤波和叠后VSP子波反褶积,对地面地震资料进行频率与能量补偿的方法。实际应用效果表明,该方法能提高三维地震资料的纵向分辨率和油气地震勘探的精度。     

塔中地区垂直地震剖面激发中的地表虚反射研究

通过研究表层结构产生虚反射波的机理,在表层起伏变化较大的塔中大沙漠地区垂直地震剖面资料中得到表层虚反射波。据塔中地区地震勘探激发因表层结构产生的地表虚反射波特征,分析消除衰减全程多次虚反射的处理方法。利用垂直地震剖面处理成果结合测井资料,标定识别地震剖面存在的全程虚反射多次波,为地质研究提供准确的数据体。     

Q值正演模拟约束下的零偏移距VSP资料Q值估算

随着油气勘探目的层逐步走向深部,球面扩散、透射损失、环境噪声等使得VSP资料的初至子波发生改变,导致常规的Q值估算方法质量难以得到保证。为此,利用塔里木盆地托甫台地区TP327井零偏移距VSP资料,综合考虑透射损失和球面扩散的影响,提出一种Q值正演模拟约束下的零偏移距VSP资料Q值估算方法。该方法通过研究区的纵波速度、横波速度和密度建立层状地质模型,利用射线追踪的方法,用大地吸收介质模型的Q值正演模拟结果,对频谱比法和经验公式估算的初始Q值进行修正,使得Q值正演模拟结果与实际地震波的衰减记录在频谱特征上吻合,从而得到更为精确的Q模型。TP327井Q值估算结果表明,该方法与李庆忠经验公式得到的结果在浅层比较接近,但在中层和深层,两者差异较大;Q值正演模拟结果约束的子波与实际VSP资料子波的频谱比较吻合,证实用Q值正演模拟约束得到的层间Q值更为可靠。利用Q值正演模拟约束方法得到的Q模型对研究区地震资料进行反Q滤波能显著提高地震资料分辨率,有助于提高碳酸盐岩地层中缝洞的识别精度。     

在低信噪比VSP资料处理中应用随机噪声衰减技术

近几年发展起来的随机噪声衰减技术,对提高地面地震叠加剖面(或叠偏剖面)的信噪比有明显的效果。这项技术的应用前提在于时间-空间域的信号变换到频率-空间域后,在每个频率上可以表示为与子波形状无关的一系列复指数函数之和,也就是说,频率-空间域中的信号在每个频率上都可看作是一个线性同相轴。利用这个特性,就可以把信号和噪音分离开来。VSP资料中的上行波、下行波和转换横波都具有线性特征,因而它具备应用此项技术的前提条件。试验结果证实,将随机噪声衰减技术用于VSP资料处理,可以有效地提高信噪比,改善初至拾取的精度。     

VSP资料辅助地震勘探观测系统设计方法探讨

在地震采集技术设计中,常常需要参考目的层反射特征和速度变化等情况,利用VSP资料是获得这些信息的重要途径。在苏北某地区地震勘探中,利用VSP资料获得了目的层反射特征、层速度、地震波吸收衰减等情况,并在地震采集技术设计中加以利用,开展了针对性的观测系统设计。最终勘探成果证明,利用VSP资料辅助地震勘探观测系统设计的方法可行,有效提高了费效比。     

利用微测井及VSP资料确定地面地震采集资料的频率

零偏或非零偏VSP测井资料具有在表层低降速带下激发和接收,以及地震波在地层中单程传播的特点,它极大地减少了表层低降速带的吸收、地震波在传播路径中的衰减以及地表各种噪音干扰对有效信号的能量和频率的影响。与地面地震采集资料相比,具有更强能量和更宽的频率成分。因此,综合利用微测井、VSP资料和地面地震资料,对地震波在不同埋深目的层中传播时的振幅和频率进行准确分析和研究,以确定地震采集中能获得的最高频率,这样能更合理地指导野外地震采集试验及评价试验资料效果。