基于优化反演的绕射波提取成像技术及其应用

绕射波独立成像数据为资料精确解释提供了一种新的有用信息,绕射波分离提取的质量与绕射波成像处理资料品质密切相关。探讨了基于优化反演的绕射波提取技术,利用基于余量极小化倾角估计技术实现了反射波倾角的精确估计,利用非线性搜索的极小化优化技术和可行域投影迭代技术实现了绕射波的提取。基于正则化约束优化反演算法的绕射波提取成像方法,能够很好地去除反射波信息,提取出隐藏在偏移剖面中能量很弱的绕射波信息,突显出断层、洞穴、风化壳等异常地质信息。针对塔河油田碳酸盐岩缝洞型储层特点建立了地质模型,数值模拟了正演记录,采用基于优化反演的绕射波成像方法对其进行绕射波分离及成像,验证了方法的实用性。针对塔河油田实际三维地震资料开展了该方法的应用处理研究,对比分析了绕射波成像与常规反射波成像效果。结果表明:绕射波成像在特殊地质体勘探中具有明显的优势,能够精细刻画古风化壳破碎带、小断层、小尺度岩溶洞穴等地质信息,为储层预测提供了更加可靠的信息。     

绕射波叠前共虚震源道集分离方法

绕射波携带了地下小尺度非均质体的高分辨率信息，对岩溶体储层等的识别具有重要意义。能量较弱的绕射波易被反射波场掩盖，导致偏移成像不清、小尺度异常体精细识别与刻画难度大等。传统的绕射波分离方法存在深层绕射波能量损失严重、绕射波与反射波场相交或相切时难以分离的问题。为此，提出一种叠前绕射波分离方法：首先通过共虚震源变换将共炮点道集转换成共虚震源道集，然后在共虚震源道集中进行偏移—反射波去除—反偏移，最后通过共虚震源反变换得到共炮点道集绕射波场。数值模型和实测资料的应用表明，该方法能有效地压制反射波，同时较完整地保留绕射波能量，提升成像剖面上小尺度地质体的识别精度。     

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。     

奇异值谱分析在绕射波分离及成像中的应用

地层中的断层、裂隙(缝)和孔洞等小尺度地质目标体是常见的油气运移通道和储集体,对油气勘探具有重要意义。这些地质目标体的地震响应为弱能量的绕射波,在偏移成像前进行反射波和绕射波的分离,然后实现绕射波成像,有利于识别这些目标体。常规绕射波分离方法主要基于反射波与绕射波的运动学特征差异。频率-空间域的奇异值谱分析方法同时利用反射波与绕射波的运动学和动力学特征差异,压制共偏移距道集中具有强能量和线性特征的反射波场,突出并分离绕射波场,进而实现绕射体的目标成像。模型数据和实际地震资料的测试结果表明,奇异值谱分析绕射波分离方法可有效改善断层及其它小尺度地质体的成像质量。     

井间地震反射波POSTMAP偏移成像方法研究

VSP-CDP成像是常用的井间地震反射波成像方法,因其成像不能使绕射波很好收敛,降低了资料的横向分辨率。为此,我们提出了对反射波进行两步成像的策略——POSTMAP偏移成像。其先利用改进的VSP-CDP成像方法得到CDP道集,再将VSP-CDP成像后的数据作为输入并提取偏移算子进行偏移。合成记录和实际资料应用表明,该方法能使绕射波很好收敛,可提高井间地震资料的横向分辨率。     

井间地震POSTMAP偏移成像研究及应用

VSP-CDP成像是常用的井间地震反射波成像方法，因其成像不能使绕射波收敛，降低了资料的横向分辨率，所以,提出了对反射波进行两步成像的POSTMAP偏移成像：首先利用改进的VSP-CDP成像方法得到CDP道集，再将VSP-CDP成像后的数据作为输入数据进行偏移。合成记录和实际资料应用表明，该方法使绕射波得到很好的收敛，有助于提高井间地震资料成像的横向分辨率。     

全方位偏移成像技术在塔河碳酸盐岩储层中的应用

常规地震数据处理技术无法充分利用宽方位地震数据所包含的方位角信息.针对塔里木盆地塔河油田某区块的实际宽方位地震数据,基于全方位偏移成像技术,利用全方位共反射角道集对研究区碳酸盐岩储层的小断裂进行了精细成像,并将偏移道集、成果剖面和地震相干属性与OVT技术的偏移结果进行了对比和分析;同时,对全方位倾角道集进行了绕射波分离...     

碳酸盐岩溶洞物理模型地震响应特征研究

在碳酸盐岩地区的油气勘探中,溶洞地震响应特征的识别面临着很大挑战,关键问题在于对溶洞的形态、大小及充填物变化引起的地震波变化规律及地震响应特征的认识。为此,针对碳酸盐岩储层的地质特点,抽象出3类(不同形态、不同尺度及不同充填物)溶洞物理模型,利用地震物理模拟技术开展了模拟实验。结果显示,小尺度的溶洞(d(?)λ),地震波到达溶洞后,散射现象占主导,缝洞绕射波振幅与偏移距有近似解析关系。大尺度溶洞的形态对绕射波的振幅具有强烈影响,在菲涅耳带半径内,线体能量最强,片、柱、椭球、球型体绕射信号逐渐减弱。均匀充填溶洞的绕射波能量最强,波形简单,剖面信噪比高,反射成像收敛的"串珠"能量强,对称拖尾较短;非均匀充填溶洞的绕射波能量较弱,剖面信噪比低,非均质性越强其成像"串珠"形态畸变越大、拖尾越长。     

奇异值分解技术在绕射波分离成像中的应用研究

实现绕射波分离成像,要利用反射波和绕射波的特征差异,不同方法所利用的特征差异不尽相同。在地下反射层位水平连续的假设条件下,基于反射波和绕射波在相干性方面的差异,提出一种基于奇异值分解的绕射波分离成像方法。首先通过炮域动校正拉平反射波,使其相干性增强,而绕射波呈现非线性形态,相干性较弱,两者在相干性方面差异明显。基于此,再利用奇异值分解重构出反射波,并将其从地震数据中减去,从而分离出绕射波。为了在有效压制反射波的同时,尽可能地保护绕射波能量,在重构反射波时采用了一种迭代的方式。最后对数据进行反动校,得到绕射波单炮记录,继而实现绕射波成像。数值模型和实际资料应用结果表明,该方法能够有效压制强反射,提高小尺度非均质体的识别精度,有良好的应用价值。     

绕射波成像技术在河道砂体储层预测中的应用

河道砂体是东部油田主要油气储集体类型。提高河道、岩性尖灭体等小尺度储集体的预测与识别精度,是东部油田进一步挖掘潜在储量的关键所在。地震勘探中接收到的记录中除了反射波还蕴含小尺度不连续地质体产生的丰富的绕射波信息,通过对绕射波进行分离和成像,能提高地下小尺度不连续地质体的地震识别能力。通过应用平面波域反射波与绕射波波场分离技术,从地震记录中将绕射波分离出来,再通过基于共散射点道集的等效偏移距叠前时间偏移完成绕射波成像。该技术在胜利油田的实际应用,显著提高了河道砂体的识别精度和浅层河道含气检测能力。     

小波包分析与奇异值分解（SVD）叠前去噪方法

小波分析多用于去除面波，奇异值分解多用于去除相干干扰，而对于强相干干扰和面波共存的地震记录，仅使用单一去噪方法难以奏效。为此本文将小波包分析与奇异值分解结合起来，就可以解决单一去噪方法难以解决的去噪问题。此法首先利用小波包变换进行分频处理，然后在分频的记录中，用自动追踪同相轴的方法找出相干干扰和面波同相轴的方向，再利用奇异值分解(SVD)方法恢复相干干扰和面波的波场，最后将其从原始地震记录中减去，即可获得去噪后的地震记录。通过对实际资料的试算，表明该计算方法的效果是明显的。     

叠前地震数据优化处理技术分析

由于叠前时间偏移成像是在叠前数据上进行的，因此对数据的质量要求较高。针对这一问题进行了数据优化处理技术研究，研究的基础资料是胜利油田渤深6区块的三维地震数据，首先对资料的质量进行了分析一由于是拼接资料，因此存在着能量不均衡、覆盖次数不均匀、坡形不一致以及各类干扰发育等问题；然后针对这些问题研究了时间-空间域内分频随机噪声衰减、频率一空间域相干噪声衰减、波形匹配处理和数据拟合三维随机噪声衰减等4种处理方法，分别取得了很好的处理效果；在对实际资料进行数据优化处理时，根据资料的特点采用了合适的组合方式，处理后资料的品质得到了较大提高，相干噪声、随机噪声得到了有效衰减，波形一致性得到了恢复，中、深层有效频率和有效能量得到了加强。     

阜阳地区地震资料噪音特征分析及去噪方法研究

阜阳地区二维地震数据干扰类型主要为相干噪音,对目的层成像造成严重影响,现有常规去噪技术无法取得良好的去噪效果。为此,从共炮点道集、共检波点道集及共偏移距道集等几何空间上对相干噪音的特征进行了分析,应用共检波点道集数据,通过有效波速度动校进行波场变换,在频率空间域实现信号和噪音的分离,噪音去除后处理数据反动校回原波场,有效克服了常规去噪方法去噪后混波严重及蚯蚓化等现象。该方法在阜阳地区二维地震资料处理中取得了良好的应用效果,成果剖面质量明显改善。     

自适应相干噪声衰减技术

去除噪声是必需的地震数据处理过程。由于地表条件和地震波激发、传播以及接收条件等诸多方面的原因，时常引起地震记录上出现各种相干干扰波。本文主要针对地震数据处理中地震剖面上存在的各种相干噪声，提出了时问一空间域自适应相干噪声衰减技术，以进行信噪分离。这种方法把噪声在整个处理平面上的视速度近似看作常量(正值或负值)，可以有效地消除地震剖面上的线性噪声、面波以及多次波等，并且对信号的保真度高。本文方法是复杂地区低信噪比地震数据处理的一种理想的噪声去除方法，具有运算速度快、压制噪声效果好等优点。     

随钻VSP记录中井场噪声的衰减

 随钻VSP技术是钻井工程中降低勘探风险、提高钻探成功率的新手段。但是此法带来的相关噪声非常强，如何从这类强噪声背景中提取有效信号一直是此法应用的关键。为此，本文介绍一种随钻VSP记录的多域去噪方案，即对于给定的噪声模型，首先在先导信号及先导信号互相关前的共炮点道集上以最小平方误差准则减去相干噪声；然后根据随钻VSP记录上井场相干噪声的波场特征，在先导信号互相关后的共接收点道集中进一步去噪。实际数据的去噪效果明显，表明这一去噪方案是切实可行的。     

羌塘盆地地震资料宽线采集方法研究

羌塘盆地前期常规二维地震勘探中,获得的资料有效波反射能量较弱,波组连续性较差,相干噪声、散射噪声较强,资料信噪比较低。分析认为提高覆盖次数对该区的叠加成像效果有明显改善,在此基础上,提出了3种宽线观测系统采集方案,经理论分析和应用对比,2L2S(炮点分布在接收线之外35m)的宽线观测系统为最佳方案。实践表明:该方案在压制侧向的散射噪声、相干噪声有较好的效果;在单线采集的基础上成倍地增加了叠加剖面覆盖次数,增强了有效信号,提高了资料的整体信噪比。     

大地电磁测深资料处理中的奇异值分解法

本文详细介绍了一种大地电磁测深资料处理方法——奇异值分解法,并导出了它的实数运算形式。该方法的特点是能把数据矩阵分解为信号矩阵和噪声矩阵进行分析,它不仅能给出对响应函数的最小二乘估计,而且能给出对数据噪声的定量分析、计算出信噪比,并给出对响应函数估计的方差。通过对理论合成数据的计算表明,该方法在抑制噪声、作出对响应函数的估计,特别是在作出噪声及方差分析方面是一可靠而有效的方法。     

应用平稳小波变换与深度残差网络压制地震随机噪声

常规去噪方法众多,但每种方法都受某种假设或条件限制。另外,常规去噪方法中一些优化问题具有多个局部极值,导致算法可能收敛到局部最优解而非全局最优解。为此,提出了一种基于平稳小波变换与深度残差网络的地震随机噪声压制方法。采用残差网络(ResNet)的拓扑结构,结合平稳小波变换压制地震数据噪声。残差模块有效避免了网络过深引起的梯度消失或计算消耗但损失函数趋于饱和的问题。另外,小波变换是一种高效的特征提取方法,可获得信号低频和不同方向高频特征信息,分区域学习信号或噪声的特征。首先,对Train400数据集中的每幅图片旋转不同角度以增加训练集数据量,经过旋转变换后加入高斯噪声。然后,对每幅图片进行1级平稳Haar小波分解,得到训练数据集;通过训练提取信号中噪声的小波变换高、低频信息,在此基础上通过直连通道,从含噪数据的小波分解中减去学习到的噪声的小波分解,得到去噪信号的小波分解。最后,通过逆平稳小波变换得到去噪信号。合成信号和实际地震数据去噪试验表明,所提方法能较好地压制地震随机噪声,去噪信号的信噪比、峰值信噪比均较高。     

应用平稳小波变换与深度残差网络压制地震随机噪声

常规去噪方法众多,但每种方法都受某种假设或条件限制。另外,常规去噪方法中一些优化问题具有多个局部极值,导致算法可能收敛到局部最优解而非全局最优解。为此,提出了一种基于平稳小波变换与深度残差网络的地震随机噪声压制方法。采用残差网络(ResNet)的拓扑结构,结合平稳小波变换压制地震数据噪声。残差模块有效避免了网络过深引起的梯度消失或计算消耗但损失函数趋于饱和的问题。另外,小波变换是一种高效的特征提取方法,可获得信号低频和不同方向高频特征信息,分区域学习信号或噪声的特征。首先,对Train400数据集中的每幅图片旋转不同角度以增加训练集数据量,经过旋转变换后加入高斯噪声。然后,对每幅图片进行1级平稳Haar小波分解,得到训练数据集;通过训练提取信号中噪声的小波变换高、低频信息,在此基础上通过直连通道,从含噪数据的小波分解中减去学习到的噪声的小波分解,得到去噪信号的小波分解。最后,通过逆平稳小波变换得到去噪信号。合成信号和实际地震数据去噪试验表明,所提方法能较好地压制地震随机噪声,去噪信号的信噪比、峰值信噪比均较高。     

利用波原子分解系数自适应Wiener滤波方法压制地震数据随机噪声

随机噪声是地震勘探数据中常见的背景噪声,会对有效信号产生负面影响,有必要研究更适用的方法去除随机噪声。为此,提出基于波原子分解系数自适应Wiener滤波,并对滤波后的系数进行波原子重构的方法,压制随机噪声以突出有效信号。针对人工合成地震记录,应用SVD阈值、二维多尺度小波分解阈值和波原子分解阈值三种滤波方法与所提方法进行对比测试及分析,可见所提方法在压制随机噪声的同时能充分保留有效信号,使反射同相轴更清晰且连续性更好。利用该方法还对实际地震记录进行了滤波处理,并与用上述三种阈值和时频峰值等滤波方法处理后的记录作对比,进一步表明所提方法在压制随机噪声与保持有效信号方面的性能更优,具有较强的实用性。