面向宽方位地震处理的炮检距向量片技术

哈7三维是塔里木油田采集的第-块全方位高密度三维地震资料,主要目的是进-步提高碳酸盐岩缝洞体成像和裂缝预测精度。然而,应用现行的窄方位处理技术对全方位地震资料的优势未能充分挖掘和利用。作为面向宽方位地震资料的处理方法,炮检距向量片(OVT)技术可提供-个现今最精确、最有效的数据域来做常规处理。本文分四个步骤阐述OVT技术的实施过程:数据准备、OVT域处理、OVT域叠前时间偏移、OVG(炮检距向量道集)处理。应用结果表明,OVT技术具有稀疏不连续性(减弱采集脚印)、全局去噪和分方位插值、保留方位角和裂缝检测、更适合宽方位处理等特点和优势,可望在复杂地震成像和储层描述中发挥更大作用。     

三维地震共炮检距向量道集

共炮检距道集中覆盖次数以及方位角的不规则变化是造成偏移噪声的主要原因之一，构造共炮检距向量（COV）道集是解决偏移噪声问题的有效方法。COV道集是传统二维共炮检距道集概念在三维地震数据中的延伸，在一个规则的三维地震观测系统中，每个COV道集是一个单次覆盖整个数据观测范围的数据子集。COV道集也可以通过连接三维地震交叉排列的特定子集而构成。一个简便实用的构造COV道集的方法是：在给定检波线的走向后，计算出每一地震道的inline炮检距和crossline炮检距；用观测系统中一个具有代表性的炮点的检波器排列范围来确定整个数据的inline炮检距范围和crossline炮检距范围（由负到正），用两倍的炮线间距把inline炮检距的范围分成若干份，用两倍的检波线间距将crossline炮检距的范围也分成若干份，一份inline炮检距和一份crossline炮检距就构成一个炮检距向量道集。在炮线与检波线不垂直时，可由实际的炮线方向及间距计算出垂直于检波线方向的有效炮线间距，再使用这个有效炮线间距和原检波线间距构造出合理的COV道集。最后对COV道集技术在实际应用中存在的炮检距范围较大和观测系统不规则问题给出了客观的分析。     

基于深度偏移角道集共聚焦分析的炮域炮检距矢量片优化叠加方法

复杂构造地区断块和高陡构造发育,相比于平缓地层,高陡构造区域地震照明有限,数据信噪比较低,全偏数据参与叠加对提高成像信噪比不利。由于区域构造特征的差异性,不同高陡构造带对应的反射具有明显的方向性,不同炮检距(即入射角)段的反射信号具有明显分带特征。据此,在炮域深度偏移角道集上进行炮检距矢量片(Shot Domain Offset Vector Tile, SVOT)划分,有效分离出不同倾向、不同倾角界面的深偏数据。采用共聚焦分析方法,分析各SOVT叠加剖面的信号聚焦特性;根据其成像清晰度属性,进行SOVT剖面加权优化叠加,突出有效信号,改善高陡界面的成像信噪比。理论模型与实际数据测试验证了该方法的有效性;同时,它可依托商业软件深度偏移模块运行,只需额外增加少量运算,适于工业化推广。     

波动方程共炮检距道集叠前深度偏移

目前所用的几种波场外推算法（分步傅里叶、傅里叶有限差分、广义屏和频率--空间域有限差分）可以在共炮道集上获得较好的成像效果。在上述算法中,共炮道集为了兼顾各种波传播角,每炮偏移都要考虑相当多的边道,并且炮点和检波点要分别向下外推,因而计算量很大。针对上述问题,本文提出了基于双平方根算子的波动方程共炮检距道集的深度偏移方法,它适用于二维和三维叠前深度成像,其步骤为：①在高频假设条件下,把共炮检距道集波场延拓公式中的积分运算进行稳相近似,得到波场延拓的相移公式;②把速度场分裂为层内常速背景和变速扰动,可求得整个均匀层波场深度延拓的偏移时移量、各层的偏移时移量及振幅校正系数,进而可得到最终波场延拓值。脉冲响应测试和理论模型试算表明,该方法具有较高的计算效率和成像精度,可适用于复杂地质体成像。     

论常炮检距地震剖面叠前偏移方法

本文对共炮检距地震剖面叠前偏移方法的几何原理进行了分析,并阐述了叠前全偏移方法的新思路,进而提出了实现手段与成像点的位置均与DMO方法有所不同的叠前全偏移波动方程法。该方法是将多次覆盖中不同炮检距的地震反射波通过坐标变换及相应的波动方程法外推波场,使之一次偏移到它们自身的反射点上,然后进行叠加,即得最终结果。此法适用于任何倾角。对物理模型试算的结果表明,本文提出的叠前全偏移波动方程法是可行的,并能用于实际地震资料的处理。     

属性偏移辅助实现炮检距域共成像点道集计算

波动方程偏移的成像精度高于Kirchhoff类偏移,且对速度误差更敏感,故舍弃Kirchhoff深度偏移,针对波动方程炮检距域共成像点道集直接进行速度迭代,更具现实意义。为此提出一种基于属性偏移的计算策略,可实现高效的波动方程类偏移的炮检距域共成像点道集计算。通过对地表炮检距调制后的数据再偏移,将该偏移结果与原始数据偏移结果的比值作为各成像点的地表炮检距值;依此将偏移结果重排入所属炮检距段;逐炮依次计算并叠加,最终获得地表炮检距道集。上述两次偏移可纳入成像循环中同时计算,因此只增加了一次检波点波场的传播,计算量仅增加约30%。通过2D、3D模型及实际数据对比,验证了该计算方法的有效性。     

共炮检距剖面相位移时间偏移

本文提出了一种新的二维频率一波数域共炮检距剖面叠前时间偏移算法。本文方法在常速条件下将零炮检距剖面的叠后相位移公式推广到非零共炮检距剖面，该公式是用数值拟合方法得到的，运用平均速度或叠加速度可使公式的使用范围适用纵向速度变化，理论上本文的公式只在常速下是精确的，但合成记录和野外资料试算表明，即使速度变化较大，该方法也能有效成像，而且更重要的是还能减少计算量。     

共炮检距偏移与速度分析

叠前深度偏移对速度误差非常敏感，这一特性使它可以作为速度分析的良好工具。然而，为了能够最大限度地从这一速度误差敏感特性中获益，我们必须要仔细地选择我们的算法。大部分对速度的敏感性都来自动校正（NMO）项，例如：来自不同炮检距下记录的数据的准线修正。因此，在速度分析背景下，根据预先设定的速度模型设计叠前偏移以便整体步骤不应用动校正是有道理的。取而代之的是，在标准方法中，     

基于最小炮检距道快速检测炮点偏移方法

地震采集数据的质量是后续处理、解释的基础和保障,其影响因素较多,其中炮点位置偏移是重要一项。在地震数据现场采集过程中,由于地形及人员疏忽等原因,易导致炮点实际施工位置偏离当初设计,对后续动校正、同相叠加等产生不利影响,甚至造成连续产生废炮等现场施工事故。通过深入探讨最小炮检距道性质,提出一种实时检测炮点位置偏移及校正方法,通过对比由理论初至确定的与由实际初至、道集能量确定的最小炮检距道的一致性,快速检测、判定炮点位置是否偏移,并根据计算的偏移量,自动进行校正。实际应用结果表明,该方法能自动、快速监控炮点偏移,完全满足现今高效地震采集条件下现场实时监控采集质量的需求。     

分偏移距动校正技术

动校正技术在地震资料处理过程中起着至关重要的作用。常规的动校正方法一般都忽略了偏移距对动校正速度的影响 ,致使动校正结果不尽如人意 ;同时也影响了静校正的结果 ,使动、静校正后的地震道集内还存在着动、静态时移 ,从而影响资料的叠加和偏移成像。分偏移距动校正方法是根据不同的偏移距对速度响应的差异 ,计算并消除这种差异所造成的CMP道集内的剩余时差 ,使同相轴的连续性和平滑性增强     

炮检距域全局优化傅里叶有限差分偏移

将共炮集全局优化傅里叶有限差分（GOFFD）法扩展应用于炮检距域，其中，双平方根方程中的每一个单平方根项都由裂步傅里叶算子与有限差分算子之间的相互耦合来近似。由于该方法采用全局优化的有限差分系数，从而使得在对横向速度变化剧烈的介质进行成像时，能够更好地对陡倾构造进行成像。脉冲响应试验结果表明，炮检距域全局优化的傅里叶有限差分偏移方法较裂步傅里叶以及虚拟屏等偏移算法更为精确。SECT／EAGE盐丘模型试验结果也表明，该方法对盐丘边界和盐下弱反射层的成像也较裂步傅里叶算法更准确。     

3D VSP共检波点道集各向异性分析及参数提取

本文讨论基于非双曲时差公式的各向异性分析和参数提取方法,该公式是建立在VTI介质假设之上的各向异性旅行时公式,它可以更加精确地描述大排列上的地震波的旅行时特征。其主要思路是:首先利用数值模型资料验证了本文方法的可行性;然后将该方法应用于研究区实际3DVSP资料,在共检波点道集上通过炮点初至旅行时分析来研究各向异性特征,包括VTI各向异性和方位各向异性;最后,讨论了将等效各向异性参数转换成层内各向异性参数的方法,并应用模型和实际资料进行了试算。结果证实,该区地震资料存在较强的VTI各向异性和一定程度的方位各向异性。     

三维转换波叠前方位各向异性校正技术

转换波成像与常规纵波成像不同的是转换波受方位各向异性的影响更为严重,相同反射点的快、慢波时差可达到40ms,严重影响转换波成像质量和分辨率。本文以横波分裂理论为基础,提出了一种叠前方位各向异性校正技术。该技术是基于共检波点叠加的层剥离转换波方位各向异性分析方法,并在叠前共检波点道集上进行方位各向异性校正。通过该技术在喇嘛甸工区的应用,得出T2层方位各向异性的主方位在67°～84°之间,快慢波时延在10～40ms之间。经过方位各向异性校正后,径向分量能量增强,切向分量能量减弱,提高了转换波成像质量和垂向分辨率。     

用共炮检距偏移和炮点记录偏移对宏观模型进行估算

最近,人们提出了几种基于图象道集分析的宏观速度分析技术。图象道集可通过共炮检距(CO)偏移和炮点记录(SR)偏移得到。在本文中我们指出,这两种图象道集有着明显的区别。令人意想不到的是,有些作者在进行以速度分析法为基础的炮点记录偏移中,隐式地采用了共炮检距校正方程。当然,这样做未必会导致错误的宏观模型,但一定会降低收敛速度。因此,要使基于速度分析法的共炮检距偏移或炮点记录偏移达到最佳,重要的是要采用相应的校正方程。     

炮检距属性的非均匀性系数分析

三维地震观测系统中炮检距均匀分布一直是野外地震采集设计的目标,炮检距分布对速度分析和叠加成像精度都有很大影响。目前人们对三维地震观测系统属性进行定性分析和评价的主要手段是炮检距分布属性图。本文将炮检距分布与覆盖次数和最大炮检距联系起来,提出了定量化分析公式和非均匀性系数的新概念,用以描述每一个面元炮检距分布的均匀性状况。通过对四种不同类型束状观测系统和四种不同横纵比正交观测系统的炮检距非均匀性系数分析,定量地推断出炮检距相对最为均匀的观测系统,为地震勘探观测系统设计中炮检距均匀分布评价提供了新的方法和手段。     

炮域波动方程叠前深度偏移的偏移距域和角度域共成像点道集计算

炮域波动方程叠前深度偏移是一种实用化的成像算法,特别在稀疏炮集宽方位角观测系统采集的数据成像中非常有效。本文将偏移距定义为叠前偏移中下行震源波场和上行接收点波场之间的位移,在偏移过程中提取偏移距域共成像点道集,利用最早应用于炮—检偏移的径向记录道映射方法,将偏移距域道集转换到角度域。计算过程包括多偏移距成像和炮—检点坐标系向中心点坐标系的转换。该方法能够在炮集偏移过程中生成随角度变化的反射波成像结果,但在稀疏炮集观测系统下,共成像道集的质量仍会受到炮点假频的影响。     

一种新的分炮检距动校正方法

 速度分析和动校正技术在地震资料处理中至关重要，常规动校正方法基于双曲线方程，没有考虑动校正速度随炮检距变化的影响，因而动校正结果往往不佳，从而影响叠加和成像效果。非双曲线方程具有更高的近似精度，但在进行速度分析时，由于参数较多，因而不便于进行交互处理。本文提出一种新的动校正方法，在不同的炮检距组道集上分别进行常规速度分析，用高次曲线拟合分段双曲线，最后用高次曲线方程进行动校正。理论记录实验表明：该方法比常规动校正方法效果好，与高次曲线形式动校正方法效果相近，且只需要拾取少量的速度谱，而四次曲线拟合动校正方法则需要拾取大量的速度谱；六次曲线及分式曲线拟合方法动校正制作速度谱方法既复杂，又不便于交互处理。而本文提出的方法则较好地解决了这些难题。     

应用波前构建法实现零炮检距等时线的构建

本文针对基尔霍夫偏移及反偏移成像过程中所需的等时线构建问题,从波前构建的角度着手,分析了波前构建法在实现零炮检距等时线构建过程当中的理论基础和实现方案,并针对均匀介质模型,应用波前构建的思想构建不同时间步长上所对应的等时线,同均匀介质模型理论计算的等时线进行误差对比,验证该方法的准确性。通过应用波前构建的思想实现梯度介质、渐变介质、层状介质以及Marmousi模型不同时间步长上等时线和射线路径的构建实例,验证该方法的可行性。     

改进的方位各向异性裂缝预测方法及其应用

现今广泛应用的纵波方位各向异性裂缝预测技术存在明显缺陷,即在对含有方位角信息的多个叠加数据体进行叠后偏移时,往往使用同一偏移速度,这种未顾及速度方位各向异性的做法会导致预测结果的不准确。本文采用在方位角道集上进行速度分析、在偏移过程中保留地震资料的速度方位各向异性信息的改进措施,提高了裂缝预测的精度。对实际工区叠前地震资料分别采用常规法和改进法进行裂缝预测,并与地层微电阻率成像测井得到的裂缝信息对比,展现了本文改进方法的优越性。     

三维共散射点道集叠前时间偏移速度分析

基于共散射点(CSP)道集的叠前时间偏移速度分析方法的理论基础是散射理论和Kirchhoff积分偏移方法。等价炮检距为研究叠前地震偏移和速度估计方法提供了新的思路。本文首先阐述了二维情况下单平方根旅行时方程的推导,以及共散射点道集的提取与构建,总结了共散射点道集的优势;在此基础上研究了三维情况下共散射点道集映射原理、构建方法及速度分析方法。实际三维资料的试算表明,共散射点道集对应的速度谱和叠前时间偏移剖面的精度高于常规CMP道集对应的速度谱和叠前时间偏移剖面。