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。     

基于Lucy-Richardson算法和广义S变换的Q值提取

品质因子Q能够定量衡量地震波的衰减。当地层厚度较薄时,常规的时频分析方法很难满足Q值估计的精度要求,其稳定性差。为此,将Lucy-Richardson算法与广义S变换相结合,推导出了新的谱比法品质因子估算公式。该方法引入高斯窗函数的尺度调节因子λ和p调节时窗函数的宽度和幅值,将广义S时频谱与高斯窗的Wigner-Ville分布代入Lucy-Richardson算法中,再利用对数谱比值与一个新定义的参数γ进行拟合,得到Q值。利用复杂模拟信号验证了Lucy-Richardson算法-广义S变换的分辨率及聚集性,然后利用粘弹性层状模型进一步验证了该方法提取Q值的准确性。实际地震资料的应用结果表明,基于Lucy-Richardson算法-广义S变换提取的Q值能准确区分含油气区域和围岩,与井资料吻合良好。     

地震波频谱衰减检测天然气技术应用研究

 由于地层含油气后对高频成分吸收增强、吸收系数增大，这为利用吸收系数预测油气及含油气范围提供了理论依据。实验表明，地层对地震波的吸收作用主要取决于岩石骨架的弹性性质、岩石的孔隙率及孔隙中含流体成分等，因此沿反射层位计算地震波的吸收性质及其横向变化可以用来预测岩性和含油气性。文中利用基于模型的参量法来估算地震波频谱，其优势在于即使在小时窗也可以提取到准确的地震波频谱。具体方法包括以下步骤：①利用目的层顶面的地震追踪层位拾取目的层地震相位；②沿目的层上、下各开一个等大的时窗分别计算信号谱和子波谱；③求取上、下时窗的子波对数谱的绝对值比值，得到目的层含气影响所造成的频率吸收衰减谱。文中分别计算了研究区目的层上、下两个时窗内的地震频率信号谱及其各自的子波同态（Cepstral）谱，还比较了在经过两时窗所夹持的目的层后子波同态谱在有效频段内的吸收程度，认为在高频段的衰减主要由地层中含有天然气所致。     

完全匹配层吸收边界条件研究

为了提高人为截断边界的吸收效率,提出了一种完全匹配层边界吸收衰减因子——正、余弦型吸收衰减因子。采用声波波动方程,并应用统一格式的高阶交错网格有限差分法来构建正演递推算子实现声波全波场正演计算(边界处差分阶数依次递减)。以单层均匀介质模型为例,研究不同吸收层厚度与介质速度和声波模拟主频的关系。数值试算结果表明,不同吸收层厚度所消耗的时间按一定的函数关系变化,边界吸收层厚度与速度和最大频率之间无明确的对应关系,边界吸收层厚度所占节点数不小于6个时就可以得到较好的边界吸收效果。以Marmousi模型为例研究了完全匹配层边界吸收衰减因子在复杂地质模型中的边界吸收效果,与解析解的对比可知,该边界吸收衰减因子能在复杂地质模型中取得满意的边界吸收效果。     

基于地震子波衰减谱的碳酸盐岩烃类检测方法

针对碳酸盐岩储层,根据含油气地层对地震波高频成分吸收增强、吸收系数增大的原理,提出了基于地震子波衰减谱的烃类检测技术。该技术在对地震资料进行去噪的基础上,应用复倒谱匹配法分别求取目的层上、下沿层时窗内的地震子波谱,进而求取上下时窗地震子波衰减谱。通过衰减谱进行碳酸盐岩储层烃类检测。在Y2井区碳酸盐岩储层的实际应用中,与基于目的层的烃类检测技术相比较,该技术敏感性较高,能够有效地预测碳酸盐岩储层的油气分布,对井位部署和油气增储上产具有指导作用。     

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。     

近似完全匹配层边界条件吸收效果分析及衰减函数的改进

完全匹配层边界条件存在两个问题,一是如何减少实际应用带来的额外存储量以及提升计算速度,另一个是如何提升匹配层的吸收效果。对于第一个问题发展了多种非分裂形式,本文采用一种直接对波场进行变换的新型非分裂方法,相比卷积完全匹配层具有不改变方程的形式以及易于实现等优势。对于如何进一步提升完全匹配层吸收效果,没有太大的进展。这是因为离散差异使匹配层的吸收问题更为复杂,一般采取增加匹配层层数的措施缩小离散差,但是又会导致计算量和存储量的增加。本文以在不增加匹配层层数以及不减小理论误差的情况下减小离散差异所带来的虚假反射为目的,分析传统的衰减因子,研究匹配层的吸收机理,设计新的衰减因子,以提高完全匹配层的吸收性能。新衰减因子能够进一步削弱虚假反射振幅,在匹配层层数为5~20层时,对应的边界反射振幅只有改进前的40%~80%。     

基于谱模拟的质心法品质因子估算

品质因子Q是表征地层吸收衰减特性的重要参量,可用于储层预测和油气检测。质心频移法(Centroid Frequency Shift,CFS)是稳定性较高的Q值估算方法,但理论精度较依赖于高斯谱假设,存在一定的不足。为了给出更精确的理论公式,提出了基于谱模拟的质心频移估算方法,具体步骤如下:1利用N次加权指数解析式对初始地震子波谱进行拟合,得到子波参数;2估算不同时刻地震子波谱的质心频率(主频);3根据质心频率与谱拟合参数之间的解析关系,反演待定参量,并估算地层Q值。模型测试结果表明,对于光滑子波谱,基于谱模拟的质心法能较好地突破常规方法的理论假设局限,提高估算精度。实际资料应用结果表明,该方法估算的Q值符合地层趋势,具有较好的可信度。     

低速带吸收补偿提高地震资料分辨率

地震波在近地表疏松介质中传播时,会产生强烈的吸收效应,降低了地震记录的分辨率。在大港油田进行了近地表吸收结构调查现场试验,尝试通过品质因子Q补偿消除低速带吸收对地震资料分辨率的影响。首先利用上行波微测井确定低速带的厚度和速度,再利用双井微测井观测和估算低速带的Q因子。具体步骤为：布设2口水平间隔为6 m的激发井和接收井,接收井井深3 m,与该地区低速带厚度相当,井口和井底分别埋置一个检波器。在激发井的16 m和20 m深度分别进行震源激发,在接收井的井口和井底接收直达波地震信号。利用谱比法对地震波的衰减进行了分析,在100~400 Hz频带范围内,地震衰减呈现明显的非线性特征,显示了Q对频率的依赖性。通过对衰减曲线进行非线性拟合,估算了频率依赖的Q因子,再采用反Q滤波消除了低速带吸收对地震数据分辨率的影响。     

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。     

地震频谱衰减属性在松辽盆地南部深层火山岩气藏预测中的应用

松辽盆地南部深层火山岩气藏具有岩性复杂、非均质性强的特点。受地震资料分辨率和信噪比的限制,采用地震振幅属性和地震相分析等技术手段预测含气性的效果较差。地震频谱衰减属性可以反映地层的吸收性质、岩相和含气性,利用含气层段对地震波高频能量吸收强的特点,可以较好地预测含气层段。采用最大熵谱算法计算储层的谱率,预测低谱率部分可能含气;同时,采用该算法计算储层上、下一定时窗内地层频谱的比值,获得频谱衰减剖面,预测高频衰减强烈层段为含气层。这2种预测方法相互结合可以有效降低含气预测的多解性。实际应用也证明用地震频谱衰减属性预测含气性是行之有效的。     

CMP道集反射波吸收方程和层Q值反演

基于弯曲射线和斯奈尔定理,导出了多层水平层状介质中CMP道集反射波的2个吸收方程,其中一个为炮检距的函数,另一个为旅行时的函数。将这2个方程与直射线近似吸收方程进行了精度对比。结果表明：基于曲射线与旅行时有关的吸收方程精度最高。基于这个高精度的吸收方程,发展了利用CMP道集反射波峰值频率反演层品质因子Q值的方法。该方法采用雷克子波描述地震子波和计算主频,利用多道记录计算平均衰减因子,利用层剥离方法计算层Q值。理论模型数据试算表明方法正确有效。     

Spectra地震频谱能量吸收分析技术在乌审召地区天然气勘探中的应用

为了确定岩体内部的孔隙及流体性质，运用地震衰减分析来区分地震信号谱与振幅特征的变化，分析在包含孔隙和裂隙的复杂环境下岩石属性特征和波的传播特征，乌审召地区主要目标层为上古生界二叠系石盒子组盒8段储层．该目标砂岩发育，但储层横向变化快，通过对乌审召实际地震资料处理结果表明，在频率域吸收衰减异常与岩石中含气有关，通过方法实践，采用该地震分析方法计算的衰减模式与高产区的关系比较确定，能够帮助确定新的潜在区域和勘探目标。     

基于斑块饱和模型井控属性融合法油气检测

当前储层流体识别主要依靠地震资料振幅异常和弹性参数差异,实际应用中,往往存在地震振幅对油气层的反映不明显,弹性参数对油气层的区分性不强等问题,存在很强的多解性。针对该问题,根据斑块饱和模型分析对油气层敏感频率进行筛选,再利用已钻井钻遇的油气层信息进行控制,将速度频散属性和能量衰减属性进行融合获得油气敏感因子,提出了速度频散和能量衰减井控属性融合油气检测方法。渤海A油田的实际资料应用结果证明了本文方法能够有效检测储层含油气情况。     

Q值提取中的窗口效应

品质因子Q是岩性分析和储层预测的重要属性。大部分的Q值估算方法都需要开窗口提取地震子波谱,不同形状、宽度的窗口对地层衰减信息的影响程度不同。在不同地震子波谱和不同窗口的条件下,通过模型测试,分析了地层Q值的估算误差。测试结果显示,在一般情况下,提取的谱比信息容易受到窗口形状、宽度的影响,由此估算的Q值是不可信的。进一步的测试发现:在衰减窗口条件下,提取的谱比信息在中高频段满足准确的衰减关系,且该特征与窗口形状和宽度无关。据此估计的Q值具有较高的稳定性。     

由零偏移距垂直地震剖面数据估算相速度和Q因子

在地震处理中,我们面临着确定传播过程中滞弹性衰减对地震信号影响的问题。为了求解这一问题,需要给出近似的充满流体的多孔岩石物理特性。通过在水平层状介质中采集零偏移距垂直地震剖面数据,我们提出了一种有效参数的估算方法。该参数控制了粘弹性介质中波的吸收和散射,对VSP数据进行滤波后,消除了各个界面产生的直达下行波和一次反射波以外的所有能量。该处理流程要求层厚度大于最低限     

基于点扩散函数的黏声介质反演成像

从弹性波基本方程出发,分析了地震波吸收与衰减补偿物理机制和黏声介质中应力-应变关系,得到了衰减与补偿统一表达的黏声介质传播方程。采用交错网格有限差分和最佳匹配层吸收边界条件来模拟这一方程,实现了黏声介质地震波场吸收与补偿的格林函数计算。凹陷速度模型测试结果表明,该方法能有效补偿吸收衰减振幅。从Hessian核函数的数学物理特征出发,对比分析了声波点扩散函数(PSF)和黏声波点扩散函数,结果表明,吸收衰减效应显著降低了照明振幅强度,带吸收衰减的PSF明显比声介质PSF能量低,在深层这种能量损耗更为强烈;吸收衰减效应改变了观测系统对地下的照明图样。进行了面向目标体的PSF分解和求逆,并将求得的逆算子直接作用于成像结果。盐丘模型测试结果表明,在盐丘周围,吸收衰减效应显著降低了成像分辨能力,精确的逆PSF能够有效提高反演成像结果的分辨率。     

利用多次产生的一次波的波前特征在抛物线型τ—p域衰减多次波

多次波衰减问题仅得到部分解决一种最常见的多次波衰减方法是以拉冬变换基础的。一个普遍接受的观点是抛物线型拉冬变换只能衰减具有较大时差的多次波。我们提出一种新的２－Ｄ方法,它能够在抛物线型τ－ｐ域衰减与表面有关的多次波和层间多次波。该方法是以从一次波的波前特征得到的多次波模型预测为基础的。多次波预测包括以下几步：（１）对于一给定的多次波型式,对共炮点道集中每个接收器的一次反射估算出谢角和波前曲率的半径     

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。     

完全匹配层人工边界条件中的衰减因子分析

为了得到地下地质体的地震波场响应特征,需要进行三维地震波场数值模拟,但其计算量很大。利用有限差分方法进行数值模拟时,减少计算量的途径有两种:一是差分格式设计;另一种是边界条件的选择。从完全匹配层(PML)吸收边界条件的原理出发,总结了目前PML人工边界条件中的常用衰减函数,说明了衰减函数设计的重要性。数值模拟结果表明,余弦型吸收衰减因子的波场模拟效果要优于其它吸收衰减因子。