VSP三分量资料处理

在 VSP 观测中采用三分量检波器接收,每个分量所记录的信息都是空间波场振动在该分量上作矢量投影的合振动,因此,VSP 资料处理的关键,就是进行波场分离。为了获得好的波场分离效果,必须确定两水平分量的定向和求取偏振角。两水平分量的定向可以借助于直达 P 波的偏振方向在水平面内的投影加以确定。偏振角可通过矢端曲线和瞬时相位法求取。两水平分量定向后,上、下行 SH 波的水平分量被分离到 H_T(t)分量中,上、下行 P 波和转换 SV波的水平分量被分离到 H_S(t)中。将 Z(t)分量和 H_S(t)分量按在垂直平面内估算的下行 P 波偏振角进行坐标转换,即可实现下行波场的初步分离。然后,再联合使用波场分离和反转投影方法对上行波场进行分离。但是,反转投影只能实现上行 P 波和 SV 波的主能量分离,不能完成全波场的分离。文中展示了在PDP-11/24计算机上使用人机交互三分量处理软件的处理效果。     

基于直达波偏振分析的三分量检波器定向方法

本文提出一种基于三分量地震记录直达波偏振分析的三分量检波器定向方法。该方法首先利用三分量地震记录的直达波振幅构造协方差矩阵,然后通过求解该协方差矩阵的主特征向量得到直达波的偏振方向,再根据炮点和接收点的位置计算直达波的传播方向,在此基础上,利用直达波的偏振方向和传播方向的差异最终确定三分量检波器与设计方向的水平和垂直偏角。利用估算的三分量检波器的水平和垂直偏角,通过三分量旋转技术实现三分量地震记录的重定向,进而消除由于三分量检波器放置方向的误差对波场带来的影响。模型和实际数据试算结果表明,该方法具有很高的计算精度和很好的应用效果。     

VSP波场分离

视速度和偏振是地震波的两个重要特性。根据P波和S波运两个特性的差异,就可以分离VSP波场。本文所用的VSP波场分离方法综合考虑了视速度特性和偏振特性。在三分量VSP资料（H₁、H₂、Z）中,可将其两个水平分量H₁、H₂按矢量合成方法求出总水平分量H,再根据地震波的视速度特性,将H和Z分量经τ-p正变换得到τ-p谱U_H和U_Z;然后根据地震波的偏振特性,在τ-p域由U_H和U_Z得到U_P和U_SV,即P波和SV波的τ-p谱。最后,再将U_PU_SV经τ-p逆变换得到P波和SV波。用这种方法对理论模型和野外实测三分量VSP资料进行了处理,效果良好。     

利用P波源三分量VSP检测裂缝

本文利用Ｐ波源三分量ＶＳＰ资料进行裂缝检测。首先通过对水平分量检波器定位，求取水平分量和垂直分量，进行Ｐ－ＳＶ波分离处理；然后对处理后的数据进行横波分裂分析，求取快横波偏振方位，确定裂缝方位。文中给出了实际资料的处理过程，其中有定位水平分量，水平横向分量和垂直同分量的求取以及震点的快速波偏振方向反演结果，即裂缝方向。实际资料分析表明，采用这套方法检测出的裂缝结构可以用于裂缝性储层的描述。     

用VSP资料求取吸收参数方法的研究

VSP 资料的直达下行波能量强,信噪比高,为求取吸收参数提供了有利条件。然而,现有的一些求取吸收参数的方法均不能有效地压制上行波及短程多次下行波的影响,因此利用下行波求得的吸收参数精度不高。相比而言,“振幅谱比法”应用较广,而且不受震源能量变化的影响。本文对振幅谱比法作了修正,即利用声波、密度测井曲线构成的反射系数序列对直达下行波的非弹性吸收的振幅进行校正,以消除上行波的干涉和短程多次波的影响,然后再用振幅谱比法求品质因数。这种改进方法称“校后谱比法”。在有高质量的声波、密度测井资料时,使用 VSP 资料可比较准确地求取介质内的吸收参数,并可改善吸收参数的空间分辨率。通过在 SVSP 资料上试算表明,改进的方法是行之有效的。     

偏振投影法及其在VSP中的应用

在通常的三分量VSP数据中,各种类型的地震波所对应的位移夫量在检波器的各个分量上均有投影。本文讨论一种分离不同类型的地震体波(P波、SV波、SH波)的方法-偏振投影法。这种方法利用地震体波具有线性偏振的特性,把原始记录按选定的偏振方向进行重新投影,以达到加强一某种所期望的波型的目的。正确地确定偏振方向是偏振投影的关键。由于在不同时间上记录到的波具有不同的射线路径,所以即使是同一类型的波,其偏振方向也是随时间变化的。文中具体介绍了两种确定偏振方向的方法及其适用范围。     

基于AVA道集的井间地震上行反射P波分离方法的研究与应用

针对井间地震资料处理中现有上行反射P波提取方法的不足,提出了基于AVA道集的三分量井间地震资料上行反射P波分离方法。首先对水平分量X和Y的直达波场进行水平定位,旋转得到两井平面内的径向分量R,然后对垂直分量Z和径向分量R进行直达波去除、管波衰减和上行波场分离,利用直达波层析反演结果建立速度模型,对垂直分量Z和径向分量R的上行波场分别进行上行反射P波射线追踪,得到两个相应的AVA道集,根据上行反射P波的入射角大小进行上行反射P波分离和提取,最后完成上行反射P波的叠加成像。模型计算和实际资料的处理结果表明,该方法可以有效提取三分量资料的上行反射P波能量,保证了上行反射P波叠加成像的精度和保真度。     

地震勘探中的自由面效应

在石油地震勘探的地面多分量记录中,垂直分量上往往只有纵波（P波）,径向水平分量上往往只有垂直偏振横波（SV波）,而极少见到如地震学中常出现的P波与SV波共存于同一分量记录中的情形。本文从理论上对此作出了解释。其具体过程是,首先根据弹性半空间模型,导出了P波、SV波分别到达自由面的位移响应和Wichert关系式,然后针对不同根波与纵波的速度比（vs/vP）绘制其相应的曲线。通过分析发现,在致密岩石（vs/vs比值高）出露地区,因受自由面效应的影响使得到达P波或SV波在铅垂分量记录和径向水平分量记录上都有显示,而在疏松层（不仅vs/vp比值低,而且vs和vP本身数值也不大,为低速带）覆盖区,由于受自由面效应的影响以及低速带的折射作用,使得到达P波和到达SV波分别反映到错垂分量和径向水平分量上去了。由此可以预见,在高波速比（v_s/v_p）的表层地区,诸如永久冻土带、石灰岩或其它坚硬基岩出露地带,地面弹性波记录表现为矢量波场,在低波迭比（v_s/v_p）地区,则近似表现为两个标量波场,垂直和径向水平分量分别以P波和SV波为主,便于资料的采集与处理。须指出的是,目前的各种弹性波正演模拟法以及超声波物理模型试验都应该提供具有小波速比（v_s/v_p）表层的结果,以便与油气探区的实际情况相适应;各种利用叠前振幅信息的方法(如AVO、反演等)以及提取弹性偏振参数的方法,都应该考虑自由面的影响,以便进一步提高精度。     

波阻抗反演的实践经验与体会

进行波阻抗反演的流程如下：（1）根据时深关系使解释的层位和测井曲线层位对齐,从而使制作的合成地夺记录与井旁地震道较好地吻合,以达到层位标定的目的;（2）在层位标定的基础上,通过对工区的所有测井资料做子波估算的迭代处理,对每口井求取一个最佳子波;（3）将在井与井旁道之间的相关值,能量残差两方面的值均好于其平均值有几口井的子波选取出来;（4）用所选子波对每口井做合成记录,然后选择一个地震合成记录和地震记录之间互相关值大,能量残养值小的子波做为最合适子波;（5）通过工区资料的频率衰减因子及振幅增益因子,最合适的子波,由浅至深分时窗制作频率逐渐变低的时变子波,做为反演所用的最终时变子波;（6）根据测井资料得到井位处的低频分量,按距离加权求得井间低频分量,并利用层位标定结果进行外推,建立整个数据体的低频模型;（7）根据信噪比、信号的水平连续性,反演结果和低频模型的偏差,反射系数门槛值这4个约束条件,用全局优化的快速模拟退火法进行三维一步反演。文中使用丹麦φdegaardA/S公司开的ISIS软件包对近200km^2的三维地震资料按以上流程进行了波阻抗反演,其间补充了一个将层速度沿解释层位平滑的程度,弥补了井深不够对低频模型的影响,完善了ISIS软件的功能,取得了较好的效果。     

VSP浮动坐标系偏振滤波

 偏振滤波是三分量VSP纵、横波波场分离最常用的方法之一。在传统的偏振滤波方法中,偏振角的计算是基于直达波的传播方向而确定,没有针对所需要的上行波。本文通过建立针对反射波的主能量方向计算偏振角,建立随反射深度变化的坐标系,即浮动坐标系,以有效提高波场分离精度。理论模型试算和实际资料处理结果表明,在浮动坐标系下,偏振滤波方法以所需波场为基础,能够实现波场的最优分离。     

非零井源距VSP资料的处理方法及效果分析

本文介绍苏北地区富44井非零井源距VSP资料的处理方法。主要处理过程包括:水平分量x,y的合成（H）;垂直分量Z及水平分量H的纵、横波分离（Z_p,Z_s,H_p,H_s）;纵波Z_p、H_p中的上、下行波分离;建立速度模型,并由上行的Z_pu与H_pu合成上行波 MOD,由下行的Z_pd与H_pd合成下行波TRY;利用下行波TRY提取反褶积算子对上行波MOD及其本身作反褶积;上行波VSP校正,上行波VSP-CDP变换（归位）及叠加,最终获得一小段二维井旁地震剖面。通过对VSP处理成果及各种资料进行综合对比分析,表明该处理方法对复杂地区的VSP资料的处理是正确而有效的。     

VSP各向异性矢量波场分离方法研究及其应用

本文介绍了一种基于各向异性(TI)介质假设的非零井源距三维三分量VSP矢量波场分离方法。该方法将经过一次旋转的共炮点数据,使用非线性约束SQP算法反演求得检波点附近的各向异性Thomsen参数,根据介质的各向异性性质,计算每个波场(上、下行纵波和上、下行横波)的传播角度、慢度和极化矢量。在频率域使用正则化的最小广义逆算法求出每种波的傅里叶振幅分量,再反变换到时间域得到分离后的各种波场。通过对非零井源距三分量VSP模型试算、实际资料处理以及与各向同性参数反演矢量法结果对比分析,验证了该方法的可行性和优越性。     

VSP不同观测方式的波场特征与波场分离方法

本文研究了在不同观测方式下VSP的波场特征、波场分离方法及其参数选择方法。WVSP上、下行波时距曲线的顶点都在t轴上,在检波点所在深度附近,上、下行波方程相近似,曲线趋于重合。up-away VSP的直达波在有效记录段可能出现顶点,且曲率较大。up-to VSP的上行波时深曲线在有效记录段,曲率较大。不同的地层,曲率变化也不同。针对上述各观测方式的不同特点,文中提出了不同的处理方法。校正变换波场分离法针对up-away VSP和up-to VSP的波场特点,首先将非线性波场校正变换为线性波场,从而在变换后的波场上实现波场分离。实际资料处理结果表明,该方法速度快,工作量小,效果明显。文中还就中值滤波的跨度值选择与所压制波组的关系作了分析,在高信噪比情况下,导出了跨度值定量选择的关系式;对于零井源距VSP资料,则给出了更细致的关系表达式。     

利用零偏VSP资料求取横波速度 ——以七北101井VSP测井为例

:通过分析零偏VSP记录中的一组强波的时距曲线和极化方向，证明这组强波是纵波震源所激发的纵波在地表附近强阻抗差界面上产生的下行直达转换横波。由于这种波具有纯横波的运动学特点，因此可以拾取其初至时间，计算横波的层速度，进一步求取纵横波速度比及泊松比。分析了这些物性参数在判别岩性和气层的应用效果。     

应用VSP观测的黄土塬地面地震干扰波研究

地表条件复杂的黄土塬区地震记录中干扰波类型众多,尤其是一种俗称“八字胡”的干扰波,严重影响有效反射波,且在后续处理中难以去除。研究其形成机理、所属类型,可为前期数据采集方案设计及后续去噪(该干扰波)处理流程制订提供依据。文中首先分析了地震记录中“八字胡”干扰波的频率、能量、时距曲线及速度等特征,认为它是一种折射波,其波场类型可能为横波;由于该干扰波在地面地震记录中为上行波,VSP观测可记录其下行波,因此通过分析区内VSP记录中相应下行波场的偏振、源点及频率等特点,确定它为纯横波;再利用Walkaway VSP实际记录及非纵近排列模拟记录做进一步验证,判定该“八字胡”干扰波为纯横波折射波。     

二道递归滤波VSP波场分离方法

上行波和下行波的分离是垂直地震剖面(VSP)资料处理的重要环节之一。本文提出一种用二道递归滤波分离 VSP 波场的新方法。这种方法在假定地层为水平层状介质的前提下,从一维波动方程出发,导出了相邻两道 VSP 记录的上行波和下行波计算公式。由于该方法参与运算的记录只有两道,因此,可以在资料道数少而其他方法又无能为力的情况下把波场分开。方法允许不均匀的检波点距,且不存在空间假频现象和混波效应。理论模型试算和实际资料处理的结果表明,该方法是切实可行的。