高斯束偏移与高斯束层析反演速度建模

当前的层析反演速度建模方法大多基于射线传播算子,以射线长度为层析反演敏感度核函数,对复杂构造偏移成像的适应性不强,反演精度有待提高。基于波动方程的一阶Born近似和Rytov近似,从高斯束偏移成像条件出发,推导了成像域波动方程线性化走时层析反演核函数,该核函数的本质是有限频核函数,可通过高斯束积分表达的格林函数计算得到。利用该核函数替换常规射线层析核函数能提高层析反演精度。发展的高斯束层析反演速度建模方法通过方位-反射角度域共成像点道集与高斯束偏移串联并迭代实现复杂构造成像,该技术路线实用化程度高,能进一步提高当前工业界广泛应用的常规射线层析及射线偏移的成像精度,尤其是改善了低信噪比资料的成像质量。数值计算及实际数据应用证明了基于高斯束算子的偏移成像与成像域走时层析方法的有效性。     

高精度速度建模和高斯射线束深度偏移技术在渤海地区的应用

为解决渤海地区地震勘探中存在的次生断层发育区、高陡构造区、局部速度异常区和潜山内幕等复杂构造区域的地震成像问题,提出了一种以高精度速度建模为基础,应用高斯射线束深度偏移改善复杂构造成像质量的技术方法。高精度速度建模是配合倾斜横向各向同性(TTI)速度模型,利用高精度层析反演技术得到较准确的速度模型。高斯射线束偏移方法是弹性动力学方程集中于射线附近的高频渐近时间调和解,它克服了标准射线方法在焦散面附近振幅急剧、不固定变化的缺点,在复杂构造区也能保证正常响应。实际资料处理表明,两种技术在渤海地区的联合应用改善了高陡构造和复杂断裂的成像质量,有效提高了地震资料的品质。     

地质构造约束高斯束层析反演方法与应用

高斯束层析介于射线类层析和波动方程类层析之间,兼具了计算效率高和过程稳定的优势,是速度建模的一种重要手段。但是,常规高斯束层析灵敏度矩阵建立在射线的基础上,不能遍历整个模型,求解过程不收敛。为此,建立了高斯束层析反演的完整流程,给出了高斯束层析灵敏核函数的构建方法,并且为了使层析反演过程趋于稳定且快速收敛,提出了将地质构造反射界面的倾角场和反射点的位置信息融入高斯光滑矩阵对高斯束层析矩阵进行正则化的方法。理论模型和实际地震资料测试结果验证了方法的可行性和有效性。     

基于束偏移的地层倾角约束网格层析建模

研究区深层构造复杂、缺少足够的地质信息及钻井资料、基于沿层层析无法建立准确速度模型。为了改善该区断块成像精度,进而落实构造圈闭,应用Tomogui叠前深度域网格层析速度建模和高斯束偏移成像。首先利用CVI(约束速度反演)方法获得平滑并符合地质特征的初始速度模型,进行高斯束体偏移;利用四维去噪技术优化处理成像道集,提高道集信噪比;在此基础上,直接进行基于道集数据驱动的网格层析反演,并利用地层倾角场约束网格层析反演过程。通过高斯束偏移与网格层析速度更新、迭代,采用深度域高斯束偏移成像明显改善了成像效果,查明了该区的断裂展布特征,断块型圈闭得到落实。     

高斯射线束叠前深度偏移成像研究

高斯束偏移方法弥补了克希霍夫偏移方法在处理多值走时及焦散问题方面的不足,同时突破了单程波偏移算子的倾角限制。系统介绍了高斯束偏移方法的基本原理,应用理论模型验证了高斯束偏移方法在陡倾角构造成像能力上优于二阶广义屏算子这一结论。由于高斯束中心射线携带了丰富信息,在偏移算法中给出了直接计算角度域共成像点道集的方法。实际数据测试结果表明,在复杂构造、陡倾角以及低信噪比资料成像方面,高斯束偏移成像效果明显好于目前常用的克希霍夫偏移成像方法。     

高斯束成像技术及其应用

高斯束偏移是Kirchhoff积分偏移的一种替代方法。依据高斯束偏移的基本原理,给出了高斯束偏移方法在保幅成像、角度域成像和起伏地表条件成像中的应用原理和方法,探讨了高斯束偏移中初始宽度、频带宽度和波束采样间隔等重要参数的选取原则,采用数值模型及实际资料对高斯束偏移方法的应用效果进行了验证。通过上述研究得出以下结论:①在一定的偏移距范围内,保幅高斯束偏移能正确地恢复地下界面真实的反射率;②同保幅Kirchhoff偏移相比,保幅高斯束偏移对复杂构造的成像效果有明显提高,而计算时间仅为保幅Kirchhoff偏移的1.6倍左右;③高斯束偏移在陡倾构造处的成像效果要优于常规的波动方程偏移;④高斯束偏移对起伏地表条件具有良好的适应性。     

自动拾取的成像空间域走时层析速度反演

本文研究了一种成像空间域走时层析速度反演方法,利用波动方程双平方根算子叠前深度偏移提取的角度域共成像点道集(ADCIGs)作为速度分析道集,并基于剩余曲率自动拟合策略获取高精度的走时差。文中不仅给出ADCIGs道集剩余曲率自动拟合拾取的主要思路,而且给出成像空间域层析反演的实现。模型和实际资料试算验证了该方法具有较高的反演精度和计算效率。     

基于高斯射线束的叠前深度偏移在断裂带成像中的应用——以渤海海域辽东湾地区为例

渤海海域辽东湾地区高陡复杂断裂带是油气聚集的重要区带。该构造具有地层倾角大、断层发育、断层两盘地层速度横向差别大的特点,因此,地震资料的准确成像对合理把握地层产状及正确定位断层尤为重要。传统的地震成像方法由于其自身算法及适应性的限制,在该地区难以准确成像。高斯射线束偏移方法是一种有针对性的射线束偏移方法,该方法利用射线束叠加保留了大部分波至时间,从而克服了标准射线方法在焦散面附近振幅急剧、不固定变化的缺点,在速度复杂构造的地方也能很好地成像,同时该方法具有运算速度快的特点,处理后的地震资料信噪比较好。高斯射线束叠前深度偏移技术在渤海海域辽东湾地区有很好的应用效果,有效地改善了高陡构造和走滑断裂带的地震成像问题,提高了地震资料的信噪比。     

用井间地震方法对复杂构造并行成像

复杂构造的井间地震测量在层析和成像方面已产生了新的问题。由于这种问题的不确定性以及需要借助于简单的模型参数化与正则化来满足零空间，所以人工速度反演层析算法受到各种条件的限制。映射／偏移比单独的速度层析能够提供更详细的地下成像。因为复杂构造的射线追踪 较为困难，所以基于射线的常规成像法如叠前基尔霍夫偏移与VSP－CDP映射受到一定限制。基于成像技术的波动方程是一种很有前景的技术。反射波成像与层析成像相结合对于实现地下地震储集层非均质性的高分辨率描绘有非常好的潜力。     

基于高斯束的速度层析方法研究

相对于波动层析,射线层析是一个病态性很强的反问题,但射线层析的计算效率比波动层析高得多。高斯束(Gaussian beam)层析是介于二者之间的一种层析方法,它综合了二者的优点,如高效率、低病态等。在Rytov近似和Born近似的基础上,介绍了高斯束层析理论,阐述了高斯束层析核函数的计算方法。在成像域层析反演的框架下讨论了核函数的计算策略,给出了核函数的计算公式与实现方案。同时分析了成像域层析中高斯束初值的选取原则以及高斯束层析核函数的边界计算方法。高斯束层析的核函数不再是射线,而是波束体,这与实际的物理现象更吻合,验证了理论分析中高斯束层析比射线层析更加稳定的结论。将高斯束层析应用于角度域成像道集偏移速度分析,得到了理想的层析结果,理论模型及实际数据的数值实验结果证明高斯束层析理论及策略有效可行。     

射线层析与波动方程联合成像

射线层析与波动方程联合成像是构造和速度同时成像的新思路。由偏移共成像道集算出深度偏差,进而算出速度修正量,把速度修正量按射线路经均匀地分配,由浅入深,逐层修正速度模型;再用修正后的速度作波动方程偏移,抽取共成像道集,算出速度修正量,再将其按射线路经均匀地分配。如此反复进行波动方程偏移和射线法反演迭代,直到共成像道集深度方差满足预设的精度为止,最后得到速度和深度构造同时成像。仿真实验验证了本方法。     

盐下高陡构造成像技术——以塔里木盆地库车坳陷克深地区为例

针对塔里木盆地库车坳陷克深地区地震成像存在的静校正处理难度大、原始资料品质低、速度建模及叠前深度偏移难度大3大难题,研究盐下高陡构造成像技术。基于误差反向传播神经网络和最小平方QR分解双尺度层析反演方法获取复杂近地表高精度速度模型,解决盐下高陡构造地震成像静校正问题;在应用高精度静校正和均方根速度的基础上,采用十字排列锥体滤波和球面扩散补偿技术提高地震资料信噪比、恢复深层有效反射信号,解决盐下高陡构造原始地震数据品质低问题;在地质、测井、钻井等多信息的约束下,基于实体模型速度更新和网格层析速度反演的双尺度速度建模技术获取复杂地下构造的高精度速度模型,并应用真地表叠前深度偏移技术提高剧烈起伏地表条件下的地震成像效果,解决盐下高陡构造速度建模及叠前深度偏移问题。通过上述技术获得盐下高陡构造高质量地震成像成果,地震成像预测结果与实钻井吻合好,并成功部署3口超深井。     

潜水波胖射线走时层析速度反演及其在深度偏移速度建模中的应用

探讨了潜水波胖射线走时层析速度反演的方法原理、处理流程以及关键步骤、关键参数和影响因素,给出了基于该技术建立深度偏移初始速度模型的方法。潜水波胖射线走时层析速度反演技术针对既定的观测系统,通过拓宽射线路径,降低了层析反演矩阵的稀疏性,提高了速度模型反演的稳定性,较常规折射波层析反演获得的近地表速度模型深度更大,将其与深层速度模型进行合理拼接,可以为深度偏移提供更为准确的初始速度模型。实际资料处理结果表明:采用该方法建立初始速度模型,可以明显改善深度偏移成像品质,消除浅层速度剧烈变化引起的构造假象,提高地震剖面的信噪比,降低井震误差。     

网格层析速度建模方法在潜山勘探中的应用

针对潜山复杂构造地区地震资料速度建模技术进行了深入的研究。在常规的垂向和沿层速度建模基础上,应用了网格层析反演速度建模技术,求得了准确偏移速度模型,最终通过Kirchhoff叠前深度偏移取得了理想的成像效果,为潜山勘探做出了重要贡献。     

建模技术在准噶尔盆地滴南地区石炭系成像中的应用

准噶尔盆地滴南地区火山岩地质构造复杂、岩性变化剧烈、地震成像困难。根据该区石炭系火山岩的地质特点和地震资料现状,应用GeoEast-Diva建模系统,通过垂向速度分析及层析反演方法进行速度更新,逐步提高速度模型的精度,建立叠前深度偏移速度模型。最终高斯束偏移结果石炭系岩体刻画更加清晰,为该区块井位部署提供了有力依据。     

网格层析和高斯束偏移在深度域速度建模中的应用

叠前深度偏移成像质量取决于深度域速度模型的精度以及偏移方法的选择。结合目前速度反演和深度偏移方法的特点,联合应用网格层析反演和压缩高斯束偏移技术在深度域反演偏移速度模型,在提高速度模型精度的同时,可以极大地提高速度模型优化的效率。该方法在实际数据的成像处理中取得了较好的效果。     

基于小平滑面的非线性网格层析速度建模技术——以四川盆地双鱼石区块为例

随着四川盆地西北部地区双鱼石区块勘探开发进程,钻井工程逐渐由早期勘探期直井向开发期大斜度水平井转变。但由于双鱼石区块地表、地下构造特征"双复杂"的情况,叠前时间偏移成像资料存在构造形态落实不准确,钻井揭示地层构造轴线和叠前时间偏移成果存在较大偏差。应用基于小平滑面非线性反演建模技术的射线束叠前深度偏移成像配套方法,提高了地震成像空间归位精度。研究结果表明:①基于小平滑面处理的数据可以有效保持炮检点位置真实性对旅行时准确计算;②通过构造层位、测井声波速度、近地表速度综合约束下建立的初始速度模型加上非线性层析反演技术能有效提高建模精度;③射线束法叠前深度偏移技术在"双复杂"地区对断裂带及陡倾角成像有显著提升。最终叠前深度偏移成果较好恢复地下构造真实形态,成像效果与井旁构造恢复结果整体符合,构造轴线和断层位置修正230 m,钻井证实在7 000 m深度相对误差控制在1%内,对双鱼石区块后期勘探开发井位部署及井轨迹优化具有指导意义。     

网格层析速度建模技术在苏北某区块的应用

本文探讨了网格层析速度建模技术在苏北某区块的应用。苏北处理工区横跨多个构造单元,构造变化多样,断层十分发育,速度建模和偏移成像存在极大困难。如何提高断阶带附近成像质量是该工区资料处理的关键问题。本文采用基于构造约束的网格层析反演速度建模技术,通过拾取速度纵向变化明显的典型地震层位,从浅至深逐层约束网格层析反演。较好的解决了纵、横向构造变化所带来的影响,加强网格层析速度建模技术在复杂构造区块中的有效应用,实现速度建模高精度需求的满足。     

声波各向异性时间域高斯束叠前深度偏移

作为一种改进的射线类偏移方法,高斯束偏移不仅具备射线类偏移灵活、高效的特性,而且还拥有接近波动类偏移的成像精度。与传统频率域高斯束偏移相比,时间域高斯束偏移通过调整成像公式,把频率域积分转换为成像时刻的函数,提升了计算效率。随着地震采集方位角的变宽和观测排列的加长,各向异性对地震偏移成像的影响变得不容忽略。文中将基于相速度的各向异性射线追踪算法应用于时间域高斯束偏移,并对动力学射线追踪相关系数进行优化,形成一种更高效的各向异性声波时间域高斯束偏移方法。模型试算表明,相比于其他各向异性算法,在保证成像精度前提下,所提方法具有更高计算效率和更强适用性,尤其适用于各向异性复杂构造成像。     

格林函数高斯束逆时偏移

本文以Kirchhoff积分法偏移为基础,采用高斯束叠加积分表示的格林函数表示正反向延拓波场,并利用正反向延拓波场互相关成像条件得到地下成像结果。模型试算和实际资料处理结果表明：高斯束逆时偏移方法结合了射线类偏移方法的高计算效率和逆时波动方程偏移的高精度,能很好地处理焦散点、大倾角等成像问题,并且具有面向目标成像的能力。