提高逆时偏移成像精度的叠前插值处理研究与应用

为了提高叠前逆时偏移成像精度,开展了针对逆时偏移的地震资料预处理方法研究——叠前插值处理.从Marmousi理论模型出发,对模拟的理论炮集数据进行抽稀,在满足数值频散关系条件下进行叠前逆时偏移处理,计算结果表明,炮集记录道间距增大会引入线性干扰,较大程度影响了逆时偏移结果的精度和横向连续性;从实际三维地震资料数据出发,对比分析了沿检波线方向和沿检波站方向进行叠前频率-空间域三维插值前、后的数据和对应的逆时偏移结果.研究表明,未进行叠前插值处理的逆时偏移剖面存在类似于理论数据抽稀情况下的线性干扰,同相轴的连续性差;而经插值处理后,插值地震道的同相轴过渡自然无畸变,对应的逆时偏移剖面连续性明显增强,线性干扰得到有效压制.因此,叠前插值处理能够有效提高高信噪比地震工区资料的逆时偏移成像精度.     

数据品质对叠前时间偏移成像的影响

目前,叠前时间偏移处理技术广泛应用于油气田的地震勘探资料处理中,影响叠前时间偏移成像的最主要因素就是数据品质。四川盆地东部地区由于地表条件复杂,资料噪声较重,野外采集通常采用变化的观测系统施工,部分地段炮检距分布非常不均匀,造成资料品质不能满足叠前时间偏移的需要。通过对川东地区一条二维测线叠前时间偏移成像效果的试处理分析,总结出一套提高叠前时间偏移成像质量的技术方法,即利用偏移前道集去噪技术,提高道集资料信噪比;运用道内插技术,改变由于野外施工造成数据分布不均的现象。最终使得数据品质能够满足叠前偏移处理的条件。     

单程波动方程叠前深度偏移并行计算与应用

利用单程波动方程炮道集叠前深度偏移方法,建立了相关叠前深度偏移处理流程;在研究地震资料海量数据管理特点和波场外推算子并行算法的基础上,提出了主从模式动态负载平衡并行算法;研究了大规模地震数据并行计算的断点恢复技术,实现了软件级的断点恢复策略。应用自主研究开发的地震叠前成像软件系统对胜利油田BS6探区160km2的三维实际资料进行的生产性处理取得了较好的效果。     

波动方程叠前深度偏移角度道集求取方法

针对常规直接转换法和直射线叠前时间偏移(PSTM)法提取的角度道集无法满足地质构造复杂地区的AVA分析与反演精度的问题,研究基于共炮检距道集波动方程保幅叠前深度偏移方法,提取角度域共成像点道集。首先,对地震数据进行叠前深度偏移得到炮检距域共成像点道集;其次,在频率-波数域对炮检距域共成像点道集利用快速插值映射法抽取角度域共成像点道集。通过与直接转换法和直射线PSTM法提取的角度道集比较,分析不同方法求得的角度道集信息的准确性和AVA特征。数值试算和实际资料处理结果表明:共炮检距道集波动方程保幅叠前深度偏移方法求取的角度道集的振幅相对保真,角度范围更广,更适用于AVA分析。     

基于稀疏离散τ—P变换的叠后地震道内插

τ-p变换是一种有效的地震数据插值方法,但在实际应用中,由于存在着地震数据信息量不足及有限的孔径和离散等因素,往往导致在τ-p域的地震数据插值结果存在假象、不准确。研究表明:在τ-p域对地震数据进行稀疏,即正确选择离散参数的采样对于重建缺失的地震信息非常重要。为此本文提出了一种基于稀疏离散τ-p变换的地震道内插方法。该法根据叠后零炮检距剖面在局部时窗内可以看作是一系列线性同相轴的组合,使用稀疏离散τ-p变换和预条件双共轭梯度算法进行地震道内插。理论数据试算和实际资料处理结果证实该法能使地震数据空间方向的采样得到加密,有效去除了空间假频。     

物探专利名称选登

专利名称：地震资料处理的炮道集波动方程叠前深度偏移并行计算方法；专利名称：一种高精度的深度域叠前地震数据反演方法；专利名称：基于系统辨识提高地震资料分辨率的方法；专利名称：一种三维地震偏移成像的定点分解方法；专利名称：一种可控震源拆分振次激发方法.     

利用以往地震数据的观测系统炮点加密技术

提高复杂构造目的层阴影区成像质量的常规方法是，基于射线追踪和波动方程地震波照明结果，分析目的层阴影区照射能量的分布情况，根据待加密炮对目的层阴影区照明能量的贡献布设加密炮点。地质构造的复杂性造成无法准确构建地质模型，进而影响针对复杂目的层的照明分析，最终导致加密炮点难以提高复杂构造目标区的成像质量。为此，基于局部相似属性理论，提出依托以往地震数据的提高目的层阴影区成像质量的方法：首先根据探区地质任务拟定观测系统，尽量选择较小的炮点距（或炮线距）；计算探区已有数据的共成像点（CIP）道集每道的局部相似属性，在叠后数据上拾取目的层，得到已有炮（集数据）所有道目的层的局部相似属性；然后利用空间内插计算拟定观测系统所有炮的局部相似属性和正常炮对目的层的贡献值，建立每个CIP道集的局部相似属性与空间位置的关系曲线（曲面），确定局部相似属性低值区；最后以目的层局部相似属性均匀性为指标，确立加密炮的位置和密度。理论数据和实际资料应用结果表明，该方法可便捷地选择最经济、适用的加密炮参数，能显著改善具有高陡构造、逆掩推覆构造及其他横向速度变化剧烈地区目的层阴影区成像效果。     

频率-空间域数据规则化压制采集脚印技术研究

针对以往常规道内插方法存在的缺陷,引入三维频率-空间域叠前数据规则化技术,采用对地震道进行加权处理的思路,利用自适应插值计算方法,实现相邻道补权压制采集"脚印"的目的。同时,利用偏移距、方位角和输出单元中心坐标信息,计算出炮点与检波点的位置及相关的道头属性。对道头属性值的插值计算提高了后续处理(如叠前偏移等)的稳定性,从而得到相对保幅的成果数据。     

叠前道集优化技术在页岩储层预测中的应用

叠前AVO反演在岩性预测和流体检测中发挥着重要作用,其效果受叠前道集质量的影响较大。常规处理后的叠前道集上仍存在较严重的噪声干扰,道集内不同炮检距范围子波形态差异明显,反射波同相轴未完全校平等,这些问题导致叠前道集不能真实地揭示地层的AVO特征,需要做进一步的优化处理。为此,选择几种针对性的叠前道集优化方法,并将其组合应用到实际叠前道集的优化处理中。通过对四川盆地H区块页岩气勘探三维地震资料的道集优化处理,叠前道集优化后的AVO反演结果表明其效果较好。     

宽方位数据的炮检距向量片域处理及偏移道集校平方法

炮检距向量片(offset vector tile,OVT)是一种新颖的叠前数据编排方式,当地震数据分选到OVT域后,地震资料的各种属性特征表现得更加明显,充分利用这些特征,可以改善噪声压制、振幅均衡、数据规则化等各种处理过程的效果。OVT道集偏移后的CRP道集(CRP gather after OVT migration,OVG)含有方位各向异性信息,同相轴随观测方位的变化而明显起伏,典型表现形式是"蜗牛道",可以用于方位各向异性研究。采用非刚性匹配(non-rigid matching,NRM)技术能有效校平"蜗牛道",改善成像效果,提高AVO分析精度。实际的宽方位资料处理结果表明,经过OVT域预处理和道集校平,其处理成果可以分析振幅随倾角和方位角的变化(amplitude versus angle and azimuth,AVAZ),进行分方位裂缝预测。OVT域处理是宽方位三维地震资料的一种有效的处理方法。     

测井约束下高精度叠前地震速度预测

针对地震偏移成像处理预测的速度精度不高,难以满足精细时深转换和地震速度三维建模解释精度的要求,根据地震波动性及旅行时特征,提取出叠前地震道集速度数据中包含的速度特征信息,采用与测井声波速度相互转换、交叉验证、分层约束的速度建模方法,综合考虑地震预测的特征速度与测井声速之间的误差,采取分层段、分尺度三维约束校正,实现了地震低频速度信息和薄层速度相对高频信息相互融合。通过理论模型试算和实际数据测试认为：采取最佳时窗步长为15~20 ms,实现叠前地震道集中特征速度提取与在测井速度质量控制下连续速度的预测结合,该技术在地震成像处理、地震速度建模、构造变速成图等应用中有效地提高了地震资料处理和解释的速度精度。     

非均匀地震数据重建方法及其应用

将不规则地震数据重建问题归结为信息重建的地球物理反演问题。最小二乘方法求解时,引入离散傅氏变换(DFT)加权范数规则化策略,采用预条件共轭梯度法(PCG)求解,保证解的稳定性和收敛速度。处理线性同相轴假频问题时,采用Yule Walker方程由带限信号的低频功率谱预测高频功率谱,达到去假频目的。针对炮集三维叠前深度偏移中数据均匀化且尽可能覆盖速度体范围的要求,应用非均匀地震数据重建方法实现不均匀三维炮集数据内插、外推,避免以往植入空道的简单化处理,有效地扩大了偏移孔径信息。实际三维地震资料试算结果表明,偏移效果得到改善。     

基于反射波层拉平的绕射波分离与成像方法

在碳酸盐岩缝洞储集体为主要地质目标的探区,可以通过绕射波分离与成像来提高对溶洞、裂缝等特殊异常体的刻画精度。基于常规的地震资料处理模块,提出了一种基于反射波层拉平的绕射波分离与成像新方法。利用空间属性建立的共深度点CDP与炮集中各道记录的一一对应关系,完成将叠加数据体层位拉平时间信息映射到叠前炮集中各道记录上,进行叠前炮记录的反射波组拉平处理;在层拉平的基础上根据炮集记录中反射波与绕射波同相轴轨迹的规律性几何差别,采用FK滤波等技术将强反射波分离出去。介绍了关键处理技术,给出了详细的处理流程,并展示了针对物理模型观测数据和实际三维地震资料的应用效果。     

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。     

反射地震成像的波场变换方法

遵循反射地震数据叠前偏移可分步描述的思想,即动校正＋叠加＋叠后偏移,根据叠前观测波场、零炮检距波场和叠前时间偏移波场之间的坐标位置关系,通过波场变换实现了偏移到零炮检距地震剖面和叠前时间偏移。计算实现简单,只是空间方向的Fourier正反变换与时间方向的积分,并且偏移到零炮检距地震剖面与叠前时间偏移计算量基本相当,计算没有任何关于小炮检距近似或小反射倾角近似假设。最后讨论了这种方法在研究保幅成像、地震道插值等方面的应用可能以及处理实际地震数据可能面临的问题。     

地震资料高分辨率处理技术

针对高分辨采集的地震资料，采用了高分辨地震资料处理的各种技术，地震资料叠前提高信噪比处理，提高反射信号主频和展宽有效信号频带，分频处理方法，优化迭代叠加方法，信号方向约束预测去噪方法、三维F－XY域预测道内插方法等，并讨论了叠后提高横向辨率问题，在实际资料处理中取得了较好的效果。     

基于局部运动学属性参数的窄方位角三维多域插值算法研究与应用

基于局部运动学属性参数的三维多域插值算法在实际地震数据处理中具有广阔的应用前景。但这种算法通常仅适用于宽方位角三维地震数据,而海洋三维地震数据往往是窄方位角的,这就给传统算法的实现带来了一定的难度。为此,提出了一种适应于窄方位角三维地震数据的三维多域插值与规则化新算法,并设计了相应的实现流程。其策略是通过零偏移距三维频率-波数(F-K)域时间偏移与反偏移,结合零偏移距三维输出道成像方式的共反射面元成像算法(CRS-OIS),获得高信噪比的叠后模型道数据;再通过反叠加生成三维叠前CMP模型道道集,提取其运动学属性参数,基于这些运动学属性参数拟合原始三维叠前数据,从而获得信噪比向模型道逼近的优化后叠前数据体。南海深水区某三维窄方位角地震数据的试应用结果表明,新的算法完全适应窄方位角三维地震数据的特点,有效提高了数据的信噪比和规则化程度,证明了新算法的稳定性和可靠性。     

VSP的双程无反射波动方程逆时偏移

VSP 资料通常为共炮点道集,因所含数据量较少,采用常规偏移方法,难以获得良好的偏移结果。而用双程无反射波动方程作逆时偏移,可以剔除内部界面反射波和层间多次波,同时使用 Clayton 的吸收边界条件,还可以消除VSP 中的边界反射波。可见采用这种逆时偏移方法能够较好地改善偏移效果。其成像条件仍由Claerbout 成像原理推广,求解镜像方程得到,此法是一种适用性很强的波动方程偏移方法,既适用叠前 VSP 记录,又适用常规多偏移距的炮点道集,还可用于 VSP 和地面资料的联合偏移,并能适应各种速度的变化。此法用于实际 VSP 资料处理时,要预先切除初至波,剪接边道或设置边道阻尼,并要作空间插值补道、频率滤波等项处理,否则将影响 VSP 偏移剖面的质量。     

黏声介质全三维双平方根方程叠前深度偏移及其在海上数据中的应用

海上多方位/宽方位和高密度地震数据采集可有效地提高复杂勘探区域的成像质量,但海量的地震数据对叠前深度偏移形成了较大的挑战。另外,随着勘探目标埋深增大,介质的吸收成为中深层精细成像不可忽略的因素。针对上述实际需要,首先讨论了全三维双平方根方程叠前深度偏移的基本公式。基于双平方根算子的全三维叠前深度偏移成像的优点是无需选择偏移孔径、适应炮数极多的多方位/宽方位和高密度海上地震数据、易于考虑衰减效应、便于产生方位角度道集。然后在考虑衰减补偿的稳定性的基础上,将其扩展到黏声介质中,实现了带衰减补偿的全三维叠前深度偏移。借助较大计算内存和高维快速傅里叶变换,可同时实现工区所有炮检波场的向下延拓。最后将该方法用于模型数据和海上实际数据处理,结果证明了方法的有效性。     

基于波动方程正演模拟的偏移孔径分析

采用声波波动方程正演模拟方法激发单炮地震记录,用Kirchhoff叠前深度偏移对激发的单炮记录进行成像,讨论了不同偏移距范围地震数据和不同偏移孔径对地震成像效果的影响;对实际连片地震资料进行了Kirchhoff叠前时间偏移处理.结果显示,适当的大偏移孔径下,相邻区块互相贡献使深层陡倾角地层成像效果明显改善.研究成果对实际地震资料叠前偏移处理提供了依据.