VSP多波旅行时反演

本文基于几何地震学原理,分别利用VSP直达波、反射纵波及上行转换横波旅行时反演层速度。直达波旅行时反演只能获得检波点所在井段地层的速度;上行纵波旅行时反演能获得最深检波器以下地层的速度,即井底以下地层的速度;上行转换横波旅行时反演则能获得横波速度。本文主要研究利用VSP直达波和上行反射波求取井段及井底以下地层的速度,最终根据三维VSP资料获取三维速度体。     

VSP旅行时反演应用于VSP—CDP转换

非零偏移距垂直地震剖面(VSP)模型的制作是非零偏移距VSP资料处理的关键环节之一,是VSP-CDP转换的基础。本文试用旅行时反演修正非零偏移距VSP的模型,以加速模型的制作过程,提高非零偏移距VSP的处理速度。用合成VSP资料试算表明:旅行时的随机误差对模型的制作影响不大;只要能较准确地确定界面位置,用旅行时反演修改制作非零偏移VSP模型是可行的。本文还探讨了初始模型的不同选择方法,并将旅行时反演用于实际VSP资料的处理。结果表明,大大地节省了非零偏移距VSP资料的处理时间。     

Walkaway VSP井旁各向异性速度模型反演方法

针对一个井源距VSP初至反演的井旁速度模型不能用于同一口井多个不同井源距VSP数据的偏移成像这一问题,本文介绍了一种使用Walkaway VSP的初至旅行时反演井旁各向异性模型的层速度和各向异性参数的方法。该方法根据声波测井速度的变化趋势对井旁一维速度模型进行分层,以零井源距VSP初至时间反演的速度作为初始速度模型,用一种接近沉积岩特性的多层各向异性介质模型描述和定义井旁速度模型的各向异性参数,利用不同井源距VSP的多条VSP初至时距曲线反演井旁水平层状各向异性速度模型的层速度和各向异性参数,得到Walkaway VSP偏移成像的井旁各向异性速度模型。把该模型用于Walkaway VSP实际数据的偏移成像处理,取得了较好的效果。     

VSP速度反演中雅可比矩阵计算的一种新方法

 最小二乘迭代法是利用VSP旅行时反演层速度的常用方法,而反演的稳定性和收敛速度直接受到求解雅可比矩阵的影响。本文首先对求解雅可比矩阵的两种传统方法进行了对比分析,在此基础上提出了一种新的求解雅可比矩阵的方法,并用模型数据进行试算,表明本文方法反演结果比传统方法能够快速、稳定地收敛。将此方法应用于实际单炮和多炮VSP地震数据处理,可以获得目标区准确的三维速度体。     

VSP多层系多波列横波速度反演

横波速度是非常重要的地球物理参数。分别从VSP上行转换波和下行转换波时距方程出发,推导出利用VSP上行转换波和下行转换波旅行时进行横波速度反演的公式。为了提高反演精度,进一步提出了多层系、多波列横波速度反演的方法,与纵波速度一起,计算出泊松比等参数。M-21井转换波资料成像处理表明,该方法反演的横波速度能够使上行转换波得到很好的成像。     

复杂区深井VSP层析求速度场的方法

针对中国西部山前带地区叠前深度偏移速度场尤其是深层速度场难以确定的难题,提出了一种复杂区深井VSP层析求速度场的方法。该方法以零井源距VSP速度作为相对稳定值填充井径附近速度网格,并通过零井源距VSP速度加权外推建立初始速度模型,同时还给出了一种基于置信度和射线长度的VSP初至旅行时双加权层析反演的算法,通过模型试算验证了方法的有效性。     

零井源距VSP初至旅行时反演

本文在Byun反演各向异性参数方法的基础上,将最小平方反演技术用于零井源距VSP初至旅行时反演,以求取层速度和地层深度。文中给出了求解地层参数的准确计算公式。该方法的特点是在迭代反演之后进行相似性分析,将迭代反演的结果作为相似性分析的初值,然后根据最小均方误差求出地层参数的准确值。对理论模型和实际资料的计算表明,该方法是有效的。相似性分析可以部分地克服上层参数计算带来的累积误差,提高反演的精度。     

VSP横波速度反演实用性研究

利用VSP转换波旅行时,通过迭代可得到较为精确的横波层速度。本文从理论模型出发,研究不同初值方法、不同旅行时拾取误差及纵波速度误差对横波反演结果的影响。理论模型计算表明:用纵波速度和纵横波速度比估算横波速度值,且以假定地层为均匀介质时的横波速度为初值,对迭代结果不会产生不利影响;转换波旅行时拾取误差对反演结果会造成较大误差;当纵波速度出现误差时,对反演结果的影响仅限于最后一层的计算,对其他地层横波速度的计算影响较小。应用实例说明,地下倾角较小时,横向速度变化不大,同一口井反演出的横波速度相似性较好。     

VSP波场延拓求三维速度场

本文利用"相移法"波场延拓,把VSP上行反射波共检波点道集的炮点向下延拓至检波点所在的水平基准面上。延拓后的道集与地面资料类似,再进行速度分析可得到检波点以下地层的均方根速度,弥补了VSP旅行时反演不能求井下伏地层速度的缺陷。对塔里木轮古38三维VSP井区不同方位的walkway线进行速度分析,最终获得目标区域的三维速度体。     

波场延拓层速度分析方法

根据波场延拓理论和模糊决策理论,本文介绍一种对于层状介质,利用地表 CMP 道集数据自动反演各层的层速度和双程旅行时的层速度反演方法。直接利用波场延拓层速度方法所获得的地下介质层速度与根据 VSP 资料计算所获得的层速度不太吻合,前者通常偏高。文中对影响波场延拓层速度精度的三个主要因素进行了校正,校正后的波场延拓层速度结果与VSP 层速度结果吻合很好。用此法求取层速度的精度高,并具有较强的适应弱反射和抗干扰的能力,是一种很有潜力的技术。     

利用多偏移距VSP资料实现井间层析成像

本文提出了利用多偏移距井中ＶＳＰ资料进行井间区域的层析成像方法。通过在不同初始速度模型的情况下对不同炮点数的两井中ＶＳＰ记录进行了导析成像试验。试验结果表明，随着ＶＳＰ资料道数的增加，层析反演的质量得到了明显的提高；在道数较少的情况下，反演结果对初即速度模型的依赖性变大。只要观测方式设计合理，数据量达到一定的要求，利用多偏移距ＶＳＰ资料实现目标区的高质量层析成像是完全可行的。     

利用VSP资料提取地层参数

速度参数是地震勘探中的重要参数，尤其横波速度是常规二维地震资料无法确定的。本文根据ＶＳＰ资料波场丰富的特点，把ＶＳＰ记录看成少量的平面波场之和。以少量地震道组，分别从零井源距和非零井源距资料中提取纵－横波速度，进而估算出与油气相关的泊松比参数，经地实际资料的处理，反演效果较好，质量可靠，认为该方法切实可行。     

根据VSP初至走时反演地层速度

本文介绍了根据VSP初至走时反演地层速度的广义线性反演方法.其主要特点是同步地确定所有地层的速度解,即在确定某层速度值时,同时考虑了所有的初至走时.通过电算模型资料及实际观测资料的反演,可直观地显示出该方法的效果.文章还讨论了走时误差对反演结果的影响,这对设计最佳的VSP观测系统会有一定帮助.     

三维VSP数据的波动方程偏移成像

常规的三维VSP地震数据偏移成像大都使用基于射线理论的Kirchhoff积分方法在共炮点道集中进行，因此对地下速度横向变化大的复杂构造区适应性差、效率很低。基于三维VSP地面激发井中接收观测系统的特殊性，利用地震波场的互易性原理，提出了一种在共接收点道集中进行三维VSP地震数据波动方程偏移成像的方法，不仅极大地提高了三维VSP偏移成像的计算效率，而且还适用于速度横向变化大的复杂构造区。为了利用时间域偏移成像方法对速度模型的相对不敏感特性，在三维VSP偏移成像中，借助于波动方程叠前深度偏移成像算法的概念，还提出了一种可以满足时间域速度模型横向变化要求的波动方程叠前时间偏移成像方法，拓展了波动方程叠前时间偏移成像的应用范围。     

利用射线路径反演层状介质速度的方法

本文根据欧拉方程对于连续层状介质进行了方程推导，得出一个波传播的射线路径公式，利用中 公式导出了ＶＳＰ资料处理中的速度反演公式。     

由VSP初至时间反演层速度的算法和误差估计

本文在Redshaw修正的高斯—牛顿算法基础上提出一种根据VSP初至时间反演层速度的算法。文中假定地下结构为水平层状,各层内速度为常数,各层的深度由钻井数据所确定。本质上,该算法是一种模型迭代技术;数学上,则是一个带限制条件的、多因素、非线性最小二乘法优化问题。这类问题通过适当的数学变换,可将带限制条件的最优化问题变换为非限制性最优化问题。对于非线性最优化问题,目前尚无普遍适用的理论来证明其解的存在、唯一性及稳定性;也无法确切估算观测数据存在误差时给反演结果带来的误差。笔者使用线性反演问题的误差理论估算了反演结果的95％可信度区间。通过对合成数据的初至时间和震源～检波器位置分别加入随机误差的方法,研究了数据误差对反演结果的影响。进一步探讨了浅层检波器缺失、地层倾斜、分层深度不正确给反演结果造成的影响。并用合成与实际VSP数据测试了反演方法的性能。对来自同一口井的两套非零偏移距VSP数据反演的结果表明,本文反演方法可为非零偏移距VSP数据的VSP—CDP叠加和偏移成像提供适合的层速度。     

三维三分量VSP数据处理方法及效果

三维三分量VSP数据处理是一项系统工程。由于观测系统的特殊性，数据处理既不能借用常规的非零井源距多分量VSP数据处理方法，也不能采用目前地面地震多分量数据的处理方法。为此，本文针对三维三分量VSP数据的特点，在三维VSP速度分析、波场分离、纵波和转换波的三维深度成像等几个方面进行了研究，摸索出一套处理方法。通过对MB2003井区VSP数据的处理，得到了纵、横波速度体；通过三分量处理及基于拉冬变换和偏振分析的联合波场分离方法，有效地分离出上行纵波和转换波；根据速度反演结果，在深度域对纵波和转换波进行成像，分别得到两个成像数据体，且具有良好的对比性，有利于资料解释。其中转换波成像显示出更高的分辨率和信噪比，具有良好的应用前景。