低频信号在膏盐覆盖区成像中的应用研究

针对复杂膏盐区深层成像困难的实际问题,首先分析了膏盐层的地质、地球物理特征,说明了原位地层条件下处于蠕动状态非均匀分布的膏盐层对地震波场的强烈吸收和散射作用是造成其下伏地层成像困难的主要原因。其次设计了一个简单的膏盐层模型,采用波动方程粘弹介质波场数值模拟技术,分析了单道记录中以膏盐层为界的浅层和深层地震反射信号振幅谱的频率差异,证明了介质对波场的散射和吸收作用是与地震信号的频率密切相关的,低频信号具有较强的抗散射和抗吸收能力,更易于穿透非均匀膏盐层。实际资料的处理结果证明了利用低频信号可以提高膏盐覆盖区深层成像质量。     

应用低频信号提高高速玄武岩屏蔽层下的成像质量

 针对江陵凹陷陵北玄武岩高速屏蔽层下深层成像困难的实际问题，本文首先分析了玄武岩地层的特点及其对波场传播规律的影响，设计了两个相应的理论模型；采用波动方程波场数值模拟技术，通过对深层反射地震信号特征的分析，表明低频地震信号既具有较强的穿透薄高速玄武岩屏蔽层的能力，也具有减弱粗糙表面产生的绕射噪声的能力。将此思路应用于实际资料处理，结果表明利用低频信号可以明显削弱玄武岩高速屏蔽层的影响，提高屏蔽层下深层成像的质量。     

黏滞声学介质地震波吸收补偿叠前时间偏移方法

为了在叠前偏移中沿波场传播路径补偿黏滞性介质的吸收衰减效应,提高地震分辨率,首先导出黏滞声学介质条件下的波场频散关系,引入等效Q值实现频率域波场延拓,基于稳相原理求出波场延拓的渐近解,利用反褶积成像条件得到成像结果,并给出了偏移算法稳定性和数据高频折叠的处理方法,研制出工业化应用软件,完成多个三维工区的地震数据处理。另外,根据VSP资料,正演分析了松辽盆地的地层吸收对地震波场传播的衰减效应。与现有常规叠前时间偏移结果相比,黏滞声学介质吸收补偿地震叠前时间偏移在保护地震低频成分的前提下展宽频带15Hz左右,大幅提高了地震成像分辨率。     

阿姆河右岸复杂膏盐岩地震响应特征研究

复杂结构膏盐岩对下伏碳酸盐岩地震成像的影响一直是地震勘探研究的热点之一。首先,分析了阿姆河右岸"三膏两盐"结构膏盐岩的地震反射特征:上盐层表现为一套弱振幅反射,同相轴平缓;中石膏层、下盐层、下石膏层的地震反射能量强,同相轴起伏变化强烈、连续性差。其次,针对强烈变形膏盐岩构造,设计了3个理论模型("眼球状"盐丘模型、厚层盐层模型、两层薄盐层模型)和两个实际复杂膏盐岩模型。最后,应用非均匀介质声波方程交错网格高阶有限差分方法,对理论模型和实际模型进行了地震响应正演模拟和照明分析。结果表明:膏盐层引起的强能量多次波、广角导波、散射波和回转波等干扰波降低了下伏层反射波信噪比和连续性;复杂构造膏盐体形成的回转波一般会引起下伏层反射振幅的假亮点;膏盐层层数对下伏层能量的屏蔽作用比厚度更加显著;膏盐体的复杂构造导致了地震波向下传播能量的非均匀性和照明阴影。     

基于FFD算子的衰减介质地震波模拟

本文推导了基于傅里叶有限差分（FFD）算子的衰减介质地震单程波波场传播算子,通过空间-时间域与波数-频率域之间的转化实现了衰减介质地震波场数值模拟。鉴于基于接收点波场向下延拓原理的非零炮检距正演模拟计算效率低,采用基于散射波Green函数积分解求取原理得到了叠前地震炮集记录。数值模拟结果表明,由衰减介质中FFD算子所得波场比分步傅里叶（SSF）算子所得波场具有更准确和更丰富的地层信息,特别是在地层存在陡倾角时效果更明显。针对实际资料含气储层地震同相轴下拉现象,通过井、震结合建立符合实际地质构造层位特征的理论模型,通过对正演结果的处理验证了地层强吸收导致地震反射同相轴下拉现象的解释,也为低频阴影现象的产生机制提供了一定的依据。     

Q叠前深度偏移在四川盆地薄层成像中的应用

四川盆地表层结构复杂,目的层埋藏深(大于7000m),深层反射地震信号吸收衰减严重,地震信号能量弱、频率低、子波畸变严重,进而导致深层成像分辨率低,薄层识别困难。为了减小地层吸收对叠前深度偏移成像的影响,采用GeoEast软件系统开展了Q叠前Kirchhoff深度偏移应用研究。Q叠前Kirchhoff深度偏移通过引入复速度和复旅行时,严格按照波场传播路径对地层吸收造成的振幅衰减和频散效应进行振幅补偿与相位校正,以有效提高深层成像的保真度和分辨率。实际应用结果表明,相比常规叠前Kirchhoff深度偏移,Q叠前Kirchhoff深度偏移能显著改善偏移结果的振幅关系、拓宽有效频带、提高偏移成像的分辨率,使深层薄层容易识别追踪。     

用低频信息改善地震成像质量

地震勘探中的地震波频率范围一般为0～80Hz。由于大地的吸收及高速地层的影响,地震波在传播过程中的高、低频率成分衰减程度存在较大差异。通常,地震波的高频成分衰减严重,低频信息保留相对完整。在模型论证的前提下,研究了利用地震低频信息改进深层速度精度与提高高速层下伏地层成像质量的方法,并应用实际资料的处理进行了验证。研究表明,地震低频信息比高频信息具有更高的抗屏蔽及吸收能力,利用地震低频信息能够提高深层速度的精度和成像质量。     

火成岩下伏地层地震反射波场特征研究

在火成岩发育区,火成岩对下伏地层的地震成像影响严重,制约了岩下油气藏勘探。研究地震波在火成岩下的传播特征、分析火成岩对地震波场的影响是选择适合火成岩区地震资料采集和处理方法的基础。从Zoeppritz方程出发,分析了火成岩地层中地震波的透射能量与地震波的入射角和界面上下纵波速度比之间的关系;采用一阶弹性波交错网格有限差分对不同火成岩模型以及利用不同主频的子波对非均匀火成岩模型进行了正演模拟,分析了各模型的波场特征;采用反射率法合成了不同主频的火成岩互层模型的τ-p域道集,揭示了火成岩的非均质性对透射能量的衰减作用。模拟分析认为,火成岩发育对下伏地层成像的影响因素除了高速屏蔽还有介质的非均质性导致的散射。研究结果表明,转换波可以更好地对岩下地层成像,低频信号在通过薄互层和非均匀地层时能量损失较小。     

正演模拟在大平房火山岩发育区地震信息采集中的应用

简要介绍了辽河大平房火山岩发育区的地质情况。在分析低频信号有利于火山岩下伏地层成像的理论基础上,以现有的地质认识为基础构建正演模型,模拟了不同频率的地震子波激发得到的单炮记录及偏移剖面。模拟结果表明,低频信号有利于辽河大平房火山岩发育区中深层成像,在下一步的勘探中应加强低频信号的保护。     

利用低频信息改善地震成像质量

地震勘探中的地震波频率范围一般为0～80Hz。由于大地的吸收及高速地层的影响,地震波在传播过程中的高、低频率成分衰减程度存在较大差异。通常,地震波的高频成分衰减严重,低频信息保留相对完整。在模型论证的前提下,研究了利用地震低频信息改进深层速度精度与提高高速层下伏地层成像质量的方法,并应用实际资料的处理进行了验证。研究表明,地震低频信息比高频信息具有更高的抗屏蔽及吸收能力,利用地震低频信息能够提高深层速度的精度和成像质量。     

井间地震反射波成像频率变化特征研究

与常规地面地震剖面相比,井间地震剖面具有一定的特殊性,其中剖面浅部低频化是其基本特征之一。本文利用成像原理对井间地震反射剖面的浅部频率变低问题进行了研究,导出了频率变化因子。研究结果表明,观测井段浅部出现低频化现象,主要是由于成像过程的“拉伸”作用所致,其规律是由深向浅、由两井中间向两旁频率逐渐变低,低频化现象并不反映该部位地层反射的真实频率特征。因此,在资料反演和解释过程中必须引起重视,否则会导致错误的解释结果。     

地震信号时——频特性与瞬时动态范围

本文利用小波变换的方法，分析了地震信号的时一频特征，由时一频特征曲线可以看出，随着时间的增加，地震信号高频分量相对于低频分量之比越来越小。在此基础上给出了地震信号瞬时动态范围的定义和物理解释，进而指出，在地震采集仪器中，为了获得深层的高频信号，必须采用动态范围高达２４位的新型过采样Σ－△Ａ／Ｄ转换器。     

济阳坳陷深层地震资料处理技术及应用

针对深层地震信号能量弱、频率低、可描述性差及信噪比低的特点，对深层地震资料的处理方法开展了研究，提出了采用地表一致性振幅处理技术、多域去噪技术、剩余时差校正技术、主能量优化叠加技术等进行精细处理，并且，将地质模型作为一种约束条件引入深层资料处理的整个环节，提高了叠加成象的精度。通过对BH、DY等地区老资料及LFJ地区深层采集资料的精细处理，总结出一套提高深层资料信噪比，改善资料叠加成像效果的深层资料精细处理流程。     

“两宽一高”地震采集技术工业化应用的进展

宽方位、宽频带、高密度(简称"两宽一高")地震采集技术在解决低信噪比地区勘探、复杂地质体成像、岩性勘探以及精细油气藏描述与监测等勘探难题方面具有明显的技术优势,但是要推广应用该技术还需要克服震源与采集两大制约因素。为此,探讨了影响"两宽一高"地震勘探技术工业化应用的两个制约因素——宽频信号源的激发与可控震源的高效采集技术,以期大幅降低陆上宽方位、高密度地震采集的作业成本,使之经济可行。在对可控震源宽频激发技术特点进行分析和有针对性设计扫描信号的基础上,对可控震源高效采集技术的智能化施工方案、用户定制同步激发方法、队伍的高效作业管理以及海量地震数据质量控制与管理等方面进行了细化和优化,并结合地震采集与处理的实际应用效果,展示了该技术工业化应用的良好前景。结论认为:(1)以新一代低频可控震源为核心的宽频地震激发技术解决方案、以野外地震作业管理系统和海量地震数据质控与管理系统为核心的可控震源高效采集技术解决方案,有效地破解了上述技术瓶颈,"两宽一高"地震勘探技术已经具有了可接受的性价比;(2)该技术能在成本可接受的情况下极大地改进地震资料的成像效果、提高油气勘探的预测精度,值得推广应用。     

应用正演模拟分析近地表黏弹性对深层缝洞储层地震波衰减及成像的影响

近地表沙层的黏弹特性引起的地震波能量及频率的吸收衰减不容忽视。本文基于黏弹性介质波动方程正演模拟技术,研究了近地表不同Q值情况下地震波穿过黏弹介质后的地震波场特征,通过波场频谱特征分析了影响地震波能量及频率吸收衰减的因素,即Q值越小、激发子波的主频越高、传播距离越远的地震波能量及主频吸收衰减越严重。在此基础上建立起伏地表沙层缝洞型模型,研究近地表沙层对中深部储层反射波的衰减及对缝洞型储层成像的影响,对实际地震资料的振幅、频率的恢复补偿以及提高分辨率具有一定意义。     

海洋拖缆宽频地震资料处理技术及应用研究

宽频地震技术可以很大程度地消除地震波传播过程中信号的影响,恢复原始信号面貌,从而拓宽地震资料频带。宽频信号可以产生更尖锐的子波,为薄层和地层圈闭等重要目标体的高分辨率成像提供全频带基础数据。通过对靶区进行宽频资料处理,并与常规处理成果对比分析,宽频成果边界断层成像更加清晰,断层与周围地层的接触关系更加清楚,波组特征更活跃,内幕细节更丰富,为精细地质解释和反演提供了更好的地震资料。     

储层的地震低频响应及识别

常规地震资料处理中把大地看成是完全弹性介质，实际上，地层岩石孔隙中常常含有流体（油、气、水），当地震波在其中传播时要发生与频率相关的能量衰减和相位畸变，且高频成分的衰减、散射和弥散远高于低频成分。地层介质对地震波的这种选频吸收作用使得在地震波的低频成分中保留了更为丰富的反映介质性质的信息。为此，开展了储层的地震低频响应研究。首先将Korneev等提出的一维弥散粘滞型波动方程拓展为二维形式，推导出二维形式下波动方程的解；然后设计了二维透镜体储层模型，采用二维弥散粘滞型波动方程通过相位移加插值方法进行了数值模拟。数值模拟结果与实验室物理模拟结果类似，从理论上证实了含流体储层存在低频高能量现象（低频伴影）。     

地震技术识别与描述超薄储层的潜力与局限

鉴于目前石油行业广泛使用综合地质、测井、地震等多学科数据建立储层地质模型的事实，明确开发地震方法与技术的性质及其使用范围，以避免地质决策失误是十分必要的。为此有必要对开发地震方法中的某些应用技术的基本原理和应用条件进行深入的基础性研究。文中对以下涉及开发地震方法的技术基础问题进行了探讨：①讨论了介质的不均质尺度与用于探测的地震波波长的关系；②讨论了作为储层研究目标的地质-地球物理模型，认为地质层序体及其旋回性结构的地震响应将构成新的旋回性地震层序模型；③讨论了地震数据对层序体的分辨能力，认为要提高地震资料分辨率，应使地震信号频带按层序级别的频率间隔跳跃式地向高频扩展，否则改进的分辨率是无意义的；④讨论了储层目标地震信号的频率选择问题，认为检测不同尺度的反射目标，选择的接收方法也应不同，厚层应利用低频频段，薄层应利用高频频段；⑤提出了多尺度目标识别依据，不同尺度地质体其地震响应的响应频率不同、在频率轴上成像位置不同，通过使用有选择的处理系统，可以识别与描述不同尺度的地质体；⑥讨论了高分辨率开发地震技术的研究步骤、层序框架下的地震解释思路，探讨了不同研究尺度的多学科数据集合问题，指出了各种方法的局限性及研究方向。