复杂近地表速度广义近似反演方法研究

针对复杂近地表地震波旅行时层析成像的数据特征,设计和推导了基于广义逆的近似算法,避开了大型矩阵的求解问题,提出了复杂近地表速度广义近似反演方法。这种广义近似反演方法是一种考虑了复杂地表区地震记录旅行时拾取误差的层析成像方法,能够获得较稳定的近地表速度模型。根据旅行时误差与速度模型误差的关系,给出了误差传递方程,可应用于反演精度的控制。将广义近似层析反演方法应用于南方海相碳酸盐岩复杂地表区实际地震资料,用炮检距小于2 500m的旅行时数据反演出了射线分布与近地表速度模型。针对无约束广义近似层析反演结果存在的射线分布不均衡问题,提出了4种约束方法,获得了较好的射线覆盖,反演出的速度分布清晰地展示出近地表地层结构。用3 200m/s作为门槛值划分出低、降速带后,将约束广义近似层析反演的速度模型用于地震资料静校正,消除了复杂近地表对反射波旅行时的影响,得到了理想的反射波同相轴形态。     

层析反演静校正方法在西部复杂地区的应用

静校正技术在复杂地表区地震资料处理中至关重要。在中国西部地区,地表起伏剧烈,表层低速带横向速度变化较大,静校正问题严重。传统的野外静校正和初至折射静校正方法在复杂近地表条件下很难求准近地表速度模型和静校正量。层析反演静校正方法通过非线性算法反演出准确的近地表速度模型,求出准确的静校正量。给出了层析反演静校正方法的基本原理和实现过程,包括射线追踪和联立迭代重构法反演。通过在塔里木盆地巴楚地区的实际应用,明显改善了地震叠加成像效果.     

约束层析反演及其在地震速度计算中的应用

由于广义线性反演的局限性,由旅行时残差,层析反演无法同时准确反演速度值和界面几何形态。提出了一种以已知速度信息作为约束条件,从浅到深分层约束反演地震速度的方法。该方法以微测井资料对小折射初至波进行约束层析反演,获得比较准确的极浅层速度场;以得到的极浅层层速度和低降速带资料约束大炮初至波层析反演,得到了精度更高的近地表速度模型和静校正量;以静校正计算中用充填速度替换低降速带后获得的速度模型,作为浅层反射波层析的初始约束条件,可提高浅层偏移速度建模精度;用VSP、地球物理测井速度约束反射波层析反演,得到精度更高的中深层偏移速度场。实际资料处理结果表明,该方法明显提高了层析反演精度,获得了更准确的速度场,改善了叠前偏移成像效果。     

一种多信息约束的初至波走时层析反演优化方法

初至波走时层析成像是准确获取复杂近地表表层速度结构的有效方法。对西部复杂山前带而言,近地表速度建模精度低,严重影响后续中深层速度建模和偏移成像质量。因此,研究一种高效、可适应复杂近地表条件的初至波走时层析算法非常重要。提出了一种基于Tikhonov正则化方法多信息约束的初至波走时层析反演的优化策略,通过多模板快速推进算法(MSFM)解程函方程计算网格单元走时,用迭代反演方法线性化计算非线性逆问题,避免大规模Frechet矩阵的求取和存储,提升了计算效率;根据微测井信息建立初始速度模型,利用视慢度等先验信息对层析反演目标函数进行约束,采用Tikhonov正则化来解决最小化数据差和模型平滑度的反问题,降低了目标方程的病态性,从而提高反演精度。起伏地表模型和西部实际资料应用结果表明,该方法通过对初至走时和走时-偏移距曲线联合拟合有效适应复杂地表条件,解决了三维地震资料初至波走时层析成像出现的“高速异常体”问题,提高了反演的稳定性和计算精度。     

一种基于改进快速扫描法的多尺度近地表层析方法

复杂山地近地表速度结构复杂,横向速度变化快,建模精度低,严重影响后续偏移成像质量。初至波层析反演是解决复杂近地表速度建模的有效手段,但面临着计算精度和计算效率均需提高的问题。为此,提出了一种基于改进快速扫描法的多尺度近地表层析速度建模方法,分别从正演和反演两个方面提升初至波层析反演精度。在正演方面,提出基于改进快速扫描法的初至波走时计算方法,应用双线性插值技术,在保持快速扫描算法高效率的基础上提高计算精度;在反演方面,利用改进散射积分法求解层析矩阵,并通过多尺度层析策略提高反演精度。将提出的近地表建模方法应用于丁山工区的实际资料处理,结果表明,改进快速扫描法使得正演计算量大幅度减小,在其它条件不变的情况下,多尺度层析策略反演得到的速度模型精度高,偏移成像剖面与原始剖面相比,近地表范围内同相轴连续性更好,为后续中深层速度建模提供了良好的保障。     

龙门山前带多信息约束层析静校正技术研究

龙门山前带地区地表起伏剧烈,表层岩性变化大,地震资料信噪比低,静校正问题突出,是典型的复杂山前带地震勘探区域。针对该地区表层结构的特点并结合实际资料进行研究,应用多信息约束层析静校正技术,对比分析了有无约束条件下的近地表建模精度与静校正效果差异。应用结果表明,多信息约束层析反演后既能增加模型射线密度,精确反映浅层反射结构细节,又能很好地描述高速层顶界面的构造,得到空间结构变化合理且垂向分辨率更高的近地表速度模型。单炮和剖面的同相轴连续性更好,成像效果优于无约束反演静校正的成像效果。多信息约束层析反演技术在解决复杂近地表结构地区静校正时具有一定的技术优势,改善了该地区地震资料静校正效果,为构造解释提供了可靠的处理成果,同时对后续进一步提高成像质量奠定了良好基础。     

约束层析静校正方法应用效果分析

折射静校正方法的假设前提决定了其在表层结构复杂地区的应用效果欠佳,约束层析静校正方法能够适应低降速带速度的纵横向变化和近地表成层性差等复杂条件。在简要分析折射静校正方法对复杂近地表结构地区不适应性的基础上,阐述了约束层析静校正技术的基本原理及其实现步骤;给出了约束层析静校正技术在西部近地表结构复杂地区的应用结果,对比了层析反演时有无约束条件下的近地表建模精度与静校正效果差异,表明约束层析静校正技术在解决复杂近地表结构地区静校正时具有明显的技术优势。     

泌阳凹陷下二门地区复杂断裂带精细成像处理

针对泌阳凹陷下二门地区地表起伏大,泥质白云岩发育,速度横向变化快,地震反射层位与钻井层位深度误差大,构造高点与控制圈闭的小断层难以落实等难点问题,在成像处理中采取以下方法技术,利用微测井约束层析反演提高近地表速度建模精度;采用高密度小步长沿层百分比扫描、井速度趋势约束提高均方根速度场精度;采用速度场低频趋势约束与地震解释层位约束的方法进行层析反演,构建深度域初始层速度模型。结合射线密度分析、低降速带及高速层的速度分析,将微测井约束层析反演得到的近地表速度模型与中深层速度模型进行融合建模。为了消除各向异性引起的深度误差,利用各向同性速度场以及深度误差生成多属性数据库,对比分析深度域地震解释层位与钻井层位深度吻合性,不断更新各向异性速度、δ与ε模型,直到各向异性成像横向不出现构造异常点,纵向井震层位深度误差小于10 m为止。依据各向异性速度场进行各向异性叠前深度偏移处理,提高了井震匹配关系以及地震资料信噪比、保真性和断裂成像精度。通过对各向异性叠前深度偏移数据体进行解释,发现了一批断块圈闭,在圈闭高点部署的B437井、B443井、B449井获高产油流。     

双界面匹配一体化速度建模技术研究与应用——以天山南山前带阳霞区块为例

为了消除山前带复杂地表对速度分析与建模以及偏移成像的影响,基于平滑地表面和初至波反演底界面两个关键参考面,提出了双界面匹配的一体化速度建模技术。该方法通过表层模型驱动的道间时差校正与起伏地表偏移结合,消除了复杂地表引起的高低频道间时差;通过时间域浅中深层速度融合,实现深度域一体化速度初始建模;采用地质模式约束的沿层层析、网格层析修正速度模型并结合起伏地表深度偏移逐步提高速度模型精度。将该方法应用于天山南山前带阳霞区块实际地震资料处理,整体上提高了偏移成像质量,尤其是阳霞构造的成像效果得到明显提升。     

多信息约束层析反演静校正技术及其应用

在近地表速度结构变化较快的地区,能否做好静校正直接决定了地震勘探效果。而在复杂地区三维资料处理中,很难用一种方法彻底解决整个区块的静校正问题。为此,以非线性层析反演静校正方法为基础,在平面上对速度模型进行相带划分,以及用小折射和微测井资料作为初始模型,进行约束层析反演,可大大提高模型的垂向反演精度和空间合理性。对不同静校正方法具有成像优势的高频静校正量,采用拼接方法,在边界用函数插值方法进行处理,可实现多种方法在一个三维区块成像优势的结合。以上复杂地区三维静校正综合技术,在实际三维资料处理中见到了很好的应用效果。     

基于约束初至波层析反演的近地表建模技术

地震资料处理中,当地表起伏剧烈,横向速度变化大,高速顶界面不稳定时,采用常规的反演方法建立高精度的速度模型比较困难,针对这种情况,在分析了目前生产中常用的近地表建模各种算法的特点后,提出了基于小折射和微测井约束的层析反演方法,该技术在实际地震资料处理中,可以进一步提高近地表模型的精度,取得较好的静校正效果。     

近地表速度的约束层析反演

本文采用程函议程有限差分法计算通过速度模型的初至旅行时射线路径,然后引入先验地质信息和正则约束条件,用约束最小二乘交分解法（CLSQR）进行走时反演,获得近地表速度结构,这种层析反演方法以块体为基本单元,可以模拟和反演复杂速度结构,它不必识别波形,计算速度快,实际数据的反演结果表明,在复杂地表条件区表层速度存在强烈的横向变化,经层析反演获得的叠加剖面成像更加清晰。     

基于微测井分步约束的近地表速度层析反演

在复杂地表区,由于采集资料的限制,基于初至波层析反演建立的近地表速度模型缺少极低速度信息,不能彻底解决长波长静校正问题。为此,根据研究区实际情况,提出了综合微测井数据和初至信息分步约束的近地表速度层析反演方法。首先利用微测井和近炮检距初至信息反演准确的低速层速度v_0,然后利用微测井和中、远炮检距的初至信息,以反演的v_0为约束,反演精确的低、降速层速度v_0和v_1。在约束过程中,通过自适应算法求取权系数。联合微测井数据和初至信息,采用分步约束的初至波层析反演可以大幅提高近地表速度模型的反演精度。准噶尔盆地达10井区三维地震数据处理结果展示了该方法在解决长波长静校正问题时的优势。     

层析静校正技术在永新地区的应用

在表层风化带速度横向变化较大的地区,做好静校正是取得高质量叠加剖面的重要一步,而确定表层低降速带速度是做好层析静校正的关键。常规的折射波方法在复杂近地表条件下很难求得正确的低速带速度和静校正量。实验结果表明,利用层析反演技术可由初至波旅行时结合微测井、小折射等野外调查资料,通过射线追踪方法反演表层低速带速度模型并求得静校正量。实际资料处理结果可看出明显改善了复杂近地表地区叠加剖面的质量。     

复杂地表浅层速度建模技术研究及应用

随着中国西部复杂山地油气勘探程度的不断深入,真地表叠前深度偏移技术的重要性不断提升,但该技术的应用效果不理想,除整体速度模型精度不够的固有因素外,近地表速度模型与时间域静校正的关系、层析成像方法和偏移策略也是影响真地表叠前深度偏移应用的关键因素。针对这种情况,分析了目前叠前深度偏移处理中地表圆滑偏移基准面与浅层速度建模存在的问题,提出了适合复杂山地的真地表浅层速度建模技术。首先通过微测井约束回折波分层层析反演建立准确的深度域近地表速度模型,避免时间域静校正对实际地震波场的改造;然后在井控地质导向约束下,通过包含高精度旅行时算法的各向异性多方位层析反演迭代,使得浅层以及中、深层深度偏移速度模型更准确;最后利用TTI逆时偏移实现真地表叠前深度偏移。该技术的核心思想包括微测井约束下的初至回折波层析反演、真地表偏移基准面选取和数据校正的综合应用。实际复杂山地地震资料应用结果表明,该技术有效提高了速度模型精度,提高了断裂及构造成像质量,较好地解决了井震深度误差,为复杂山地油气勘探提供了有效的技术支撑。     

复杂区分层约束近地表建模方法及应用

随着油气勘探程度的不断深入,岩性和低幅度构造越来越重要。就低幅度构造而言,除地层岩性固有因素外,长波长静校正是影响低幅度构造描述的关键因素。产生长波长静校正的主要原因是复杂地表区近地表速度结构建立的精度不够及降速层底界面的空间形态刻画不准。因此,采用分层约束的建模思路,首先用微测井资料建立低速层模型,然后用小折射、VSP资料联合建立降速层模型,获得全局寻优非线性层析反演的初始模型,进行分层约束层析反演近地表建模,建立高精度的近地表速度结构。基于VSP及实测井深约束,采用协克里金方法优化降速层底界面的空间形态。通过以上2种策略,很好地解决了复杂地表区长波长静校正问题,在准噶尔盆地玛湖凹陷X地区岩性油气藏勘探中取得了很好的应用实效。     

复杂三维表层模型层析反演与静校正

针对三维地震勘探中的复杂地表问题，本文研究了三维初至波表层模型层析反演及静校正方法。该方法利用了三维地震直达波、回折波、折射波及三者组合的初至波和具有三维空间变速优势的三维层析反演，实现了适应速度任意变化的复杂三维表层模型层析反演，此法对初至的要求是，只需检测首先到达的波的起跳时间，无须解释此波的类型；三维模型正演采用以费马原理为基础的三维网络法射线正演方法；三维层析反演采用带阻尼的最小平方QR分解迭代算法。采用上述措施不仅可提高表层速度模型层析反演的可靠性，为三维地震资料层析静校正提供合理的表层速度模型，而且提高了计算效率，增强了方法的实用性。     

复杂区分层约束近地表建模方法及应用

随着油气勘探程度的不断深入,岩性和低幅度构造越来越重要。就低幅度构造而言,除地层岩性固有因素外,长波长静校正是影响低幅度构造描述的关键因素。产生长波长静校正的主要原因是复杂地表区近地表速度结构建立的精度不够及降速层底界面的空间形态刻画不准。因此,采用分层约束的建模思路,首先用微测井资料建立低速层模型,然后用小折射、VSP资料联合建立降速层模型,获得全局寻优非线性层析反演的初始模型,进行分层约束层析反演近地表建模,建立高精度的近地表速度结构。基于VSP及实测井深约束,采用协克里金方法优化降速层底界面的空间形态。通过以上2种策略,很好地解决了复杂地表区长波长静校正问题,在准噶尔盆地玛湖凹陷X地区岩性油气藏勘探中取得了很好的应用实效。     

层析静校正方法及其在东部勘探中的应用

研究区位于我国东部地区CY油田,地表高程相差不大,但近地表的速度、厚度无论在横向上还是纵向上都存在着较大的变化,且该油田已处在较成熟的开发阶段,对地震数据处理的要求很高,因此,采用层析静校正方法反演近地表结构,获得较准确的表层模型和静校正量,以保证微幅度构造的成像精度。本文简要介绍该区近地表条件的特点,说明所使用的层析静校正方法的算法和原理,并将层析静校正与野外静校正和折射静校正的应用效果进行了对比分析,从点、线、面监控了层析静校正的应用效果,总结了层析静校正方法的优点及其局限性。     

柴达木盆地三湖坳陷横波勘探中的低幅异常消除技术

近年来,在柴达木盆地三湖坳陷开展了横波地震勘探,但是由于该区低幅度构造发育,横波静校正引起的"低幅"异常与上述低幅度构造相互混杂,难以区分。为此,针对该区横波表层调查难以控制表层横波速度模型的变化、横波近偏移距初至污染严重、横波折射层发育导致高速界面难以确定等问题,首先采用曲线拟合技术预测污染区横波初至时间确保初至完整性,然后采用面波模型与多层折射分层联合约束反演横波表层速度,最后通过基于速度谱分析的层位匹配建模技术确定合理的横波速度界面,形成了横波表层"低幅"异常消除技术,并进行了现场应用及效果评价。研究结果表明:①曲线拟合技术可以弥补近道污染区横波初至空白,保证层析反演模型的完整性;②基于瑞雷波的频散特性反演建模可以为确定该区浅层横波速度提供可靠的资料,提高浅层模型精度;③面波模型与多层折射分层联合约束反演能够更准确的反演该区表层横波速度场,较好地建立横波速度模型,消除横波剖面上"低幅"异常现象。结论认为,所形成的横波地震勘探低幅异常消除技术消除了横波静校正引起的"低幅"异常现象,提高了横波地震资料的成像品质。