弹性模拟及其在AVA解释中的应用

为正确解释非均匀复杂构造上采集的地震资料,通常必须计及弹性效应。用弹性波波动方程模拟有前题的地质构造的地震响应是建立在观测地震资料与地层不均匀性之间的关系,和验证某项地震资料解释的有效手段。可以用好几种方法对描述弹性波传播的偏微分方程进行数值积分。伪潜法(傅里叶方法)就是最主要的数值积分技术,其最主要的优点是精度高和对向量和平行结构计算机的适应性,缺点是计算费用高。然而,对于给定的精度,伪谱法需要的网格数量要比有限差分法所需的小,这样就弥补了计算成本高的缺点。本文介绍一种在IBM 3090VF向量多处理机上实现的二维伪谱法弹性模型。这种算法已经适当的修改,从而能够充分地利用计算机结构,发挥它的最佳性能。     

弹性波虚谱法模拟

对于强烈非均匀结构的复杂地区地震剖面的处理和解释,声学假设已不充分,需要考虑弹性效应。在物理地震学研究中,弹性波动方程越来越受到人们的重视,除了实际需要之外,还有两个方面的原因值得注意:其一是弹性波动方程既是声波方程的进一步深入和推广(声波波动方程是弹性波动方程当μ=0时的特例),又是研究各向异性及其有关问题的基础;其二是近年来计算机技术的飞速发展,使弹性波问题、各向异性问题、粘弹性问题的定量化和数值化研究成为可能。利用傅里叶变换求取空间微商的方法称虚谱法。本文在参考了国内外有关虚谱法文献的基础上,简洁而明确地介绍了在二维介质中用虚谱法数值求解弹性波动方程的原理和方法及实现过程。文中按此方法计算了四个模型的地下波剖面,充分展示了虚谱法在弹性波模拟和地震资料解释中的正确性和有效性。     

用地震透视法研究含油气层对地震波的吸收

为了研究吸收机能以及研究直接找石油与天然气藏的地震方法的理论基础原理,需要取得地震波在各种液体饱和岩层中的传播速度和衰减参数的野外实验数据。弹性波的衰减参数一般是根据野外测量工作和地震测井数据确定的。为了提高确定非含油层和含油气层对弹性波的吸收系数的精度,研究出一种地震透视法。本方法在阿塞拜疆的察合纳     

薄互层油气储集体多波地震正演模拟及成像研究

本文基于非均匀介质理论基础的有限差分法弹性波方程正演模拟方法,开展了小尺度、横向变化大的薄互层或不连续的非均匀储集体模型的地面多波地震弹性波模拟研究工作。通过对胜利油田垦71地区薄互层油气储集体多波地震进行正演模拟及资料处理,研究了弹性波场响应特征与储层参数变化之间的规律,指导了多波采集观测系统设计,验证了地面多波地震成像处理方法与软件的有效性和精度,进而为储层预测及评价提供依据和提高油气识别和预测的精度,具有重要的理论价值和实用意义。     

散射波叠前时间偏移成像

砂体、尖灭、缝洞和小断层等非均质地质体是石油地震勘探非常重要的目标。由于受地震资料信噪比和分辨率的限制,常规的叠前时间偏移一般不易识别这类小尺度的非均匀地质体。而非均匀地质体散射波异常发育,因此利用散射波识别非均匀地质体具有重要的意义。本文提出了一种散射波叠前时间偏移成像方法,利用反射波和散射波的走时差异提取散射波并进行成像,从而识别非均匀地质体。数值试验和实际资料结果表明,该方法能够有效识别小尺度非均匀地质体,可为后续的地震资料解释提供基础数据。     

高精度三维地震解释技术及在孤家子气田的应用

高分辨率三维地震勘探,能够精细查明地下地质特征,同时也对传统的地震资料解释方法技术提出了挑战。本文在对影响解释精度主要环节分析的基础上,通过对地震资料解释常规方法,从层位标定、地震属性分析、波阻抗反演、构造解释等方面作改进,发展了一套高精度三维地震解释技术,包括：小波变换合成地震记录、自适应横向非均匀分析、多尺度约束反演（MBCI）、真三维可视化解释。将这套分析解释技术运用于孤家子气田,对于预测气层取得了满意的地质效果。     

用Stokes方程的差分方法制作合成地震记录

制作合成地震记录是进行波场识别、对比、波场延拓、参数识别与参数反演的必要手段。差分方法是解偏微分方程的有效而实用的方法，它的计算量小、精确度高。本文首次使用差分方法解变系数的Stokes方程以制作非均匀黏弹介质中地震波场的合成记录。结果表明，考虑了介质的黏弹性和非均匀性的地震模型更加接近于实际情况，可以避免地震解释中的误导。     

时变地震子波提取研究方法综述

受地下介质非均匀性、非完全弹性等因素影响,实际地震资料中的地震子波具有时变特征,即子波在传播过程中是不断变化的。传统的地震子波提取方法大多基于时不变的假设,往往不能满足勘探所需的精度要求,如何从非平稳地震记录中准确提取时变子波成为近年的研究热点之一。概括总结了时变子波提取方法的研究进展,认为对非平稳地震记录进行衰减补偿和分段处理以及分别估计子波振幅谱和相位谱后再进行匹配融合是实现时变子波提取的两类主要方法。进一步的分析发现衰减补偿和分段处理难以真实反映地震记录的非平稳性,而子波振幅谱和相位谱的估计精度仍需提高。因此,下一步的研究方向应充分考虑地下复杂衰减和噪声干扰的影响,采用先进的智能信息处理技术,研发适用范围更广、准确度更高的时变子波提取方法,并应用于叠前全波形反演与深层复杂构造的成像,从而有效提高地震资料的处理精度。     

应用Lp拟范数稀疏约束的纵横波速比直接反演

纵横波速比(v_P/v_S)是识别气藏、描述储层特征和判别岩性的重要解释工具。目前主要是通过反射系数近似方程反演得到纵、横波速度,再进一步计算纵横波速比,但是这种间接计算方法会产生累积误差。为了直接从叠前地震数据反演纵横波速比,文中提出了一种新的广义弹性阻抗方程,再进一步推导出一个与纵横波速比、纵波速度、密度相关的纵波反射系数近似方程。为了得到精度较高的反演结果,基于推导出的反射系数近似方程,提出一种基于L_p拟范数稀疏约束的叠前地震反演方法,并通过交替方向乘子算法求解。将提出的直接反演方法应用于理论模型和实际数据,并与间接反演方法相对比,结果表明该直接反演方法的反演结果精度较高,对含气储层的边界刻画更清晰。     

基于地震数据线性正演表达的波形成像(一):地震数据的线性正演表达

地震数据的正演表达是构建地震波反演成像方法的基础。给定满足地震波运动学的准确的地下介质光滑模型,基于地震数据线性正演表达提出波形成像方法理论,不仅可修正当前以构造为主要目标的地震数据偏移成像方法理论的不足,还可实现对地下地层的岩性成像。在满足地震波运动学的准确的光滑模型下,地震波不发生散射、反射和波型转换,将扰动法应用于波动方程,得到描述地下非均匀体产生的扰动波场的波动方程。依据地震波长与非均匀体大小或非均匀体物理性质空间变化特征尺度之间的相对大小关系,将非均匀体划分为在空间上具有有限延续度的产生散射波的局部散射体或在空间上具有一定延续度的产生反射波的反射体,相应的描述扰动波场的波动方程转化为描述散射波场的波动方程或描述反射波场的波动方程。对于散射波,利用小扰动假定、Born近似,可得到基于散射体物性参数相对扰动的散射数据线性正演表达;对于反射波,利用波阻抗相对扰动的小值假定、一次波近似和高频近似,可得到基于反射体波阻抗相对扰动的反射数据线性正演表达。为了描述反射体边界对反射波的作用,在高频近似条件下定义反射体波阻抗相对扰动沿入射波传播方向的方向导数为反射体边界的局部反射系数,得到基于反射体边界局部反射系数的反射数据线性正演表达。最后给出具体的标量波、声波和各向同性弹性波方程下散射数据和反射数据的具体线性正演表达式。     

连井、流体替换和AVO模拟:一个北海的实例

精确的连井对实际地震岩性解释非常重要。只要油藏附近的地质情况不是十分复杂,控制连井精度的主要因素就是地震资料的处理以及由测井资料建立地震模型。本文的实例研究说明了地震资料的近炮检距叠加处理,测井记录的质量控制和岩石物理模拟是如何改善油藏处的连井的,我们显示了建立地震模型前预测的岩石物理模型在测井记录的准备和集成中的应用,并对连井精度的提高进行了定量分析。 研究资料包括北海油田一条过井的3D航海线上的地震野外资料和一套标准测井资料。通过该井的一组全面处理过的数据可用于作比较。由第一次地震资料处理和常规编辑声波测井曲线得到的浅层剖面的连井非常好。而含有油藏的较深地层中的连井效果则差一些:地震子波带宽内的相位误差大约是20°,我们认为这对于后续的地震数据转换成地震阻抗来说太大了。地震数据的再处理和测井模型的修正使这些相位误差减小到10°以下,并提高了深层和浅层连井的一致性。再处理包括密集拾取迭代速度分析、叠前偏移、波束形成多次波衰减、近炮检距道叠加、近炮检距数据反偏移和再偏移。 岩石物理模型用来监测,并在需要的地方用与其它测井资料一致的预测代替P波声波测井,以及在含油气砂层中对声波测井记录作泥浆滤液侵入校正。这种P波传播时间的编辑和     

降低弹性波全波形反演强烈非线性的分步反演策略

弹性波全波形反演是一种高精度估计地下弹性参数的有效工具,然而其面临的非线性问题比声波更加突出。本文提出一种降低非线性程度的分步反演策略,用于纵、横波速度的高精度重建。首先利用基于包络的弹性波波形反演方法重建纵横波速度的背景模型;然后应用基于时间域正演的频率域弹性波全波形反演方法,利用多尺度策略进一步降低弹性波全波形反演的非线性程度,恢复模型的中、高波数成分。数值实验结果表明,当地震数据中缺少低频和大炮检距成分时,这种分步反演策略对于重建高精度纵、横波速度模型非常有效,对于提高横波速度的反演精度效果尤其明显。     

虚同相轴方法及其在陆上地震层间多次波压制中的应用

油气目标勘探对地震勘探技术的要求越来越高,多次波压制已经成为一个不可回避的技术瓶颈。在陆上地震数据中,多次波通常是层间多次波,其动校正量、叠加速度和频率成分与一次波十分相似,导致了多次波预测和压制的困难。基于虚同相轴原理预测层间多次波,并通过自适应相减技术衰减层间多次波。针对虚同相轴在陆上地震数据应用中的诸多实际问题,提出了虚同相轴陆上近似应用方法。相比于其他方法,虚同相轴方法不需要任何地下信息,具有较强的适用性。合成数据和实际陆上地震资料处理结果表明,虚同相轴陆上近似应用方法适用于实际叠前地震数据,显著衰减陆上层间多次波,突出一次波能量。     

弹性波各向异性高斯束逆时偏移

弹性波高斯束逆时偏移是一种兼具计算效率和成像精度的多分量地震成像算法,具有面向目标成像的能力,但目前研究主要集中在声波各向同性、各向异性和弹性波各向同性介质,有关弹性波各向异性介质的研究较少.首先,基于地震波矢量特性,在震源点和检波点分别采用P波和S波进行射线追踪,发展了一种基于相速度的各向异性弹性波射线追踪算法,该算...     

基于二阶自适应同步挤压S变换的时变子波提取方法

鉴于时不变子波的假设条件不能反映实际地震数据的非稳态特性,且传统分段提取时变子波的方法不能满足勘探所需的精度要求,提出了一种基于二阶自适应同步挤压S变换(ASST2)的时变子波提取方法,可以从非稳态地震数据中直接提取时变子波。首先对非稳态地震数据进行ASST2时频分析得到高质量的时频谱图,再通过建立局部谱的统计参数与加权指数型子波的解析关系实现逐点提取子波,最后基于时空域的时变子波矩阵建立非稳态地震记录褶积模型。与常规提取子波的方法相比,该方法不需要地震数据稳态或分段稳态的假设条件,根据数据自身特点自适应估计子波参数,克服了对子波形态的限制条件,同时避免了误差累计。模型数据测试和实际地震数据应用结果表明,该方法能够有效地提取时变子波,即使在相邻地层也能保证子波估计的准确性,从而提高地震资料处理的精度。     

地震油气检测技术在准噶尔盆地拐19井区侏罗系油藏评价中的应用

从地震到油藏解释工作流程是一种综合地质,钻井,及生产开发数据对地震资料进行解释的一种工作流程。这一工作流程更多地注重从地震数据中提取可能与储层和油气层有关的信息,从而对储层和油气层的分布作出更加准确的预测。为此,在本三维工区内,应用了GeoCyber技术帮助寻找油气的具体展布情况。研究表明,多子波地震道分解技术在从地震到油藏的工作流程中降低解释的不确定性,提高解释精度。极大地增强从地震数据中提取可能与储层和油气层有关的信息的能力,帮助更准确地预测储层和油气层的分布。     

基于超虚干涉法约束的模糊C均值聚类地震初至自动提取

在静校正和层析成像等地震数据处理中,准确并快速地拾取初至是随后速度结构成像和地震资料综合解释的前提。手动拾取方法难以适用于海量地震数据处理,且存在人为误差。对于低信噪比地震数据,相关法、能量比值法（STA/LTA）、分形维法等常规自动拾取方法需不断调整参数以达到设定拾取精度,导致稳定性变差。为此,提出一种基于超虚干涉（SVI）约束的模糊C均值（FCM）聚类地震初至自动拾取方法。FCM聚类分析是一种非监督的机器学习方法,仅依赖数据本身进行分类,可更灵活、方便地应用于实际地震初至拾取;对于低信噪比数据,须预先利用SVI法加强远炮检距等弱初至信号的能量,提高地震数据的信噪比,以实现地震初至的准确、稳定拾取。理论模型数据和实际地震资料测试结果进一步表明了该方法的稳定性和高效性。     

碳酸盐岩特殊孔洞型构造地震响应特征分析

 碳酸盐岩洞缝型油气藏是一种典型的复杂非均匀介质，了解这类特殊介质构造的地震波场特征对于识别洞缝型油气藏具有重要意义。本文使用随机介质模型及非均匀介质弹性波方程对塌陷洞、多洞组合以及与孔洞型油气藏有关的“串珠状”现象，进行了系统的正演模拟和理论分析，得到了一些有意义的结论。塌陷洞的地震响应不仅与大小、形态有关，而且与洞中的充填物有关。至于多洞组合中的地震响应，在偏移剖面上呈现出与孔洞大小相应的短同相轴，主要视洞间距离而定：若洞间距离近，则几个短同相轴连在一起；若洞间距离较大，则几个短同相轴可分开。对于形成“串珠状”现象必须具备两个条件：一是孔洞的散射波具有足够的能量；二是具备形成强多次波的条件。     

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数值频散程度直接决定了地震波数值模拟效果。在高频情况下，有限元法以及低阶差分法地震波数值模拟效果不好的主要原因，就是这些方法引起的数值频散比较严重。对高阶差分法声波模拟和交错网格弹性波模拟而言，影响数值频散的三个因素是地震波传播方向、差分精度和一个波长内离散点数，对交错网格弹性波模拟而言还包括介质的泊松比。Marmousi模型以及弹性波模型的模拟及成像结果表明，高阶差分方法（包括交错网格）可以显著地降低数值频散，有效提高地震波正演计算的精度，拓宽模拟波场的频带。两种方法的频散理论分析证明，和规则网格以及低阶差分方法相比，高阶差分方法（包括交错网格）在不降低模拟精度前提下，空间网格可以增大数倍，从而大幅度提高正演效率。因此，高阶差分以及交错网格高阶差分是提高声波和弹性波传播数值模拟精度和效率的有效方法，为复杂地区地震波传播规律研究、野外地震观测系统优化设计、地震资料解释结果的验证、地震波形反演提供了有效的地震波正演工具。     

二维黏弹性随机介质中的波场特征

在高分辨率地震数据中常常作为“噪声”处理的不相干扰动，其实部分是源于介质在小尺度上的非均匀性。随机介质模型及其相关理论，使人们有可能在统计的意义下反演出介质在小尺度上的非均匀特征(如空间自相关函数、平均异常尺度、标准差等)。本文通过波动方程的交错网格有限差分正演，模拟了地震波在二维黏弹性随机介质中的传播及其自激自收时间记录。研究了黏弹性随机介质中的波场特征以及黏弹性随机介质中的最大振幅波至旅行时、振幅衰减等特征，并得出了若干结论。通过正演模拟表明：黏弹性随机介质模型对应的地震记录中有散射波、振幅衰减、旅行时扰动、地震波尾等复杂的波场特征；波的散射形式强烈依赖于介质的统计特性，如自相关函数、方差和吸收系数等；介质的自相关长度的变化对波前振幅的影响很小。