利用低频信号提高膏盐区深层成像质量

膏盐层作为一种很好的烃源岩和极好的盖层与油气储层具有密不可分的关系，但是，膏盐层具有的特殊性质使得其下伏目标地层成像困难。为此，以济阳坳陷HJ复杂膏盐区为目标区，首先通过分析膏盐层的地质和地球物理特征，说明了造成其下伏地层成像困难的主要原因——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。然后设计了一个简化的膏盐层模型，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与地震信号的频率密切相关，高频信号衰减快，低频信号具有较强的抗散射和抗吸收能力，更易于穿透处于蠕动状态的非均匀膏盐层。最后根据目标区实际地质情况，建立了膏盐层地质模型。模拟数据分频成像处理表明，利用低频信号可以提高深层的成像质量。     

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。     

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。     

积分法Q成像技术的应用研究

浅层"气云"区或泥浆带等黏弹性因素对地震波能量的吸收衰减严重,导致采集的地震信号往往具有能量弱、频率低、子波形状严重畸变等特点,影响深层成像效果。为了进一步改善由吸收因素带来的成像影响,开展了基于Q成像的积分法偏移应用研究。Q偏移的成像过程是严格按波场的传播路径对介质的非弹性吸收效应予以补偿与校正,从而达到振幅补偿和相位校正的目的,与传统的一维反Q滤波相比,补偿更为准确。这种偏移方法的实现,可有效提高深层地震信号的分辨率和保真度,满足叠前反演和储层预测的要求。实际应用结果表明,Q成像技术较常规成像技术能显著改善深层的振幅关系,使频带得到有效拓宽,提高了地震资料的分辨率。     

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。     

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。     

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。     

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。     

碳酸盐岩深层走滑断裂成像技术

塔里木盆地顺北地区奥陶系碳酸盐岩储集层埋藏深,地震波吸收衰减严重,寒武系—奥陶系深层走滑断裂形成的绕射波场能量弱,成像难度大.针对研究区深层走滑断裂的成像需求,从深层走滑断裂低频弱振幅的地震响应特征出发,在保护低频信号下的噪声压制和低频信号增强的子波一致性处理的基础上,结合断裂控制约束速度建模与层析速度反演技术,并利用...     

大地吸收衰减分析

众所周知,大地吸收衰减决定于地层的性质,并且大地吸收衰减直接影响地震勘探成像的分辨率。显然岩石介质的性质是客观存在的,通常在一个勘探地区和不同储层埋深条件下,大地吸收(地层的性质)是固定的,在已知高频信噪比和现有处理方法的条件下,一个地区的地震勘探分辨率是存在一定极限的。但是否可以通过研究反演大地吸收衰减和减少采集的高频噪声达到勘探的目的呢?它将随着地震勘探的发展使之逐步提高,但要想完全消除大地吸收衰减,我们仍要走很长很长的路。本文通过大地吸收衰减分析法,分析了球面发散与衰减吸收随着频时的变化情况,分析了近地表地昙岩性不同的吸收衰减情况,其目的是希望通过统计求取大地吸收衰减的相对变化的定量信息,为实际勘探采集、处理和解释提供重要的分析依据,并为消除各类影响和反演大地吸收研究提供重要的基础信息。     

井间地震速度和Q值联合层析成像及应用

井问地震速度层析成像可用来解决油田井间储、盖层横向的连通性、纵向的接触关系等问题;井间地震的Q值层析成像能反映井间介质对弹性波的吸收情况,可用于估算有关储层参数。通过利用井间地震初至波的旅行时及其频率特性进行地层地震速度和岩石Q值的联合层析成像,就可以综合利用地震波的运动学和动力学特征对井问储层进行更精确的描述。对于求解井间地震介质分布的定解问题．基于地震射线成像算法中的正问题对地震波慢度沿射线的积分表现为时间场．衰减因子沿射线的积分反映介质的吸收情况,两者均可用结构类似的Radon变换表征。因此,在反问题处理中手段基本相同．便于联合层析成像的实现。而井间采集的地震波初至数据反映了透射波频率随地层岩性及储层变化的情况,由此,通过研究地震波频率和衰减系数的关系可加强对储层参数的认识。     

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）。     

基于系统辨识提高地震资料分辨率

提高地面地震资料垂向分辨率是地球物理领域研究的难点和热点。本文提出了利用测井资料提高地面地震资料分辨率的新方法。通过地层对地震波吸收的线性系统假定,首先建立了地面地震信息与声波测井信息相互联系的理论模型,然后基于系统辨识技术估计地层对地震波吸收的系统特性,进而对地面地震资料进行补偿性高频恢复。对不同分辨率的正演模拟资料和实际地面地震资料的处理结果表明,该技术在保持原地震资料主要特征不变的条件下,主频为代表的优势频带提高约10~20Hz,频带拓宽约10Hz,有效提高了地震资料的垂向分辨率。     

地震信号的吸收滤波与储集层含气性识别

地震波在烃类储集层中传播时,反射频率的吸收衰减响应在原始地震记录中不容易被发现。基于ARMA（Autoregressive moving average)模型时间序列分析方法和Prony 变换理论的吸收滤波技术,采用阻尼谐波对地震信号进行分解,能够产生振幅、频率、相位和吸收系数等参数的不同分量,这些分量构成了子波信号库。结合测井、岩石物理、地质等资料,对库存子波信号进行综合分析、筛选、重构,从而生成优化重组了的地震信号。与原始地震信号相比,吸收滤波数据能够更有效地刻画地质体的各种地震响应,有利于更直观、更高效地实现烃类储集层的预测。将该技术应用到理论模型试算和川西坳陷深层须家河组气藏的含气性识别中,均获得了良好的应用效果。     

常规检波器低频数据的评价与恢复及其在地震成像中的应用

地震波低频成分有助于提高地震反演与成像的分辨率及保真度。因地震震源与检波器响应的频宽限制及噪声影响,常规检波器记录中的低频成分难以被充分利用。通过地震数据低频评价、厘定有效频段,进而补偿并充分利用低频成分,可实现频带拓宽。基于地震记录的信噪比和检波器自然频率,本文将常规地震记录频谱划分为常规段、低频可恢复段和低频不可恢复段三个频率区间,并将低频可恢复频段的下限定义为最低有效频率;根据不同地震仪记录有效低频成分能力的差异,提出了常规检波器低频有效性的功率谱密度比方法;利用有效低频初步评价成果,设计了野外联合采集试验和地震数据低频恢复流程。实际资料试验结果表明：对超低频的远震面波信号,4.5Hz检波器数据拓展至0.04Hz仍具有较高的信噪比;对地震勘探中的井炮地震波信号,常规10Hz检波器数据的有效频带可拓展至2Hz。针对恢复低频后的地震记录进行地震成像和速度建模,得到的叠加剖面与波形反演速度剖面的精度和分辨率都有显著提高。     

一种频域吸收衰减补偿方法

针对地震信号的吸收衰减补偿问题，在重新建立吸收系数和Q值关系的基础上，提出了一种基于反Q补偿的分时窗频域吸收衰减补偿方法。首先，逐道抽取地震信号，从浅层到深层选取不同长度的时窗进行傅里叶变换；然后从非均匀粘弹介质波动方程出发，导出更加准确的吸收系数与Q值的关系，并应用于频域吸收衰减补偿中；最后将处理得到的频谱反傅里叶变换回时间域重构地震信号。将该方法应用于松辽盆地某地区的叠前和叠后地震资料的吸收衰减补偿，取得了很好的效果，地震资料的信噪比和分辨率得到了提高。     

地震信号的多尺度频率与吸收属性

利用小波函数具有良好的时间域与频率域局部化特征, 在不同尺度下, 对地震数据进行小波变换, 能够有效地提取地震信号的时间-频率分布特征。基于小波理论, 对Aki & Richards(1980)给出的地震波振幅公式进行连续小波变换, 推导出地震波传播时间、频率与吸收系数之间的关系。进而, 计算出地震信号的吸收属性, 有效凸显地震信号主频低、高频缺失严重、反射弱、反射空白、反射杂乱、波形肥胖等含油气响应特征。含烃储集层对高频成份具有特殊的响应, 并时常伴随有强烈的地震波振幅、能量与频率吸收衰减, 在不同尺度下计算地震波的主频、吸收系数能够有效地反映地震波的频移与吸收衰减特征, 有利于岩性识别、油气预测及综合解释。将该方法运用到川西坳陷深层须家河组致密碎屑岩含气性预测中, 预测的异常区块与区内测井结果吻合良好。     

大规模气云区成因分析——以渤海湾A油田为例

渤海湾A油田气云模糊区规模大,气云影响范围内纵波地震资料品质差,构造形态难以确定。通过分析地震、VSP、地质等多种资料,建立了多个二维、三维模型并完成声波方程正演模拟与数据评价。研究认为浅层大范围非均质地层（浅层气）引起的地震波散射屏蔽效应是造成气云区成像模糊的重要原因,垂直浅层气长轴方向的洼陷构造进一步增加了现有三维地震数据（沿浅层气长轴方向采集）成像难度。实际数据处理表明,回转波层析反演浅层速度以及考虑多波至的波动方程类叠前深度偏移等技术能够改善气云区纵波成像效果。