高斯束层析偏移速度建模方法及应用

常规地震层析反演分为射线层析和波动方程层析两类,基于射线类的常规层析方法由于理论假设的限制难以对复杂地区进行准确的速度建模;波动方程层析需要建立高精度的初始模型,其应用受到实际资料品质的限制。为此,开展了高斯束层析偏移速度建模方法研究,利用高斯束核函数构建病态性更小的灵敏度矩阵以提高层析反演的稳定性;采用高斯束叠前深度偏移进行高陡构造成像,并直接提取高分辨率的角度域共成像点道集(ADCIGs)用于高斯束层析反演,进而获得精确的偏移速度模型。为了避免在高陡构造地区人工拾取的繁杂,采用自动拾取技术获取反射点坐标与地层局部构造倾角。模型测试和实际资料应用结果显示,该方法具有较高的反演精度和稳定性。     

盐下高陡构造成像技术——以塔里木盆地库车坳陷克深地区为例

针对塔里木盆地库车坳陷克深地区地震成像存在的静校正处理难度大、原始资料品质低、速度建模及叠前深度偏移难度大3大难题,研究盐下高陡构造成像技术。基于误差反向传播神经网络和最小平方QR分解双尺度层析反演方法获取复杂近地表高精度速度模型,解决盐下高陡构造地震成像静校正问题;在应用高精度静校正和均方根速度的基础上,采用十字排列锥体滤波和球面扩散补偿技术提高地震资料信噪比、恢复深层有效反射信号,解决盐下高陡构造原始地震数据品质低问题;在地质、测井、钻井等多信息的约束下,基于实体模型速度更新和网格层析速度反演的双尺度速度建模技术获取复杂地下构造的高精度速度模型,并应用真地表叠前深度偏移技术提高剧烈起伏地表条件下的地震成像效果,解决盐下高陡构造速度建模及叠前深度偏移问题。通过上述技术获得盐下高陡构造高质量地震成像成果,地震成像预测结果与实钻井吻合好,并成功部署3口超深井。     

库车大北构造带三维叠前深度偏移处理解释技术

叠前深度偏移已成为解决复杂地区地震成像的有力工具,但与叠前时间偏移相比其速度敏感性较强,这是制约其应用的技术瓶颈。库车大北地区位于塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带西段,地表结构和地下构造的双重复杂使得该区地震成像难度很大。介绍了处理解释结合,多重约束叠前深度偏移速度建模方法,通过表层调查、层析反演、井资料约束、非地震资料等多信息的融合应用,建立叠前深度偏移速度场,采用各向异性叠前深度偏移方法,较好地解决了该区复杂构造成像问题。     

库车大北构造带三维叠前深度偏移处理解释技术

叠前深度偏移已成为解决复杂地区地震成像的有力工具,但与叠前时间偏移相比其速度敏感性较强,这是制约其应用的技术瓶颈。库车大北地区位于塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带西段,地表结构和地下构造的双重复杂使得该区地震成像难度很大。介绍了处理解释结合,多重约束叠前深度偏移速度建模方法,通过表层调查、层析反演、井资料约束、非地震资料等多信息的融合应用,建立叠前深度偏移速度场,采用各向异性叠前深度偏移方法,较好地解决了该区复杂构造成像问题。     

高斯束偏移与高斯束层析反演速度建模

当前的层析反演速度建模方法大多基于射线传播算子,以射线长度为层析反演敏感度核函数,对复杂构造偏移成像的适应性不强,反演精度有待提高。基于波动方程的一阶Born近似和Rytov近似,从高斯束偏移成像条件出发,推导了成像域波动方程线性化走时层析反演核函数,该核函数的本质是有限频核函数,可通过高斯束积分表达的格林函数计算得到。利用该核函数替换常规射线层析核函数能提高层析反演精度。发展的高斯束层析反演速度建模方法通过方位-反射角度域共成像点道集与高斯束偏移串联并迭代实现复杂构造成像,该技术路线实用化程度高,能进一步提高当前工业界广泛应用的常规射线层析及射线偏移的成像精度,尤其是改善了低信噪比资料的成像质量。数值计算及实际数据应用证明了基于高斯束算子的偏移成像与成像域走时层析方法的有效性。     

高精度速度建模和高斯射线束深度偏移技术在渤海地区的应用

为解决渤海地区地震勘探中存在的次生断层发育区、高陡构造区、局部速度异常区和潜山内幕等复杂构造区域的地震成像问题,提出了一种以高精度速度建模为基础,应用高斯射线束深度偏移改善复杂构造成像质量的技术方法。高精度速度建模是配合倾斜横向各向同性(TTI)速度模型,利用高精度层析反演技术得到较准确的速度模型。高斯射线束偏移方法是弹性动力学方程集中于射线附近的高频渐近时间调和解,它克服了标准射线方法在焦散面附近振幅急剧、不固定变化的缺点,在复杂构造区也能保证正常响应。实际资料处理表明,两种技术在渤海地区的联合应用改善了高陡构造和复杂断裂的成像质量,有效提高了地震资料的品质。     

基于小平滑面的非线性网格层析速度建模技术——以四川盆地双鱼石区块为例

随着四川盆地西北部地区双鱼石区块勘探开发进程,钻井工程逐渐由早期勘探期直井向开发期大斜度水平井转变。但由于双鱼石区块地表、地下构造特征"双复杂"的情况,叠前时间偏移成像资料存在构造形态落实不准确,钻井揭示地层构造轴线和叠前时间偏移成果存在较大偏差。应用基于小平滑面非线性反演建模技术的射线束叠前深度偏移成像配套方法,提高了地震成像空间归位精度。研究结果表明:①基于小平滑面处理的数据可以有效保持炮检点位置真实性对旅行时准确计算;②通过构造层位、测井声波速度、近地表速度综合约束下建立的初始速度模型加上非线性层析反演技术能有效提高建模精度;③射线束法叠前深度偏移技术在"双复杂"地区对断裂带及陡倾角成像有显著提升。最终叠前深度偏移成果较好恢复地下构造真实形态,成像效果与井旁构造恢复结果整体符合,构造轴线和断层位置修正230 m,钻井证实在7 000 m深度相对误差控制在1%内,对双鱼石区块后期勘探开发井位部署及井轨迹优化具有指导意义。     

各向异性全速度建模技术在山地地震成像中的应用

针对我国南方山地探区复杂地表和复杂地下构造导致常规各向同性叠前深度偏移难以准确成像问题,研究了基于TTI各向异性的全速度建模技术,建立了一套起伏地表条件下各向异性全速度建模的技术思路和实现流程。首先采用井约束初至层析反演方法建立准确的起伏地表速度模型,将其与常规处理获得的中深层速度模型进行匹配拼接,建立起初始的各向同性起伏地表全速度模型;然后通过井震联合的方法获取各向异性参数,将其加入到各向同性起伏地表全速度模型中,结合倾角和方位角数据,实现TTI各向异性起伏地表全速度建模。四川盆地DXC工区地震资料的成像处理验证了各向异性全速度建模技术的有效性;基于TTI各向异性全速度模型的起伏地表Kirchhoff叠前深度偏移结果有效地消除了起伏地表的影响,同时降低了复杂构造与速度各向异性对地震成像的影响,使得地下构造成像更合理也更精确。     

叠前深度偏移技术的研究及应用

对于复杂构造或横向变化较大的地震资料,叠前时间偏移无法解决地下绕射点与成像点位置不重合的问题,所以会造成偏移成像归位不准,断层刻画不清。而叠前深度偏移是实现地质构造空间归位的一项处理技术,能很好的解决成像点与地下绕射点位置不重合的问题。因此,当速度分界面不是水平层状,地层速度存在剧烈的横向变化时,叠前深度偏移技术比叠前时间偏移技术更加适合这种复杂的地质条件。本项目使用Paradigm公司开发的GeoDepth处理系统对羌塘地区的地震资料进行叠前深度偏移处理,取得了很好的成像效果。     

基于高斯射线束的叠前深度偏移在断裂带成像中的应用——以渤海海域辽东湾地区为例

渤海海域辽东湾地区高陡复杂断裂带是油气聚集的重要区带。该构造具有地层倾角大、断层发育、断层两盘地层速度横向差别大的特点,因此,地震资料的准确成像对合理把握地层产状及正确定位断层尤为重要。传统的地震成像方法由于其自身算法及适应性的限制,在该地区难以准确成像。高斯射线束偏移方法是一种有针对性的射线束偏移方法,该方法利用射线束叠加保留了大部分波至时间,从而克服了标准射线方法在焦散面附近振幅急剧、不固定变化的缺点,在速度复杂构造的地方也能很好地成像,同时该方法具有运算速度快的特点,处理后的地震资料信噪比较好。高斯射线束叠前深度偏移技术在渤海海域辽东湾地区有很好的应用效果,有效地改善了高陡构造和走滑断裂带的地震成像问题,提高了地震资料的信噪比。     

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南门场构造是四川盆地东部地区主要的含气构造之一，其地震地质条件具有四川盆地东部高陡复杂区的共同特点，即地形起伏大、普遍出露石灰岩、地下构造复杂。地震勘探的难点是构造主体部位的清晰成像。为解决成像问题，进行了以提高资料信噪比与叠加成像质量为目标的采集处理技术联合攻关。攻关中，采用正演技术进行灵活的观测系统设计、充分考虑激发炸药类型、接收检波器与岩层的耦合匹配问题、运用潜行波层析反演解决复杂近地表的静校正、使用叠前部分偏移优选CMP道集等方法来提高采集处理质量。经过攻关，该区的地震剖面的成像质量较攻关前有明显的提高，基本上解决了该区高陡构造成像难的问题。     

波动方程叠前深度偏移技术在苏北C工区的应用

目前解决复杂构造与速度横向变化剧烈地区地震偏移成像的最佳方法之一是波动方程叠前深度偏移技术。针对苏北地区地下构造复杂、断层多、断块小、地下速度横向变化大的特点，提出以偏移速度分析和建立正确的深度域速度模型为核心的适合于苏北C工区的叠前深度偏移处理方法。阐述了初始速度的建立、模型修正的过程及原则，通过分析苏北C工区地震资料叠前偏移处理结果，说明了波动方程叠前偏移技术的应用效果。     

起伏地表波动方程叠前深度偏移技术——以川东复杂地区应用为例

在我国西部或南方地区的山地、山前带地震勘探中,起伏地表是影响复杂构造成像的重要因素。为此,开展了直接从起伏地表进行波场延拓与成像的波动方程叠前深度偏移方法研究。包括：基于Reshef提出的“逐步-累加延拓”思想,采用带误差补偿的频率-空间域有限差分单程波延拓算子实现单炮记录的波场延拓;基于时间一致性成像原理提取地下反射界面的成像值;利用层析反演技术和剥层技术建立起伏地表深度域层速度场。理论模型和实际资料的偏移结果表明,该方法能够对复杂近地表和复杂地下地质构造很好地成像。     

MD复杂山地低信噪比地震资料处理技术

MD地区地表地形起伏大,地下构造复杂,高陡构造发育地段地震资料信噪比低,速度难以准确求取,因此,偏移成像剖面上构造形态的可靠性低.分析了影响构造落实的处理难点,提出了包括多线联合层析静校正、叠前强干扰波压制、波组一致性处理等基础处理技术;采用IMO速度分析、加密速度分析、速度扫描与速度谱相结合的速度分析建立偏移速度场,用VSP实测速度进行标定的井控叠前时间偏移等方法,提高复杂构造的叠前偏移成像的可靠性.应用该套处理技术对MD地区的实际资料进行了处理,剖面质量得到了明显提高.     

四川盆地西北部深层低幅度构造建模及成像

为落实四川盆地西北部龙门山前带构造圈闭细节,开展了低幅度构造成像、网格层析速度建模和构造物理模拟实验研究。龙门山前带地表地下构造复杂,采用构造正演模拟的方法研究其动力学成因;利用自适应微测井约束初至层析静校正技术解决该区影响低幅度构造成像的静校正问题;应用各向异性动校正技术解决在大炮检距处产生的动校过量问题,提高了浅部陡倾地层及深部低幅度构造的速度分析精度;将约束层析的近地表速度模型和沿层层析获得的中深层速度模型融合,充分利用钻井数据等多信息指导初始速度模型的建立,利用网格层析优化速度模型并偏移,为地震资料解释提供了准确可靠的数据。     

山前带地震数据的波动方程叠前深度偏移方法

作为复杂介质中最精确的地震波成像技术，波动方程叠前深度偏移在山前带复杂构造成像中大有可为，但该方法对速度误差非常敏感，抗噪能力较差，其成败取决于叠前去噪、表层速度结构反演和偏移速度分析的有效性，要使山前带地震勘探取得更大突破，就需改善单程波动方程深度偏移对高陡、倒转界面的成像精度，研究出可提高初至层析分辨率的新方法以及自地表开始的偏移速度建模方法。基于广角隐式有限差分单程波传播算子与波场“逐步累加”技术，研制了直接自起伏地表进行波场延拓与成像的叠前深度偏移算法。SEG山前逆掩推覆构造模型偏移试验表明，该算法具有很高的精度；川西龙门山实际宽线地震资料成像的试处理结果，也展示了该方法相对于叠后深度偏移的优势。研究还表明，面向地质目标优化地震波照明与接收效果也是需要重视的问题。     

弯曲射线走时计算方法在Kirchhoff叠前时间偏移中的应用

随着地震勘探的不断深入以及叠前偏移技术的快速发展,叠前时间偏移技术得到了广泛的应用并且在多个区块取得了良好的应用效果。而Kirchhoff积分法是目前在实际地震资料处理中应用最为广泛的一种叠前时间偏移方法。走时计算是Kirchhoff积分法叠前时间偏移中最重要的环节,然而传统的走时计算方法无法解决地下构造复杂的情况,因此,文中引入了基于层速度模型的弯曲射线走时计算方法,通过地下构造复杂的盐丘模型以及一块实际资料的处理结果对比,表明了基于弯曲射线走时计算方法的Kirchhoff叠前时间偏移方法和传统的Kirchhoff叠前时间偏移方法相比,不仅具有计算效率高、适应能力强的优点,而且在地下构造复杂的情况下使成像效果得到了较为明显的改善。     

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高陡复杂构造及其油气藏是我国特别是西部地区重要的油气勘探领域。高陡复杂构造的准确成像是高陡复杂构造及其油气藏地震勘探面临的关键问题之一。影响高陡复杂构造准确成像的主要问题有：①山地条件下，因地形起伏、表层结构横向剧烈变化所引起的静校正问题；②地层速度的各向异性对速度分析和动校叠加的影响；③复杂构造对共中心点叠加的影响和复杂波场的准确归位问题。通过多年研究，在高陡复杂构造成像技术上取得了四项重要进展：一是形成了基于大炮初至层析反演表层结构的配套静校正技术;二是形成了基于各向异性条件的动校叠加技术;三是形成了构造模式指导下的叠后偏移技术和叠前叠后相结合的混合偏移技术;四是开发出了复杂构造的变层速度成图技术。应用这些技术取得了很好的实际应用效果。     

网格层析速度反演技术在齐古背斜叠前深度偏移中的应用

针对准噶尔盆地南缘齐古背斜主体构造复杂、地层倾角较大、基于层位的速度建模方法在该区精度较低的难点,采用网格层析速度反演方法,建立工区准确的速度模型。该方法通过共成像点道集上的残余深度差全局更新速度模型,更适应于山前带深度域模型的迭代更新。应用结果表明,该技术可以提高速度模型精度,改善复杂构造区地震成像效果,验证了网格层析速度反演在复杂构造区叠前深度偏移中的有效性和实用性。     

网格层析速度建模技术在苏北某区块的应用

本文探讨了网格层析速度建模技术在苏北某区块的应用。苏北处理工区横跨多个构造单元,构造变化多样,断层十分发育,速度建模和偏移成像存在极大困难。如何提高断阶带附近成像质量是该工区资料处理的关键问题。本文采用基于构造约束的网格层析反演速度建模技术,通过拾取速度纵向变化明显的典型地震层位,从浅至深逐层约束网格层析反演。较好的解决了纵、横向构造变化所带来的影响,加强网格层析速度建模技术在复杂构造区块中的有效应用,实现速度建模高精度需求的满足。