P—SV波和SH波的AVO分析

地震反射振幅随炮检距变化的规律不仅纵波存在,横波同样也具有与物性参数有关的AVO特征。本文就P-SV波和SH波的AVO分析作了一些基础工作,其步骤与P波相仿,即从Zoeppritz方程出发,经过一系列可允许的简化,最后导出一些有地质地震属性的计算公式。研究结果发现:①利用P-SV波可以得到与SH波完全一样的地震属性;②从这些属性的数学模型可以发现,只要将现有P波的AVO分析软件稍作一些修改,便可用于横波AVO分析。本文一系列的模型演算结果说明,横波AVO是一项有潜力的技术。     

P-SV转换波的观测、处理和解释

本文讨论P-SV转换波在横波勘探和纵横波联合勘探中的实用价值,以及P-SV转换波对野外观测、资料处理和解释的特殊要求。一般在临界角及大于临界角附近,才能观测到最强的P-SV波。基于P-SV波的入射和反射路径的不对称性,提出一种适用于P-SV波的选排方法。P-SV波的时距曲线仍然是一条近似的双曲线,但它包含着纵波和横波的双重影响,由此得到的速度称为复合速度,可用于动校正和叠加。     

利用地震瑞利波速度反演求取P-SV波横波静校正量

 在多波多分量地震勘探中，P-SV波横波静校正量的求取至今仍然十分困难。本文借鉴Muyzert的方法原理，提出利用陆上P-SV波地震资料中的瑞利波频散信息反演浅层横波速度结构，进而求取P-SV波的横波静校正量。但是在实施反演之前要对P-SV波资料先做高程静校正和纵波静校正。文中详细列出求取横波静校正量的流程。通过实际二维P-SV波地震资料试验表明，利用地震瑞利波的频散信息可有效地反演浅层横波速度结构，并可预测P-SV波横波静校正量的长波长趋势。     

多波多分量地震波场数值模拟及分析

以多波多分量地表资料处理和解释为目的，利用波动方程数值模拟方法对多波多分量地震波场进行了分析和研究。通过单界面和双界面模型正演，对反射纵波（PP波）和转换横波（P-SV波）的识别及波场响应特征进行了研究：①P-SV波速度低，频率低，能量随偏移距的增加而增加，零偏移距处能量为零；②界面反射系数为正时PSV波与PP波极性相反，界面反射系数为负时P-SV波与PP波极性一致；③Z分量和X分量地震记录都是PP波与PSV波的混合信息；④X分量的PP波和PSV波都是由两个极性相反的分支组成的。通过多界面模型正演，分析了转换波勘探的多解性，即地质上的同一个岩性界面有可能对应地震剖面上的两个甚至更多的同相轴。通过理论、模型和实际资料分析，探讨了多波多分量勘探中水平分量旋转处理存在的问题。即通过水平分量旋转处理获得的三分量记录仍然包含了全波场信息，指出通过极化分析，进行三分量同时旋转，可以实现纵波波场和横波波场的完全分离。最后讨论了PP波和PSV波的分辨率，认为P-SV波的纵、横向分辨率均低于PP波。     

基于共转换点道集的二参数转换波速度分析及动校正方法

在不引入介质的各向异性参数并认为共反射点处同时产生波场的反射与转换的状况下,推导P波与P-SV波之间的运动学关系,进而得到转换波时-距曲线方程--转换横波叠加速度分析公式。借助地震全波场数值模拟技术,进行多波波场响应特征的分析研究及多波多分量地震模拟记录的生成,使用计算机C语言编程技术和SU编程技术实现了该方法的软件化。通过模拟数据和实际资料的验证与测试,结果表明所提出的转换波二参数方程精度高、经济实用、效率高,解决了转换波地震资料处理中叠加速度场建立和叠加成像的问题,对多波用于油气勘探具有指导作用。     

三分量VSP资料在裂缝检测中的应用

介绍了利用纵波震源零井源距三分量VSP资料的下行横波信息对井旁裂缝进行检测的原理和实现方法.首先采用能量最大法对水平分量检波器重新定位,获得P-SV波和SH波剖面;然后采用中值滤波法将下行横波从P-SV波和SH波剖面中分离出来,并拾取下行P-SV和SH波初至,进行下行横波拉平处理,得到下行横波拉平剖面;最后在下行横波拉平剖面上取一段时窗进行快、慢横波分裂,并进行分析,确定裂缝的发育方位和裂缝密度(以快、慢横波时差表示).实际资料处理表明,采用上述方法可以有效地确定地层裂缝的主体方位和密度,结合测井资料可以对储层进行综合分析和描述.     

用P-SV波叠加剖面合成横波层速度剖面

本文从Zoeppritz方程的精确解出发,导出了P-SV波反射系数的高精度近似表达式,证明P-SV波的反射振幅正比于△V_s/V_s.这里,V_s为反财界面两侧横波层速度的平均值;△V_s为两侧横渡层速度的差值.文中将P-SV波共转换点水平叠加改进为共转换点拟合叠加,得到正比于△V_s/V_s的叠加振幅.仿照纵波勘探中的波阻抗技术,利用P-SV波拟会叠加剖面(或其偏移归位剖面)逐层向下递推反演,再加上适当的标定,便可获得横渡层速度剖面.     

纵波源零偏VSP资料中的上行横波与纵波联合反演初探

VSP资料主要包括上、下行纵波(P波)和上、下行转换横波(SV波)4种地震波场,且其已得到普遍应用,但纵波源VSP资料中的上行横波(SS波)却鲜为人知并未得到有效应用。通过分析研究,总结了这种上行横波的成因及其特点,探索了利用纵波源零偏VSP资料中的上行横波和纵波联合反演预测井筒附近地层流体性质的基本原理和实现方法。首先分离零偏VSP上、下行纵波和上、下行横波,再对上行纵、横波进行1D/2D地震成像并将成像剖面转换成相应的属性(如振幅包络)剖面,最后计算两者的属性比(或属性差)剖面,用于储层预测和含油气分析。给出了资料处理及储层预测的详细流程,利用实际VSP资料初步显示了上述方法的应用效果。     

P-SV与P-P波的时间匹配

 本文针对叠前联合反演中的P-P波与P-SV波时间匹配问题进行了研究,认为将叠前时间偏移速度分析拾取的纵、横波速度比作为P-P波与P-SV波时间匹配的纵、横波速度比,匹配效果不是很好。文中利用数学模型正演模拟的数据,运用速度比扫描方法校正纵、横波匹配中的偏差,在扫描过程中根据构造成像的主要标志性层位确定大致时间及速度范围,选定计算时窗进行速度比扫描得到最佳速度比因子,从而完成匹配。将P-P波和P-SV波叠前时间匹配流程归纳为：①由P-P波和P-SV波速度分析得到速度比; ②根据速度比模型进行叠前时间道集匹配; ③如果匹配结果好则退出,反之则进行速度比扫描,更新速度比模型并转向②; ④结束匹配,输出匹配道集或叠加剖面。数学模型数据和实际野外陆上地震资料的时间匹配效果表明,文中的P-P波与P-SV波时间匹配方法解决了纵、横波反演过程中来自同一地层界面反射同相轴的时间匹配问题,为后续的纵、横波联合反演提供了准确的道集数据。     

建立在全弹性双程波动方程基础上的叠前偏移原理

当波场转换效应不能忽略时,地震偏移中应用声波近似是不允许的,这与通常在大偏移距资料中不允许用声波近似的情况一样。因此,理想地震偏移应建立在描述固体介质中纵波及横波的全弹性波动方程基础之上。为了处理波型间的转换,由于这些波场参数是连续地通过发生主要干涉的层位边界,全弹性波动方程应根据质点速度和拉应力来描述。因此,全弹性波动方程应该表示为一个矩阵微分方程。在该方程中,矩阵算子作用在一个包含质点速度和应力的全波动矢量上。这个方程的解产生另一个矩阵算子。这种全弹性双程波场外推算子描述了两不同深度层处的全部(双程)波场(根据质点速度和拉应力)之间的关系。因此,它能用于叠前偏移中,以完成从地面资料到地下的向下递归延拓(在没有拉应力的地表处,全部波场可由检测到的质点速度和拉应力源来描述)。对于简单的地下结构,合成记录数据表明能获得地下的没有多次波的图象,据此可独立的恢复出角度相关的 P-P 和 P-SV 反射函数。对于复杂的地下结构,全弹性偏移在原理上讲是可行的,但计算上是复杂的。尤其对于三维情形更是这样,尽管如此,由于我们的方法是用对每个炮点记录和每个频率分量来实现,我们的方法与其它的全弹性偏移方法或反演方法相比,明显地增强了全弹性偏移的可行性。     

波场沿上行波波前延拓的全倾角有限差分法波动方程偏移

全倾角有限差分法波动方程偏移,只要在上行波边界条件约束下合理地选择波场延拓方向,就能在原坐标系中实现。线性坐标变换的作用仅在于简化方法实现过程和减少计算量。采用的差分方程与15°差分方程形式上基本一致,加吸收的差分方程既能保证波场正确归位,又能消除“交叉干扰”。实例表明,应用该方法使偏移剖面的质量有很大提高。     

VSP与地面地震资料的联合偏移处理

本文利用双程全波波动方程,采用有限差分算法,沿逆时方向对源点波场和记录波场进行延拓,并借助于 Claerbout 成像条件,实现了 VSP 与地面地震资料(SRP)的联合偏移处理。方法的关键在于利用了自由面产生的下行多次反射波信息,以扩大 VSP 成像的范围。采用这种宽孔径成像方法的结果表明,即使对单个共炮点道集也能收到相当好的成像效果。方法的另一个特点在于波场外推是对整个记录进行的,因此,处理中不需要特地识别初至,也不需要分离上行波和下行波。对合成数据的应用表明,该算法具有良好的效果和潜力。     

VSP逆时偏移处理

VSP逆时偏移处理是一种适用性很强的波动方程偏移方法。其控制方程既能描述波的全方向传播,又能消除层间多次反射波。本文通过推广Claerbout成像原理确定出成像条件,以实际VSP数据求出边界条件,按时间逆的次序求解双程无反射波动方程。在每一步外推中,利用成像条件求得相应成像点的偏移值。当逆时外推至最小成像时间时,就能得到整个剖面的偏移结果。理论与实际资料处理表明,该方法能适应各种速度的变化,使偏移后的剖面具有较高的分辨率和信噪比,而且处理效率极高。     

VSP三分量资料处理

在 VSP 观测中采用三分量检波器接收,每个分量所记录的信息都是空间波场振动在该分量上作矢量投影的合振动,因此,VSP 资料处理的关键,就是进行波场分离。为了获得好的波场分离效果,必须确定两水平分量的定向和求取偏振角。两水平分量的定向可以借助于直达 P 波的偏振方向在水平面内的投影加以确定。偏振角可通过矢端曲线和瞬时相位法求取。两水平分量定向后,上、下行 SH 波的水平分量被分离到 H_T(t)分量中,上、下行 P 波和转换 SV波的水平分量被分离到 H_S(t)中。将 Z(t)分量和 H_S(t)分量按在垂直平面内估算的下行 P 波偏振角进行坐标转换,即可实现下行波场的初步分离。然后,再联合使用波场分离和反转投影方法对上行波场进行分离。但是,反转投影只能实现上行 P 波和 SV 波的主能量分离,不能完成全波场的分离。文中展示了在PDP-11/24计算机上使用人机交互三分量处理软件的处理效果。     

井间地震野外资料的叠前波动方程深度偏移

为了得到较好的井间资料偏移剖面，本文对井间野外资料做了一系列处理。首先根据资料的走时，频谱分析和测井资料等确定了纵、横波初至，并分别用不同的频带对资料作了滤波处理及纵、横波初至能量切除，得到了加强了反射波的纵、横波资料。     

地震偏移成像技术回顾与展望

在简要回顾地震成像技术发展史的基础上,按照介质参数由少到多的顺序,分别对仅需纵波速度场的常规声波偏移,需纵、横波速度场的弹性波偏移,需纵、横波速度场和三个各向异性参数的各向异性偏移,以及除弹性参数场之外还增加黏滞性参数场的黏弹性波偏移等四类偏移方法及其相关的速度建模技术和计算机硬件技术进行了梳理,进而总结地震成像技术在构造解释、物性反演、振幅属性提取、井地联合属性分析以及采集参数设计等方面的应用.本文展望, 随着大数据时代和"云"时代的到来,地震成像将向基于弹性介质、各向异性介质、黏弹性介质的叠前深度偏移方向发展.     

转换波速度分析方法

对P-SV转换波作动校正叠加需要纵波速度和横波速度以及转换点的位置信息,而转换点位置则与纵横波速度及其比值有关,这种相互依存的关系给速度分析带来困难。从另一方面看,转换波由下行纵波与上行横波组成,纵波速度信息包含在下行纵波半支曲线里,横波速度信息包含在上行横波半支曲线里,通过纵横波速度确定转换点位置,根据纵横波速度与转换点位置计算两个半支曲线的传播时间之和。因此,转换波速度分析迭代循环过程归结为:转换波时间-纵横波速度-转换点位置—转换波时间。本文阐述两种能直接从转换波数据里求取纵波和横波速度的方法:其一是纵横波速度谱迭代方法;其二是纵横波速度联合扫描方法。它们在求取纵横波速度的同时,可动态地确定转换点位置。借助于零炮检距纵波反射时间tPP0和零炮检距转换波反射时间tPS0这两个时间尺度及其转换关系,可实现纵波与转换波在相同时间尺度下的动校正叠加,再通过速度分析自然地解决纵横波层位标定问题。     

垦71井区三维VSP资料波场分离方法应用研究

三维VSP资料是多偏移距VSP资料，资料中多种类型的波叠合在一起形成复杂波场。从复杂波场中分离出单一的保幅反射波波场是三维VSP波场分离的重要工作。常规二维VSP波场处理方法单一，难以适用于复杂的三维波场处理。针对三维VSP资料的波场特点，以分离上行反射P波为例，将单一波场分离方法加以适当组合，对垦71井区三维VSP实际资料进行了应用研究。结果表明，波场分离处理中叠加消去法和中值滤波相结合以及F—K滤波和中值滤波相结合的方法克服了单一方法的缺陷，波场处理后获得了波组特征明显、波场清晰单一的上行反射P波保幅波场，取得了较好的波场分离效果。     

沿上行波波前或下行波波前进行波场的全倾角归位

用有限差分法进行波场全倾角归位的关键在于波场的延拓方向。只要在上行波边界条件的约束下合理地选择波场的延拓方向,就能使来自任何方向的反射波精确归位。沿上行波波前或下行波波前进行波场延拓是确保波场全倾角归位仅能采用的两种延拓方法。差分网格的划分,直接关系到全倾角偏移剖面的质量。采用常规差分网格划分方法,在偏移后的剖面上有可能出现交叉干扰的现象,严重时可使反射波同相轴产生中断与畸变,甚至完全淹没正常反射波。采用加吸收的差分方程和阶梯型差分网格进行偏移,可消除这种交叉干扰。其中阶梯型全倾角偏移既能有效地消除交叉干扰,又能保持大倾角反射波的振幅特性。