基于变子波反演的透射损失补偿方法北大核心CSCD

地震波穿过介质分界面时,会产生透射损失。当上覆地层存在强反射界面时,这种透射损失是不可忽略的,它会影响叠后地震属性提取及波阻抗反演的精度,影响油气预测的准确性。本文提出了一种基于变子波反演的叠后地震数据透射损失补偿方法。首先研究了包含透射损失的叠后变子波地震道模型,在此基础上,研究了稀疏约束下的反射系数反演方法。利用反演得到的反射系数实现了透射损失的补偿。数值模拟实验及实际资料处理均取得了良好的效果。     

基于变子波反演的透射损失补偿方法

地震波穿过介质分界面时,会产生透射损失。当上覆地层存在强反射界面时,这种透射损失是不可忽略的,它会影响叠后地震属性提取及波阻抗反演的精度,影响油气预测的准确性。本文提出了一种基于变子波反演的叠后地震数据透射损失补偿方法。首先研究了包含透射损失的叠后变子波地震道模型,在此基础上,研究了稀疏约束下的反射系数反演方法。利用反演得到的反射系数实现了透射损失的补偿。数值模拟实验及实际资料处理均取得了良好的效果。     

地震传播的透射损失补偿方法及正演模拟分析

为消除波通过一组反射界面时，由于上覆地层的透射损失对振幅的影响，根据广义O’DohertyAnstey公式，探索了一种利用声波曲线求取透射系数的方法，补偿上覆地层对主要目的层的地震反射振幅的影响，补偿后不仅主要目的层的反射能量增强，而且层间弱信息丰富，使目的反射层的振幅得到恢复。模型试算结果表明，随着地层品质因子Q的减小，透射系数曲线变陡；当地层吸收一定时，随着深度（时间）的增加，透射损失增大。     

地震传播的透射损失补偿方法

为消除波通过一组反射界面时,由于上覆地层的透射损失对振幅的影响,根据广义O' Doherty-Anstey公式,探索了一种利用声波曲线求取透射系数的方法,补偿上覆地层对主要目的层的地震反射振幅的影响,补偿后不仅主要目的层的反射能量增强,而且层间弱信息丰富,使目的反射层的振幅得到恢复.模型试算结果表明,随着地层品质因子Q的减小,透射系数曲线变陡;当地层吸收一定时,随着深度(时间)的增加,透射损失增大.     

基于L1范数正则化约束的叠前数据衰减补偿方法

由于地下介质的吸收作用，地震波在传播过程中经历了能量衰减、波形畸变及频带变窄的过程，严重降低了地震资料的分辨率。对于叠前地震数据而言，地层吸收衰减效应会随着传播路径发生变化，进而扭曲地震数据的AVA反射曲线特征。为此，提出一种针对叠前数据的衰减补偿方法。该方法考虑了射线路径对于衰减补偿的影响，首先在水平层状介质假设下推导出衰减介质中的叠前道集正演公式；然后将衰减补偿简化为一个反问题，并通过L₁范数进行正则化约束；最后采用交替方向乘子算法(ADMM)求取最优解，进而实现叠前数据的衰减补偿。数值测试结果表明，所提方法不仅能对振幅和相位进行补偿，而且还能恢复叠前道集的AVA反射特征。通过与叠后补偿、常规叠前反Q滤波方法对比分析，所提方法的精度更高、稳定性及抗噪能力更强。同时，Q值敏感度分析实验说明所提方法对Q值模型不敏感，仅借助低频Q值模型也能保持较高的补偿精度。实际资料处理结果也表明，该方法能够提高叠前道集的分辨率，有效还原数据的AVA反射特征，为高精度叠前地震反演奠定了基础。     

衰减与频散的补偿方法

大地滤波作用不仅引起高频成分的迅速衰减,而且造成子波相位特征的畸变。要进行高分辨率地震资料的处理;必须对上述衰减和频散进行补偿。本文采用李氏经验公式计算的衰减因子Q值,提出一种具有空变和时变特性的Q值补偿方法。补偿处理是在单道上进行的,可以是动较正后的叠前道,也可以是叠后道,使用非常方便。     

沙漠区近地表和中深层整体Q模型的建立及应用

准噶尔盆地腹部被沙漠覆盖,该区地震勘探采集的地震反射波大部分中高频能量被表层沙丘吸收。为提高地震资料分辨率,一种近地表和中深层整体Q模型的建立方法被提出,然后对地震数据进行一步法Q补偿。常规Q补偿方法通常在叠后地震数据上通过谱比法计算平均Q模型,该模型不包含近地表Q的变化。新方法首先基于地震数据振幅、主频和表层旅行时,通过简化的谱比公式计算炮检点近地表相对Q场;通过近地表炮检点Q值修正中深层平均Q模型,建立含近地表变化的叠前平均Q模型,对地震数据进行一步法叠前Q补偿。     

地震资料处理方法的叠前保幅性研究

地震资料的保幅性是叠前反演和储层预测的重要前提。 为了研究叠前处理方法的保幅性,以球面扩散补偿、偏移距规则化处理及偏移后的道集切除等处理环节为例,从不同方面深入研究了它们对保幅性的影响。 首先从理论上分析了这些处理环节的保幅性,再以实际资料为例,对比了处理前、后的地震剖面和道集变化,并进一步重点研究了目标层位 AVO 振幅曲线变化及其对弹性参数计算结果造成的影响。结果表明,研究处理方法的保幅性十分必要,球面扩散补偿、偏移距规则化处理以及偏移后的道集切除方式对地震资料的保幅性及叠前 AVO 反演均具有重要的影响。     

共中心道集中品质因子的估计及应用

品质因子Q的准确估计是叠前叠后地震数据处理及AVO分析的关键环节，通常从垂直地震数据或叠后地面地震数据中估算出品质因子Q的值，然后再进行衰减补偿。采用一种新的从共中心点道集中估算品质因子Q的方法,该方法由沿着偏移距和垂直时间方向的因子值和地震数据峰值频率变化之间的关系，由此用剥层法估算层品质因子。由估算出的层品质因子值对实际资料进行衰减补偿，得到了较好的应用效果。     

黏滞介质吸收补偿叠前时间偏移的倾角道集孔径优选

黏滞介质吸收补偿叠前偏移是提高地震成像分辨率的合理方法,考虑了地震波传播过程的高频损失,但在补偿地震高频能量的同时也放大了噪声,如何有效压制偏移噪声是实现高分辨率成像必须解决的问题。为此,基于稳相原理,提出了黏滞介质吸收补偿叠前时间偏移过程中生成倾角道集及自动拾取菲涅耳带的方法,认为倾角道集的同相轴以稳相点为中心向两侧上翘,存在明显的道集时差和振幅变化,同相轴集中弯曲的顶点为稳相点,稳相点邻域的同相轴近平直部分为菲涅耳带,即为最佳偏移孔径。经对拾取结果检查、修改、插值,形成时、空变偏移孔径。实际数据处理结果表明,与常规叠前时间偏移相比,变偏移孔径与黏滞介质吸收补偿叠前时间偏移相结合,具有保证陡倾反射成像、压制偏移噪声、改善成像分辨率和提高偏移计算效率的优势。     

基于局部相似度的叠前非稳态相位校正方法

针对叠前常相位校正方法没有考虑子波相位随时间和空间变化以及精度有限的问题,在整形最小二乘反演的框架下,提出了一种基于局部相似度的叠前非稳态相位校正方法。通过计算相位旋转后的地震道与优化后的模型道之间的局部相似度,估算各地震道与模型道之间的局部相位差;再进行相位校正,即可得到相位一致的叠前道集。理论模型和实际资料处理结果表明,本文方法可以有效校正叠前道集中相位不一致现象,改善叠加效果,提高速度分析的精度,具有较高的实用价值。     

稳定因子法反Q滤波在叠前资料中的应用效果分析

稳定因子法反Q滤波是一种能有效补偿由于大地滤波造成能量损失的重要手段,也是现今较为常用且稳定的反Q滤波方法之一,但是目前该方法主要用于叠后资料处理。由于叠加会破坏原始资料的振幅和相位信息,所以反Q滤波实际上应当在叠前资料中进行。阐述了稳定因子法反Q滤波的基本原理,并将此方法应用到叠前资料中进行高分辨处理。模型测试和实际资料的反Q滤波结果表明,稳定因子法反Q滤波能有效补偿叠前地震资料中衰减的能量,一定程度地拓宽了地震信号频带宽度,有效提高了地震资料分辨率。     

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。     

与炮检距有关的地层吸收对AVO分析的影响及其补偿方法

地震波在黏弹性介质中的吸收效应严重影响了地震波的动力学特征。对叠前地震数据而言,这种影响可以分为两部分：一部分是与深度有关的吸收影响;另一部分是与炮检距有关的吸收影响,其中对AVO分析的影响主要来自于与炮检距有关的吸收作用。在CRP道集中,通过计算非零炮检距地震道与零炮检距地震道的吸收差异,进行与炮检距有关的吸收补偿,消除了地层吸收对CRP道集横向反射特征的影响,提高了AVO分析和叠前地震反演的精度。     

地震波反演成像方法与技术核心问题分析

常规的地震反演成像分为偏移速度分析与层析成像、叠前深度偏移(角度道集产生)和AVA分析/反演3个重要环节,其中的关键技术是当前勘探地震学中的核心技术。全波形反演(FWI)是理论意义下十分完善的地震波反演成像理论框架。原则上,FWI可以把上述3项常规的反演方法技术合为一体,给出比较理想的反演成像结果。但是,由于叠前地震数据的不完备、地震波正演模拟方法不能很好地模拟实测地震波场、初始模型不够精确、地震子波的未知和空变,使得严格意义下的FWI方法尚不能很好地解决实际问题。通过叠前地震数据和地下介质模型的特征表达,提出把经典的FWI分成透射波层析成像、最小二乘叠前深度偏移成像和反射波层析成像3个线性化反演方法的串联,构成FWI反演成像的实用化流程。针对我国陆上地震数据的特点,指出做好浅层速度模型建立、背景速度模型建立、成像道集层析速度模型建立、最小二乘叠前深度偏移成像、张角及界面倾角道集的产生以及小角度成像道集波阻抗反演,是当前推进FWI反演成像方法技术应用与发展的关键所在。     

动态反褶积研究及效果分析

目前常用的反褶积方法有多种，这些反褶积方法都是基于传统的褶积模型，在做反褶积前，先要对衰减地震道做振幅补偿，因而在提高分辨率时具有局限性。在传统的褶积模型中，假设子波在传播过程中振幅不发生变化，实际上子波在传播过程中振幅是逐渐衰减的，因此需要建立能够描述子波动态传播的褶积模型。以动态褶积模型为理论基础，不需要对衰减地震道做振幅补偿，可直接实现分辩率处理。将对脉冲反褶积与动态反褶积结果进行比较，效果表明，动态反褶积方法具有双重功能：具有提高地震分辨率的功能；具有由于吸收引起振幅衰减的补偿功能。理论模型分析与实例计算验证了动态反褶积方法的正确性。     

合成地震记录层位标定若干问题的探讨

合成地震记录层位标定是连接地震、地质、测井工作的桥梁，是利用地震资料进行构造解释、储层分析和油藏描述的基础工作。对合成地震记录层位标定的若干问题进行了分析和讨论：经时间偏移的地震道信号来自于地层在成像射线轨迹上的反射，而不是来自地震道正下方地层的反射，合成地震记录上的反射与井旁地震道的反射在横向上存在偏离；基于一维褶积模型的合成地震记录没有考虑多次波和转换纵波的影响，与井旁地震道在地震波场上存在差异；井旁地震道经历了动校正、叠加等由叠前到叠后的处理过程，而合成地震记录由简单的一维褶积模型产生，两者的形成过程存在很大差异。因此，地震资料解释人员在积极探索和研究新的合成地震记录制作方法的同时，应该承认并正视两者的差异，并综合利用其它地质信息对地震反射层位进行标定。     

一种基于SC-DTW的叠前道集剩余时差校正方法

地下介质通常具有各向异性和非均质性,导致常规速度分析及动、静校正难以拉平地震同相轴,常规处理后的地震道集仍然存在剩余时差,这是AVO属性分析和叠前反演常遇到的难题。基于形状上下文(SC)和动态时间规整(DTW),提出了一种新的叠前道集剩余时差校正方法,并对该方法进行数值模拟和实例分析验证。结果表明:基于SC-DTW的叠前道集剩余时差校正方法具有较好的抗噪能力,对地震波形畸变具有较好的鲁棒性,能够有效消除叠前地震道的剩余时差;处理后的地震同相轴波形连续,振幅特征未改变,可以提高AVO属性分析、叠前反演等地震资料处理解释的准确性。该方法利用叠前道集内各地震道波形的相似性,优选出参考道,并在计算时窗内将道集中的每一道都与参考道进行SC-DTW计算,求取其动态规整路径,进行剩余时差校正,因而具有较好的实用性和推广价值。     

叠前衰减补偿时间偏移及GPU实现

地下介质的黏滞特性会导致地震波能量耗散、相位畸变，地震剖面分辨率降低。为此，发展了一种偏移方法，可以在叠前偏移中沿波场传播路径补偿黏滞介质的吸收效应，提高地震分辨率。在Q场建模方面，通过VSP测井资料与地面反射地震资料联合应用求取品质因子Q值，并依据衰减合成地震记录与井旁地震道的匹配情况判断Q值是否合理；在压制偏移噪声方面，采用倾角域变偏移孔径的实现方式，通过孔径的自适应改变，有效压制偏移噪声；在提高计算效率方面，采用GPU加速策略，有效解决频率域衰减补偿叠前时间偏移计算效率低的问题。模拟与实际数据处理结果表明，叠前衰减补偿时间偏移在提高地震资料分辨率的同时，能较好保持地震剖面的信噪比与波组关系，在衰减强烈且信噪比较低地区有广阔的应用前景。     

叠前弹性参数反演方法及其应用

叠前时间偏移和AVO反演相结合的叠前弹性参数反演技术为岩性和隐蔽性油气藏勘探提供了较为有效的储层识别方法。依据弹性波传播的基本理论和平面纵波入射的反射和透射Zoeppritz方程,给出了计算弹性参数的公式。算法实现的基本原理是：首先将叠前时间偏移的共反射点（CRP）道集转化为角道集;然后基于角道集应用最小平方方法进行优化求解,得到各弹性参数剖面;最后通过计算结果建立地质模型,并进行反演,进而进行储层描述和含油性预测。利用理论模型对叠前弹性参数反演方法进行了验证,结果显示方法的计算误差较小。将方法应用于复杂陆相断陷盆地地震资料反演,并与商业软件的反演结果进行了对比分析,结果表明,叠前弹性参数反演方法的分辨率较高,钻井资料证实其储层预测精度也较高。