基于广义S变换的叠前Q值反演方法研究

准确估计地震波衰减对提高地震成像分辨率和储层预测及裂缝检测的可靠性具有重要作用。针对利用叠后地震资料估算Q值精度较低、适用性差的问题,提出了一种基于广义S变换的叠前Q值估算方法。首先利用时频分辨率可调的广义S变换,对叠前CMP道集进行时频分析,减小薄层空间谱干扰的影响,从而得到精度较高的时频谱;其次,通过构建并求解时频域反演方程得到谱比斜率,由Q值与偏移距的关系(Qversus offset,QVO)经线性回归估算出零偏移距处的射线平均品质因子;最后,应用层剥离法估算层品质因子。模型数据测试结果证明了方法的可行性;实际地震资料含气砂岩储层段Q值反演预测结果验证了方法的有效性。     

基于整形正则化和S变换的Q值估计方法

品质因子Q值是地震勘探的重要物理参数,可用于提高地震资料处理质量和油气藏描述精度。本文提出了一种新的基于整形正则化反演和S变换的Q值估计方法。首先通过S变换得到不同旅行时刻的振幅谱,然后引入整形正则化算子稳定求解不同时刻的频谱比值,最后通过线性拟合估计出地震品质因子。该方法通过正则化技术消除了噪声、反射相干以及变换窗口等引起的算法不稳定问题,得到光滑稳定的频谱比值,有利于最终的线性回归求取Q值。与传统的频谱比值法相比,基于整形正则化技术的方法估计的Q值更为准确。模拟算例和实际地震资料处理结果均表明,该方法可以有效稳定地估计地震资料品质因子。     

利用叠前地震资料提取地层相对吸收系数

本文在衰减介质地震波正演模拟的基础上,依据Gu等推导的峰值频率两侧对称频率处的振幅值与地层吸收参数之间的关系,利用S变换计算表征地层吸收属性的相对吸收系数;根据吸收系数与品质因子Q值之间的关系,建立相对吸收系数与炮检距之间的关系式;采用多道拟合的方法消除炮检距影响,得到了更为可靠的零炮检距地层相对吸收系数表达式;通过建立理论模型,利用衰减介质单程波动方程非零炮检距数值模拟方法得到叠前CMP道集,并由此提取地层相对吸收系数。文中利用小、中、大角度角道集地震资料提取的地层相对吸收系数进行拟合,得到叠前地震资料相对吸收系数剖面,消除了叠后地震资料相对吸收系数剖面中上覆盖层和含水层处出现的相对吸收系数高值,与单角度域地层相对吸收系数剖面相比,进一步压制了上覆盖层的强反射引起的虚假强衰减,得到了更可靠的油气指示信息,提高了储层预测的精度。理论数据和实际资料均验证了文中方法的可行性。     

基于时频分析叠前地层Q值提取方法研究

地震波衰减属性是含气储层预测的重要参数。研究提出了基于时频分析叠前地层Q值提取方法,该方法基于叠前地震资料中丰富的储层信息,利用S变换时频谱具有较高时频分辨率的特征,提高了地层Q值的估算精度。在模型计算和胜利油田垦71工区的实际应用表明,该方法能够较好地预测气层空间展布,在含气区Q值较低,异常现象明显,在非含气区Q值较高,异常现象不明显,尤其是强振幅位置。     

地震数据叠前噪声衰减

本文使用了空变、时变噪音分布函数、时变倾角扫描的空间预测方法，在全频的前提下，对单炮记录上的相干噪音、随机噪音进行衰减；给地震资料处理提供了全频、保真、高信噪比的基础资料。     

叠前地震反演应用研究

叠前地震反演涉及地震采集(炮检距范围)、地震数据处理(保真度)、地震解释和测井解释、储层岩石物理以及反演算法本身与约束条件等方面,因此影响因素很多,此外还存在认识与观念上的差异,使其在实际应用中难以获得理想和真实的油藏描述结果。为此,仅限于地震叠前反演技术本身涉及的实际问题,分析了叠前地震反演在油藏地球物理应用中存在的问题,并对如何获得有效的反演结果展开了讨论。对大庆徐家围子火成岩储层进行叠前AVO反演和叠前弹性反演的结果表明:①叠前反演受输入数据的影响大,因此要做好AVO前期处理,如各向异性校正等;②不同炮检距范围叠加地震数据的弹性阻抗反演面临着各种因素的影响,如子波提取、井震标定和井约束等。     

黏弹性介质叠前地震反演方法

前人只是从理论上分析了黏弹性介质中各种波的传播特征和衰减特征,并未对黏弹性介质精确的Zoeppritz方程进行近似,无法用于实际反演;沈章洪等以完全弹性介质为背景,推导了黏弹性介质反射系数近似方程,由于该近似方程的实部为完全弹性项,虚部为黏弹性项,因此也无法用于实际资料。为此,本文以黏弹性介质为背景,推导了黏弹性介质反射系数近似公式,以此为基础,基于贝叶斯理论的叠前地震反演,将纵横波速度、密度的反演推广到纵横波速度、密度和地层品质因子(Q值)的联合反演,建立了黏弹性介质近似方程,再根据贝叶斯理论建立反演方程,最终利用共轭梯度法对方程进行求解,得到纵横波速度、密度和地层Q值。模型试算与实例分析结果表明,根据联合反演所得的纵横波速度、密度和Q值进行储层描述,可提高储层预测精度。     

一种叠前地震多属性反演方法

介绍了一种借助于地震波弹性阻抗提高常规叠前地震反演的精度和可靠性,进而同时提取多种地层弹性属性参数的地震多属性反演方法。利用全波测井资料确定声波阻抗(AI)和弹性波阻抗(射线路径弹性阻抗)(REI);将共中心点(CMP)道集变换成角道集并进行部分角度叠加;利用常规叠前弹性阻抗反演流程分别对小角度叠加数据及中等入射角的部分叠加数据进行声波阻抗和弹性波阻抗(射线路径弹性阻抗)反演;对反演得到的声波阻抗和弹性波阻抗(射线路径弹性阻抗)数据进行道运算,得到与弹性密度比、储层岩性变化和孔隙流体成分密切相关的地震属性;确定储层岩性和孔隙流体性质。该方法仅需要近、中角度的地震数据,其他弹性属性参数是由弹性密度比与声波阻抗之间的关系通过道运算获得,提高了计算效率,可用于绝大多数采集条件下获得的地震数据叠前反演。     

叠前地震资料的广义线性反演

广义线性反演是地震资料反演中经常采用的方法之一。这一方法要求反复计算雅可比矩阵。而雅可比矩阵的形成依赖于所采用的地球物理模型和制造人工合成记录所用的数学公式。对于声学层状介质来说，由点震源激发的地震波的传播问题可有解析解。在该问题的反演中，基于这一解析解可得到计算雅可比矩阵的递推公式，从而简化了计算程序，节省了时间。对于模型数据来说，用广义线性反演可以改进平面波延拓反演的结果。特别是较大地提高了反演密度的精度。但是，对于实际地震资料，或加有噪音的模型数据，反演就极难成功。     

基于小波变换的叠前地震弹性参数反演

 常用的叠前反演方法是对目标函数的非线性做近似线性化处理,使反演结果接近全局最优解,否则易陷入局部极小。此外,叠前反演是针对地震道或者反射系数的拟合,其目标函数中存在许多局部极小,这些都直接影响到迭代反演达到全局极小。为此本文提出基于小波变换的叠前地震弹性参数反演方法。由于小波多尺度反演是一种加快收敛速度、克服局部极值影响、搜索全局最小值点的有效反演手段,因此具有很强的抗噪能力及较高的分辨率。模型试验和实际资料处理结果表明,本文方法不仅能提高解的稳定性、加快求解的速度,而且具有较高的纵、横向分辨率。     

道集品质对叠前AVO/AVA同时反演的影响

用于叠前反演的地震道集必须具备高的质量。针对辽河西部凹陷兴隆台地区叠前地震资料特点,本文首先采用多次波去除、随机噪声压制和道集拉平等修饰性处理手段提高道集品质,使得地震道集的AVO特征与合成记录的AVO特征一致;与原始记录相比,从处理后的道集中提取的地震子波在0～42Hz有效频段内比较稳定,目标区域反演剩余量减小了20%以上,反演所得的纵横波阻抗数据交会结果比较集中,而且适合岩性识别,能比较准确地确定目标储层范围,进而说明地震资料品质对叠前反演效果的重要性。     

叠前地震反演精度影响因素

叠前地震反演能够提供更加丰富的地球物理信息,但影响其反演精度的因素较多。设计了包含不同速度特征的地质模型,再对基于地质模型提取的地震模型数据体进行反演,将反演结果与理论值进行误差对比,分析了初始约束模型、信噪比、反演子波选取、反射系数计算公式选择对叠前地震反演精度的影响。结果显示,精度高的初始约束模型反演结果好于精度低的初始约束模型;信噪比大的地震数据体的反演结果优于信噪比小的地震数据体;选取的反演子波与地震数据主频的匹配程度越近似,反演精度越高;可以选取适用条件相对较合理的Zeoppritz方程作为反射系数计算公式。地质模型数据与实际资料反演结果对比表明,构建与实际地质模型弹性属性接近的反演初始参数模型,对采集数据进行滤波去噪和修饰处理提高地震资料信噪比,通过测井和地震资料提取主频与地震数据相匹配的反演子波以及反射系数计算公式等参数的合理选择有利于提高叠前地震反演精度。     

基于广义S变换的吸收衰减补偿方法

探讨了利用广义S变换代替短时Fourier变换或连续小波变换，进行吸收衰减补偿的方法。对短时Fourier变换、连续小波变换、S变换和广义S变换进行了分析和比较，给出了基于广义S变换的吸收衰减补偿方法。该方法的实现步骤是：①用广义s变换对高信噪比的叠加地震信号逐道进行时频分析；②在每个时间点，根据地层吸收特点提取各个频率的能量吸收衰减因子；③用加权方法对每个时间所对应的各个频率的广义S变换系数进行补偿，使各个频率在不同时间的能量相同；④将所有时间各个频率加权补偿的结果重构回地震记录，实现对地层吸收的补偿。模拟结果表明，广义S变换时频分析方法能够提高信号时频分布的分辨率。对实际二维地震数据的试算结果表明，基于广义S变换的吸收衰减补偿方法能较好地对地层吸收进行补偿，提高地震资料的分辨率，改善地震资料的品质。     

基于Zoeppritz方程的叠前和叠后混合多参数非线性地震反演

目前通过Shuey近似式或Gray近似式及基追踪理论反演泊松比,或依据叠前反演获得的纵、横波速度计算纵横波速度比,但不可避免地降低了参数反演精度.为此,尝试通过精确的Zoeppritz方程直接反演纵横波速度比或泊松比.基于垂直入射反射系数和精确Zoeppritz方程的褶积模型,结合边界保护正则化建立叠前和叠后地震反演的...     

基于稀疏表示的增维叠前地震反演方法

常规的叠前和叠后反演技术难以满足刻画薄储层的需求。由于道集叠加而产生的干涉效应对地震信号所蕴含的真实信息造成不同程度的弱化、畸变甚至湮灭,因此为有效地保存真实信息,应尽量避免叠加。另外,叠前道集的地震属性在随炮检距变化之外还受频率因素的影响,而以高分辨率谱分解为基础展开的FAVO反演方法能够提升流体识别能力。为此,以不叠加为核心思想,提出基于稀疏表示的增维叠前地震反演方法。首先,从叠前道集出发,对包含目的层段的角度内道集进行筛选和提取,依托信号的稀疏表示理论对抽选的单角度地震数据开展高分辨率时频分解;其次,基于贝叶斯理论直接建立波阻抗与地震数据的映射关系,利用非线性最优化算法对初始模型进行扰动;最后,以前一个频率反演的结果作为后一个频率反演的约束,逐级进行反演,最终得到不同角度的高分辨率增维反演结果。以A研究区为例,在有效角度范围内对单角度地震数据分频约束反演,拓宽了数据维度,提升了反演精度,增强了对薄储层的描述能力。     

叠前反演道集质控与优化

高质量的部分叠加道集数据是地震叠前反演的基础,然而不同偏移距叠加道集数据之间经常出现时间、振幅等不闭合现象,直接进行叠前反演则会影响反演弹性参数的可信度。因此,有必要对叠前反演道集进行质控及优化,以提高近、中、远偏移距道集的闭合效果。以残差准相关系数阈值为标准对部分叠加道集数据进行有限的调整,同时利用校正量统计图谱分析和递归插值的方法,对校正的时间偏移量和振幅缩放系数进行控制和优化,最终得到闭合效果较好的部分道集叠加数据体。实例表明使用校正及优化后的部分叠加道集数据进行反演能够显著提高叠前反演质量。     

渤海湾海陆过渡带Q叠前深度偏移方法

渤海湾盆地南堡凹陷海陆过渡带的地下构造复杂,由于地表及地下黏弹介质吸收,导致地震波能量衰减严重,造成地震信号强度和频带宽度的损失,为了提高成像精度,需要补偿地震波能量在地层中的衰减。反Q滤波和时频分析方法没有考虑地震波的传播路径,然而实际地震波的能量衰减是与传播路径密切相关的。为此,采用基于Kirchhoff叠前深度偏移的地震成像方法,在偏移过程中考虑了沿不同路径传播的地震波能量衰减,从能量归位和衰减补偿两方面提高偏移成像质量。应用Q叠前深度偏移,利用Q层析方法获得了Q模型,基于Q模型进行Kirchohoff叠前深度偏移成像,有效补偿了振幅、校正了相位畸变,提高了深部数据的信噪比、保真度及构造解释精度,为叠前反演、岩性识别和流体检测提供了可靠依据。     

利用模拟退火算法实现地震叠前反演

讨论了叠前同步反演和模拟退火算法的基本原理,介绍了利用模拟退火算法实现叠前同步反演的技术流程,把实现叠前同步反演分为高保真地震数据处理、共角度道集生成、子波提取和同步反演四大步骤,并重点叙述了模拟退火算法在叠前同步反演中的应用。该方法在苏里格气田砂岩分布及有利含气区预测的应用结果,验证了其有效性,同时表明该方法具有运算速度快、算法稳定、预测效果好等特点。