Walkaway VSP处理技术及应用

Walkaway VSP观测方式可以获得高质量的纵横波成像、地层速度、吸收衰减及各向异性等多种地质信息。文中主要介绍了基于GeoEast系统的Walkaway VSP资料处理的基本流程和关键环节,包括高精度初至拾取、噪声压制、偏振分析、速度反演与建模、振幅补偿、波场分离以及偏移成像等。实际数据纵波和转换波成像与地面地震剖面在层位标定上都具有高度的一致性,取得了较好的应用效果。     

VSP速度分析及动校正方法

为弥补以往VSP速度求取的盲区,提出了井底下部地层速度分析的方法:在纵波下行初至时间已知的前提下,基于井源距与VSP反射波到达时间的时距方程进行井底下部地层速度求取和动校正。得到速度参数后,使用类似地面地震的数字动校正方法进行动校正。由于VSP射线路径不对称,所以反射点位置的计算是目的层精确成像的基础,在计算出反射点位置后,进行道集抽取、动校正和变叠加次数的叠加成像。通过对直井Walk-awayVSP(变偏移距VSP)纵波记录和实际资料的处理,验证了方法的正确性和实用性。     

复杂区深井VSP层析求速度场的方法

针对中国西部山前带地区叠前深度偏移速度场尤其是深层速度场难以确定的难题,提出了一种复杂区深井VSP层析求速度场的方法。该方法以零井源距VSP速度作为相对稳定值填充井径附近速度网格,并通过零井源距VSP速度加权外推建立初始速度模型,同时还给出了一种基于置信度和射线长度的VSP初至旅行时双加权层析反演的算法,通过模型试算验证了方法的有效性。     

VSPCDP成像质量与井源距关系研究

采用弹性波动方程,利用交错网格方法求解,模拟了不同井源距的VSP数据.不同井源距VSP正演结果表明,随着井源距的增大,波场干涉对直达波的影响加重,上行P-SV波逐渐发育.通过对正演VSP数据的处理可以看出,随着井源距的增大,其成像范围扩大,但其成像质量明显下降,最后通过分析VSPCDP成像质量,确定非零井源距选择的范围...     

由VSP初至时间反演层速度的算法和误差估计

本文在Redshaw修正的高斯—牛顿算法基础上提出一种根据VSP初至时间反演层速度的算法。文中假定地下结构为水平层状,各层内速度为常数,各层的深度由钻井数据所确定。本质上,该算法是一种模型迭代技术;数学上,则是一个带限制条件的、多因素、非线性最小二乘法优化问题。这类问题通过适当的数学变换,可将带限制条件的最优化问题变换为非限制性最优化问题。对于非线性最优化问题,目前尚无普遍适用的理论来证明其解的存在、唯一性及稳定性;也无法确切估算观测数据存在误差时给反演结果带来的误差。笔者使用线性反演问题的误差理论估算了反演结果的95％可信度区间。通过对合成数据的初至时间和震源～检波器位置分别加入随机误差的方法,研究了数据误差对反演结果的影响。进一步探讨了浅层检波器缺失、地层倾斜、分层深度不正确给反演结果造成的影响。并用合成与实际VSP数据测试了反演方法的性能。对来自同一口井的两套非零偏移距VSP数据反演的结果表明,本文反演方法可为非零偏移距VSP数据的VSP—CDP叠加和偏移成像提供适合的层速度。     

零井源距VSP初至旅行时反演

本文在Byun反演各向异性参数方法的基础上,将最小平方反演技术用于零井源距VSP初至旅行时反演,以求取层速度和地层深度。文中给出了求解地层参数的准确计算公式。该方法的特点是在迭代反演之后进行相似性分析,将迭代反演的结果作为相似性分析的初值,然后根据最小均方误差求出地层参数的准确值。对理论模型和实际资料的计算表明,该方法是有效的。相似性分析可以部分地克服上层参数计算带来的累积误差,提高反演的精度。     

VSP多层系多波列横波速度反演

横波速度是非常重要的地球物理参数。分别从VSP上行转换波和下行转换波时距方程出发,推导出利用VSP上行转换波和下行转换波旅行时进行横波速度反演的公式。为了提高反演精度,进一步提出了多层系、多波列横波速度反演的方法,与纵波速度一起,计算出泊松比等参数。M-21井转换波资料成像处理表明,该方法反演的横波速度能够使上行转换波得到很好的成像。     

基于正态分布权函数的VSP-CDP叠加成像

基于偏移理论的成像技术受观测系统限制,导致成像剖面边缘的“画弧”现象严重,基于射线追踪的VSP-CDP叠加成像方法可实现VSP保幅成像,但是面对复杂构造时难以获得准确的成像和速度模型。为此,基于动态射线追踪有效邻域波场近似理论,提出了一种非零井源距VSP资料叠加成像方法。通过研究正态分布的性质及特点,推导了基于正态分布叠加的权函数计算公式,并用于VSP叠加成像,将深度—时间域的每一个采样点转换成反射点井源距—深度域的多个样点,使反射点的覆盖次数均匀。模型试算及实际资料处理结果表明,基于正态分布权函数的VSP-CDP叠加成像方法提高了成像精度。     

井震联合网格层析各向异性速度建模研究及应用

各向异性速度场及参数场的建立是各向异性叠前深度偏移技术在地震资料处理过程中取得成功的关键环节。井震联合求取各向异性参数是目前地震资料处理时常用的方法之一,但常规井震联合法通过对比地层厚度来求取各向异性参数,计算精度较低,达不到地质要求。将网格层析技术应用于三维VTI介质井震联合各向异性速度建模中,沿射线路径同时更新每个网格点的各向异性速度和参数,并通过多次迭代进一步提高速度模型的精度。应用结果表明,相较于常规井震联合法,基于网格层析的井震联合法能大幅提高各向异性速度场和参数场的计算精度,增强深度偏移结果与测井资料的吻合度,并且使得共成像点道集的远偏移距更加平直,为叠前反演提供更丰富的远偏移距信息,同时还能有效改善局部成像效果。     

基于VSP数据的任意弱各向异性参数反演方法

VSP数据具有较高的信噪比和准确的深度信息,基于它的旅行时等信息可反演地层VTI、TTI各向异性参数,但较难获得任意各向异性参数。极化和慢度矢量是表征Christoffel方程中弹性矩阵的直接参数,VSP能够测量到不受上覆地层影响的慢度和极化信息,且具有准确深度信息的优势,可用于反演介质的任意弱各向异性参数。文中首先介绍基于扰动理论的Christoffel方程求解方法,引入qP波的慢度和极化矢量正、反演公式,然后给出基于Walkaway VSP测量的高精度慢度和极化矢量获取方法,最后提出适用于任意弱各向异性参数的加权迭代反演算法。应用模型数据反演了最多15个弱各向异性参数,结果与理论值高度吻合;实际资料应用进一步表明,该方法有较高的精度,适用于高精度的地震各向异性参数提取。     

Walkaway VSP深度域叠前偏移成像

本文从Helmholtz方程出发,推导了适用于Walkaway VSP波动方程叠前深度偏移的Fourier有限差分算子,并建立Walkaway VSP波动方程外推的流程。模型测试和实际资料处理结果表明,Walkaway VSP深度域叠前偏移成像方法既能适应速度场的剧烈变化,又可以保证对陡倾地层的成像效果,对复杂构造成像精确。     

利用Walkaway-VSP技术精细刻画火山岩形态

常规地震资料难以满足火山岩精细解释的需要。通过对吐哈油田三塘湖盆地M68井的Walkaway-VSP资料的精细处理和解释,利用高分辨率、高保真度的Walkaway-VSP纵波成像对M68井区火山岩进行了精细刻画,在纵向上精细识别了火山岩储层和源岩储层的岩性界面,在横向上精细刻画了火山岩的形态和展布范围,取得了良好的应用效果。     

Walkaway-VSP技术及其实际应用

文章介绍了Walkaway-VSP采集、处理和解释技术研究及其在塔里木油田和青海油田实际应用情况。Walkaway-VSP技术是一种炮点沿着一条(或多条)过井的直线激发(井中布置检波器接收信号)的VSP勘探方法,这种方式具有较高的覆盖次数,可以获得高质量的反射波成像,同时,由于检波器靠近储层,可以获得地层速度、吸收衰减、各向异性等信息。在信息采集方面,主要研究的是针对目标体的观测系统优化方法和纵横波的采集技术;在资料处理方面,主要是进行了快速高精度初至拾取及速度统计方法、Tar和Q值多炮统计方法、VSP子波反褶积技术、矢量波场分离技术、各向异性参数提取方法、基于射线追踪的VSP-CDP成像等方面的研究和攻关;在解释方面,主要是进行了时间及深度域标定、纵横波联合储层反演等技术研究。两个应用实例显示了Walkaway-VSP技术在油田勘探开发中良好的应用前景。     

VSP逆时偏移技术及其成像效果

为提高VSP地震成像精度,从构建16阶有限差分精度的VSP逆时偏移算子出发,采用脉冲响应,进行VSP关键环节算法精度和炮检点可互换性分析,验证了三维VSP逆时偏移算子的精度;基于国际标准岩丘理论模型,对比了归一化VSP逆时成像和常规互相关逆时成像的效果,前者对地质体边界与地层界面刻画更加清晰和准确,消除了覆盖次数不均的影响,能量分布更加均匀,且不存在井痕迹。将高精度的三维VSP逆时偏移技术应用于松辽盆地L井walkaway VSP资料,实现了井旁地层和小断裂的准确精细成像,进一步验证了VSP逆时偏移技术的准确性,为提高井周复杂储集层成像精度的有效技术手段。     

垂直地震剖面处理方法

根据垂直地震剖面的基本原理,针对非零井源距(偏移距)观测资料,研究和制定出一套垂直地震剖面处理方法。主要处理过程包括:动校正和静校正;上行波、下行波球面扩散振幅补偿;中值滤波与二维滤波相结合分离上行、下行波场;垂直地震记录变换为共反射点叠加记录(VSP-CDP 变换)。该处理方法适合于比较复杂的非零井源距垂直地震测量资料处理,也适合处理直井或斜井观测资料。通过对赛伯720计算机现有一些地表地震处理软件作了改进,同时又新增加了一些软件,使上述处理方法已模块化。本文还介绍了实际处理的两口井的非零井源距观测资料,其结果表明所使用的处理手段是正确而实用的。利用处理结果,结合测井和地表地震资料,精细地分析了井周围地层与地震反射的对应关系。     

三维三分量Walk-away VSP处理方法及效果分析

针对三维三分量Walk-awayVSP数据的特点,从观测系统定义、数据提取方法、抽道集、波场分离、纵波和转换波的一维深度域成像等方面进行了研究,初步形成了一套间接的三维VSP处理方法。在对垦71井区VSP数据的处理中,利用三分量处理和线性滤波、F—K滤波及基于τ—P变换和偏振分析的联合波场分离方法有效地分离出上行纵波和转换波;根据速度分析和一维速度模型在深度域对上行纵波和转换波进行成像,分别得到了两个成像剖面,其中转换波成像具有更高的分辨率和信噪比,显示出其良好的应用前景。     

VTI介质快速偏移速度分析

针对由反射数据难以同时估计垂向速度和各向异性参数,本文首先将地下介质近似为可分解VTI介质,其次通过介质参数更新和叠前深度偏移两步迭代进行偏移速度分析。为了解决应用中遇到的射线追踪精度与计算效率问题,本文依据可分解VTI介质,给出了-种射线追踪算法,可大幅度减少弹性模量空间求导运算;此外通过变旅行时步长样点方式,提高了点到面射线追踪计算炮检距的精度。数值模型应用表明,该方法能快速收敛于理论模型,且计算效率约是常规VTI介质偏移速度分析的4倍,是叠前深度偏移速度建模快捷且接近实际地质模型的-种方法。     

利用VSP资料提取地层参数

速度参数是地震勘探中的重要参数，尤其横波速度是常规二维地震资料无法确定的。本文根据ＶＳＰ资料波场丰富的特点，把ＶＳＰ记录看成少量的平面波场之和。以少量地震道组，分别从零井源距和非零井源距资料中提取纵－横波速度，进而估算出与油气相关的泊松比参数，经地实际资料的处理，反演效果较好，质量可靠，认为该方法切实可行。     

横向各向同性介质纵波非双曲线时差速度分析

在各向异性介质中，纵波反射旅行时具有非双曲线时差特性，随排列长度的增大非双曲线现象更加明显。显然，常规双曲线时距曲线方程已经不能满足描述地震勘探中日益复杂的地球介质模型的需求。为此，在时距关系中增加含炮检距的四次项，并采用分式展开法表示该四次项，同时引入远偏移距收敛因子。改进后的时距关系表达式在形式上接近于常规地震波双曲线型时距关系，清楚地描述了横向各向同性介质中速度随炮检距的变化。实例表明，该算法提高了各向异性介质速度分析精度，改善了剖面叠加效果。