面向复杂山前带的深度域地震成像处理研究

山前构造带具有良好的圈闭条件,是油气资源富集的重要场所,但"复杂地表、复杂地下"的双复杂地震地质条件给地震勘探造成了极大困扰。针对双复杂地震地质条件造成的一系列地球物理难题,以拟真地表地震资料处理思路为纽带,以高保真的叠前预处理为基础,以递进式深度域速度分析与建模为关键,以起伏地表逆时叠前深度偏移成像为核心,建立了一套面向复杂山前带的深度域高精度地震成像处理流程。实际资料处理结果验证了该处理流程的正确性及有效性,为复杂山前带油气勘探提供了有效的地震资料处理技术支撑。     

前陆冲断带复杂构造地震成像技术对策

前陆冲断带复杂构造的地震成像是这一领域油气勘探的关键，地表起伏大、地震资料信噪比低及地下构造复杂是制约该地区地震成像的三大难题，三者相互影响、彼此制约，但核心因素是地表的起伏。对起伏地表作叠前深度偏移是公认的有效方法，但在实际地震资料处理时存在诸多难以逾越的障碍。探索静校正和深度域成像一体化解决方案，重点解决基于起伏地表的剩余静校正和从地表出发的叠前深度偏移处理，是前陆冲断带复杂构造地震成像的技术关键。     

高频地表校正和起伏地表叠前时间偏移技术的应用——以普光气田双复杂地区为例

普光气田地表条件和地下构造均十分复杂,属于典型的地震双复杂地区,该区地震资料处理难点主要有2条：一是地形起伏较大,低降速带变化较大,速度横向变化较大,使得波场传播复杂,不符合地表一致性假设,常规静校正误差大；二是传统偏移成像技术不能满足双复杂地质条件下的高陡构造成像.因此,在多次试验的基础上,提出高频地表校正和起伏地表叠前时间偏移相结合的处理思路,在普光气田的地震资料处理中取得了较好的效果.     

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。     

山前带复杂构造成像方法研究

以波动理论为基础的表层波场校正与叠前深度偏移技术是提高山前带复杂构造成像精度的有效手段。本文介绍了基于广角隐式有限差分单程波传播算子的起伏地表叠前深度偏移方法,并对SEG山前带推覆构造模型进行了检验。结果表明:起伏地表波动方程叠前深度偏移照明加权成像结果与理论模型构造形态非常吻合。在此基础上,将此法用于玉门油田窟窿山模型合成数据体,分别进行了静校正与波动方程基准面延拓、叠后深度偏移与叠前深度偏移、Kirchhoff偏移与波动方程偏移的处理结果对比,得出了如下结论:①在地表起伏剧烈、表层速度横向变化大、高速地层直接出露地区,常规时移静校正误差远远大于波动方程基准面校正的误差;②在波动方程基准面校正的基础上,波动方程叠前深度偏移的精度明显高于Kirchhoff偏移法的精度;③起伏地表波动方程叠前深度一步法偏移还能合理地描述地表附近反射面的形态。     

泌阳凹陷陡坡带高精度融合处理成像关键技术

泌阳凹陷陡坡区表层地震地质条件复杂,通过对五块新老资料高精度地震资料研究分析,找出影响本地区成像的三个关键因素,采用子波匹配、叠前数据规则化等融合一致性处理技术解决了新老资料融合一致性的问题;采用叠前数据净化处理技术和高精度迭代静校正技术解决去噪和山前带静校正问题,提高了信噪比;针对陡坡帶地区横向速度变化大,研究应用叠前时间偏移成像技术,提高了山前带高陡构造成像精度和准确度,其中高精度速度场的准确求取是关键。     

真地表速度建模技术在复杂山地地震资料成像中的应用

传统的叠前深度偏移成像技术将偏移成像和静校正问题分开处理,在复杂山地资料处理中,由于地表条件复杂、近地表横向速度变化剧烈、高速层出露等问题,基于地表一致性假设的静校正处理会引起波场畸变,导致旅行时计算误差较大,影响深度偏移成像效果。因此,提出了一种基于真地表偏移面的全深度建模与成像技术方案,从地表高程面开始速度建模,计算旅行时,将静校正问题隐含在偏移成像过程中,在复杂山地资料处理中取得了较好的应用效果。     

镇巴复杂区地震资料成像处理策略

通过对镇巴地区ZHEN-NE-06-01宽线的处理试验,找到了一种适应镇巴地区地震资料成像处理策略:先采用非线性旅行时层析反演技术获得高精度的近地表速度—深度模型,再运用综合静校正(层析成像静校正 折射波剩余静校正 反射波剩余静校正)技术消除近地表的影响,然后实施自地表开始的叠前时间偏移完成最终成像。从实际资料处理效果可以看到本策略较好地消除了复杂地区近地表对地震资料成像的影响,提高了成像品质。     

双界面匹配一体化速度建模技术研究与应用——以天山南山前带阳霞区块为例

为了消除山前带复杂地表对速度分析与建模以及偏移成像的影响,基于平滑地表面和初至波反演底界面两个关键参考面,提出了双界面匹配的一体化速度建模技术。该方法通过表层模型驱动的道间时差校正与起伏地表偏移结合,消除了复杂地表引起的高低频道间时差;通过时间域浅中深层速度融合,实现深度域一体化速度初始建模;采用地质模式约束的沿层层析、网格层析修正速度模型并结合起伏地表深度偏移逐步提高速度模型精度。将该方法应用于天山南山前带阳霞区块实际地震资料处理,整体上提高了偏移成像质量,尤其是阳霞构造的成像效果得到明显提升。     

龙门山前带多信息约束层析静校正技术研究

龙门山前带地区地表起伏剧烈,表层岩性变化大,地震资料信噪比低,静校正问题突出,是典型的复杂山前带地震勘探区域。针对该地区表层结构的特点并结合实际资料进行研究,应用多信息约束层析静校正技术,对比分析了有无约束条件下的近地表建模精度与静校正效果差异。应用结果表明,多信息约束层析反演后既能增加模型射线密度,精确反映浅层反射结构细节,又能很好地描述高速层顶界面的构造,得到空间结构变化合理且垂向分辨率更高的近地表速度模型。单炮和剖面的同相轴连续性更好,成像效果优于无约束反演静校正的成像效果。多信息约束层析反演技术在解决复杂近地表结构地区静校正时具有一定的技术优势,改善了该地区地震资料静校正效果,为构造解释提供了可靠的处理成果,同时对后续进一步提高成像质量奠定了良好基础。     

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。     

静校正对叠前时间偏移的副作用

静校正是复杂近地表区地震资料处理的关键步骤之-,对改善成像效果具有重要意义。但对地形起伏大的地区,静校正在对成像效果起正面作用的同时,也产生副作用。本文通过比较静校正前、后Kirchhoff叠前时间偏移旅行时计算的差异,研究静校正的副作用。静校正副作用表现在时间误差及空间误差两个方面,且误差随反射层倾角等参数变化。用-个在起伏地表上激发接收的具有典型构造特征的简单理论模型,验证了理论分析结果。最后给出能明显表现时间误差和空间误差影响的实例。     

有效邻域波场近似框架下三维起伏地表高斯束地震正演模拟

在传统高斯束正演模拟的基础上,针对三维起伏地表模型使用有效邻域波场近似导出了三维起伏地表高斯束正演公式,并给出了笛卡尔坐标系下相应的实现算法.对典型的三维起伏地表模型进行试算,结果表明:本文方法可以较好地刻画由起伏地表引起的波场畸变和由复杂构造引起的同相轴干涉现象,充分体现了高斯束在处理起伏地表条件的优越性;试算得到的射线路径及单炮记录证实了本方法的正确性以及对三维复杂地表模型较好的适应性.     

不规则地表观测的基准面校正技术和偏移成像技术的进展

目前我国石油勘探的重点转移到西部和南方，其地质条件非常复杂，地震资料的静校正问题严重，同相轴畸变，信噪比低，其中山地地形起伏是一个重要的影响因素。简要介绍了山地资料处理和偏移成像的相关技术，主要包括基准面校正技术和起伏地表偏移成像技术。重点关注如何消除地形起伏对成像造成的影响，并对有代表意义的或理论上先进的方法进行了较详细的阐述。     

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。     

一种解耦的起伏地表弹性波高斯束偏移方法

随着勘探开发逐步深入, 成像已逐步从单纯利用纵波数据发展为弹性波数据。针对双重复杂构造探区, 在弹性波高斯束偏移的基本原理中, 引入高程及地表倾角信息, 推导了由高斯束位移矢量表示的解耦弹性波场反向延拓公式, 利用互相关成像条件且通过转换波极性校正得到起伏地表条件下的P-P波和P-S波高斯束偏移算子, 发展了一种解耦的起伏地表弹性波高斯束偏移方法, 此方法无须对地震数据进行纵横波分离。在实现方法的基础上, 通过典型起伏地表模型的弹性波现象分析、成像结果分析及成像角道集提取, 证实了解耦的起伏地表弹性波高斯束偏移成像方法的正确性、适用性及良好的成像效果。     

起伏地表弹性波传播有限差分法数值模拟

有限差分是进行地震波传播数值模拟的最常用方法，但该方法处理起伏的自由边界比较困难。为此，通过对不同地形起伏情况下自由边界的具体分析，将整个二维空间离散点划分为24类，对每一类自由边界处的网格点选择了合理的表现方式，实现了起伏地表自由边界条件的数值化。该方法可以模拟出地表起伏情况下弹性波复杂的传播现象，为进行起伏地表地震波传播规律研究、山地地震勘探野外观测系统设计、山地地震勘探干扰波分析和识别、以及静校正研究提供了正演模拟工具。模拟实例表明，地形起伏引起面波、体波等地震波型之间的相互转化，产生了大量的散射P波、散射S波和散射面波，尤其是由沿地表传播的强能量面波，在地表起伏及近地表物性突变处产生了大量的强能量散射面波，同时也产生了相对较弱的散射P波和散射S波，这是造成山地地震资料信噪比低的主要原因。     

起伏地表直接叠前时间偏移

 针对起伏地表直接进行叠前时间偏移是目前复杂山地地震资料叠前成像处理的方向。如今研究的侧重点是通过参考面计算起伏地表条件下的地震波走时,进而进行叠前时间偏移,但是这一过程存在两个问题：其一是参考面选择不当会因高差和替换速度的不准确而带来走时计算误差;其二是地震数据经常规处理返回到采集地表面时可能破坏高频静校正效果。基于此,本文提出了以共成像孔径面为参考面且在共反射点道集上进行剩余时差校正的起伏地表叠前时间偏移的方法。文中分别应用简单模型、SEG起伏地表模型以及实际资料对该处理方法进行了测试,表明该方法是有效的。     

浮动面叠前深度偏移法在山前带复杂构造成像中的应用

复杂构造成像已成为制约山前带地震勘探的瓶颈,传统的地震成像方法由于其自身算法及适应性的限制,在此类地区难以准确成像。对浮动面叠前深度偏移方法进行选择,从理论上分析了浮动面偏移相对于固定面偏移的优势所在,通过对 Kirchhoff 积分法和波动方程两种方法的综合分析,认为目前积分法在山前带叠前偏移中更加适用。最后,对山前带二维测线的偏移效果对比分析,验证了浮动面叠前深度偏移方法在山前带复杂构造成像中的有效性。     

火焰山三维层速度模型与成像效果

在复杂地表条件和复杂地质构造条件下，地震资料处理的关键主要表现为静校正和成像，而这两者均与速度模型有关。本文分析了表层模型、近地表模型和层速度模型对静校正和成像问题的影响，研究了静校正和地震成像以及速度模型在资料处理过程中的相互关系，提出了在速度模型里包含地表高程和近地表模型的叠前深度偏移实现方法，合理地解决了地表高程、地表风化层、近地表地层对静校正和地震成像的综合影响，取得了良好的应用效果。