利用双井微测井资料估算近地表Q值

品质因子Q本身反映了地表层的岩石物理特性,但表层Q值的求取一直是研究难点。利用表层模型反演及面波衰减的Q模型可反演出近地表Q值,但求取的表层Q值精度不够,不能满足高精度地震勘探的需要。本文提出了一种利用双井微测井资料估算近地表Q值的方法,通过建立求解地面和井下检波器的峰值频率变化方程组,获得了近地表Q值的解析解。利用大庆油田实际资料对文中方法进行验算的结果表明,算法稳定,计算的表层Q值合理,用反Q滤波可以在时间、频率和空间三个域内有效地消除近地表影响,尤其是对地震信号相位的影响,提高了地震资料的分辨率。     

利用多项式拟合质心频移法估算近地表Q值

设计了一种新的单井微测井观测系统,通过模型试算得到质心频率和方差与炮检距满足三次多项式关系,提出了一种基于多项式拟合的质心频移法,估算出了近地表等效Q值,与模型等效Q值接近。将文中方法应用于C区实际微测井数据,估算出近地表等效Q值,并拟合出适用于该工区的v-Q经验公式参数a和b,利用估算的近地表等效Q值对实际地震资料进行近地表吸收补偿,提高了地震资料的分辨率。     

近地表地层品质因子在川西北部地区地震勘探中的应用

川西北部地区近地表地层松散,低降速层厚度变化大,导致地震波传播衰减较强,严重影响地震资料的信噪比和分辨率。因此必须对采集的原始资料进行合理的吸收衰减补偿,而以往近地表地层品质因子(Q)常用一个点的成果代表一个区域,很难反映该地区复杂地表Q值的变化情况。故基于双井微测井数据,利用谱比法求取单点的Q值,通过拟合得到纵波速度与Q值之间的关系式,再结合精细的表层速度结构调查成果,获得了复杂地表浅层Q值结构模型的构建方法。结果表明:(1)针对岩性分层较多的近地表结构,采用综合属性分层可以增加每一层的Q值计算样点,从而降低计算结果的误差;(2)利用双井微测井和大炮初至信息,构建的近地表Q值模型能真实反映近地表纵向和横向上随地形、岩性、低降速带厚度、速度的变化时Q值的变化情况;(3)利用这种Q值模型对地震资料进行反Q滤波,有效补偿了近地表对地震波频率和能量的衰减。     

复数域匹配追踪近地表Q值估计及深度学习建模

常规基于微测井资料的品质因子(Q值)求取方法,通常需要拾取初至时间并按时窗求取初至波频谱,因而工作量较大,并且受选取的窗函数参数大小的影响。为此,提出了一种基于非零相位雷克子波的复数域快速匹配追踪分解并结合对数谱比法估算微测井数据近地表Q值的方法。根据微测井数据初至波能量最强的特点,利用非零相位雷克子波匹配追踪提取第一个匹配原子,其频谱表达了初至波的能量,中心时间则包含了初至旅行时信息,从而实现了用于谱比法Q值估算的初至波频谱和旅行时参数的自动提取。在谱比计算中引入整形正则化算子提高算法的稳定性,并采用优化反演算法求出稳定的谱比值,以保证对数谱比法近地表Q值估计的精度。将工区内不同测点求取的品质因子函数作为已知样本标签,通过深度学习训练形成近地表Q值的多元非线性回归算子,建立三维近地表品质因子模型。模型数据和实际数据的处理结果表明,该方法自动、高效、稳定,且抗噪能力强,将获得的近地表Q值模型用于Q值补偿,可有效提高地震资料的分辨率。     

近地表介质Q估计及其在塔河北部油田的应用

近地表介质吸收衰减补偿是高分辨率地震勘探的关键,其核心是建立高精度的近地表Q模型。针对常规衰减补偿处理中近地表Q模型建立方法存在的不足,提出一种基于信息融合的近地表介质Q估计方法以及稳定的反Q滤波处理技术。首先采用多井微测井和地面联合的新型观测系统,综合折射波与透射波多种信息进行调查点精细Q估计,然后基于炮检点初至波数据采用统计反演估算全区相对Q值,并运用信息融合策略,利用调查点精细Q值约束相对Q值,整合建立精确的近地表Q模型。最后用于反Q滤波,以实现近地表衰减补偿,提高地震资料分辨率。在塔北浮土区的实际应用中得到了可靠的近地表Q模型,通过叠前补偿处理,目的层的地震反射波频带展宽超过20Hz,反射波振幅和频率特征得到了改善,储层信息更加丰富,地震资料分辨率也得到了提高。     

基于井地一体化测量的近地表品质因子Q值估算与应用

疏松的近地表介质对地震波的吸收衰减作用是导致地震记录分辨率降低的重要因素,准确求取近地表地层Q值可为地震波能量和频率的补偿处理提供确切参数。针对常规微测井近地表Q值估计时面临的激发与接收耦合的一致性、虚反射以及近场问题等,提出了一种深井激发、浅井和地面短排列联合接收的井地一体化测量的近地表Q值估算方法。该方法避免了低速层底部界面虚反射对子波的干涉,最大限度保证激发和接收的耦合一致性。大港探区实际应用结果表明,深井激发、浅井和地面短排列联合接收的井地一体化测量方法能获得稳定可靠的近地表低、降速层品质因子Q值,为近地表吸收衰减补偿处理奠定了基础。经补偿处理后的叠加剖面不仅拓宽了目的层频带,提高了地震资料分辨率,而且极大地增强了地震数据分辨薄互储层和特殊岩性边界的能力。     

激发深度和检波器耦合对近地表Q值估算的影响分析

激发深度和检波器耦合效应会影响地震信号的频谱特征。基于实际微测井资料研究地震波主频变化特征可知,不同深度激发获取的地震子波主频相差近55Hz,检波器耦合效应使地震子波严重缺失低频信息,且高频部分出现类似"陷波"现象。基于地表一致性理论,定量地模拟了不同激发深度以及不同检波器耦合条件对近地表Q值估算结果的影响,结果表明,激发深度差异与检波器耦合差异会大幅度降低近地表Q值估算的精度。在大港ZY地区实际双井微测井数据采集过程中,通过选取合适的井下检波器接收深度以及制作井下助插器等方法保障井下检波器耦合效果,并采用共激发点资料消除激发条件差异带来的影响,提高了近地表Q值的估算精度。     

基于锤击和多级井中检波器接收微测井的近地表Q值调查方法

基于锤击和多级井中检波器接收的微测井是一种安全、经济的表层结构调查方法,已在表层结构速度调查方面得到了规模化应用。但由于存在记录延迟时差、激发子波非一致性及干扰波等影响因素,它难以直接应用于近地表Q值调查。为此,在目前常用锤击和多级井中检波器接收微测井观测系统基础上,在井口位置增设延迟校正检波器,用于校正不同炮次记录延迟时差,在相邻炮次接收范围的交界处设置一个重复接收点,用于消除激发子波的非一致性;而且基于质心频率偏移Q值估算方法,通过不同深度点接收初至波质心频率及方差随深度变化的多项式拟合,消除干扰波对初至波质心频率及方差随深度变化规律的影响,提高Q值估算精度。模型正演模拟结果分析和塔里木沙漠区实际资料应用结果均表明：用上述方法求取的Q值与模型和经验公式所得结果接近;同时,利用由该方法求得的Q值对实际资料做近地表吸收补偿,可显著提高地震剖面的分辨率。     

多道面波频散分析在实际大炮数据中的应用

通常应用小道距、短排列接收到的高频面波进行面波反演,但也已开始利用大炮地震数据中的面波进行近地表结构反演。复杂实际地震数据会降低频散曲线的精度,从而影响近地表结构反演的效果。文中探讨了大炮数据多道面波反演中如何确定参与频散分析数据道的最小炮检距大小、数据道数量及同炮地震数据中强弱面波不均衡等难题,提出了提高频散曲线生成精度的方法。实例分析结果证明这些提高频散曲线生成精度的方法是有效的,取得了令人满意的近地表结构反演效果。     

近地表模型重构方法讨论

对近地表模型所建立的三种常用方法(微测井、小折射、大炮初至折射)进行了分析,认为微测井由于不可避免的人为因素会在模型建立过程中产生较大的差异,因而提出了可减少这种差异的单点时间提取方法,能够使静校正量结果趋于稳定;小折射方便快捷,经济适用,但存在和微测井、大炮初至折射结果如何匹配的问题,其静校正精度介于两者之间;大炮初至折射能够计算出精度很高的延迟时,并提取准确的静校正量,但由于得不到很准的表层速度,其反演的表层模型厚度是不准确的。     

Q值正演模拟约束下的零偏移距VSP资料Q值估算

随着油气勘探目的层逐步走向深部,球面扩散、透射损失、环境噪声等使得VSP资料的初至子波发生改变,导致常规的Q值估算方法质量难以得到保证。为此,利用塔里木盆地托甫台地区TP327井零偏移距VSP资料,综合考虑透射损失和球面扩散的影响,提出一种Q值正演模拟约束下的零偏移距VSP资料Q值估算方法。该方法通过研究区的纵波速度、横波速度和密度建立层状地质模型,利用射线追踪的方法,用大地吸收介质模型的Q值正演模拟结果,对频谱比法和经验公式估算的初始Q值进行修正,使得Q值正演模拟结果与实际地震波的衰减记录在频谱特征上吻合,从而得到更为精确的Q模型。TP327井Q值估算结果表明,该方法与李庆忠经验公式得到的结果在浅层比较接近,但在中层和深层,两者差异较大;Q值正演模拟结果约束的子波与实际VSP资料子波的频谱比较吻合,证实用Q值正演模拟约束得到的层间Q值更为可靠。利用Q值正演模拟约束方法得到的Q模型对研究区地震资料进行反Q滤波能显著提高地震资料分辨率,有助于提高碳酸盐岩地层中缝洞的识别精度。     

山前冲积扇表层静校正对策

由于山前地表冲积扇的厚度和速度变化较大,利用传统的表层调查和静校正方法计算无法彻底解决“中长波长静校正量”问题。具体表现为小折射排列长度太小(当低速带厚度较大时,无法追踪到高速层顶界面)、小折射资料的解释算法不合适及微测井深度明显不够。通过对雁木西地区多条过井测线进行系统分析(内容包括采集方法、处理技术、速度建场及成图方法等),从采集、处理和解释入手对表层结构进行研究,采用大排列小观测折射及微测井观测,层析成像等技术,并利用初至波形成了一套完善的表层静校正技术,先后在雁木西和胜北地区应用,取得了很好的效果。     

利用泰勒级数展开的振幅谱积分差值的Q值估计方法

品质因子Q是地震数据处理和解释中的一个重要参数,可用于提高地震记录纵向分辨率和反映储层特性。在常规Q值估计中,时窗与带宽选择是Q值估计的关键,且噪声干扰也会对Q值估计产生影响。为此,文中提出一种基于泰勒级数展开的振幅谱积分差值方法(ASID)。该方法对振幅衰减项进行二阶泰勒级数展开,利用不同时刻地震子波振幅谱差值建立含有Q值的方程,通过求解方程获取Q值。对比试验表明,相对于常用的对数谱比法(LSR)、中心频移法(CFS)和对数谱面积差法(LSAD),文中所提方法具有受频带宽度和时窗宽度影响小,以及抗干扰能力强的优点,且更适用于含薄层地震记录的Q值估计。此外,将ASID法应用于实际海洋资料的CMP道集中,所得Q值估计结果与LSAD法具有良好的一致性。     

VSP三分量微测井技术在表层调查中的应用

微测井技术是表层调查的主要手段之一，但因其高昂的成本限制了微测井布设的数量。本文提出VSP三分量微测井技术，即采用地表激发、井中检波器接收的微测井观测方式，井筒直接借用地震勘探中的炮井。此法不仅降低了微测井的成本，而且增加了微测井分布密度。对于打穿低速层的微测井，可以直接利用高速层顶界的t。时间作为解释表层结构的控制点。对于没有打穿低速层的微测井，可利用VSP技术中的上行波信息，提取完井深度以下的地层深度和速度信息。     

西部大沙漠区近地表地震波衰减及高频补偿技术研究

 大沙漠区近地表巨厚沙层是导致地震波高频成分严重衰减、地震分辨率降低的根本原因。针对这一问题，采用常规微测井方法进行高频补偿，往往难以奏效。为此，本文利用大炮震源微测井数据，分析了大沙漠区近地表地震波的衰减规律，采用近地表高频补偿方法，较好地补偿了近地表巨厚沙层对地震波的吸收和衰减，克服了常规微测井数据的不足。补偿后的地震数据的优势信噪比频带宽度较补偿前明显拓宽，东河砂岩尖灭点更加清晰，提高了岩性勘探的分辨率。     

表层Q值确定性求取与空变补偿方法

实际地震资料处理中,基于地层吸收补偿的传统方法大多数偏于解决中、深层地层的吸收衰减问题,没有考虑速度、厚度变化剧烈的近地表吸收衰减作用,因此不能获得令人满意的结果。为此,提出了一种基于近地表模型的确定性定量补偿方法,该方法基于地表一致性原理,引入表层相对衰减系数的概念,在共炮检域迭代计算相对衰减系数,结合表层旅行时求表层相对品质因子Q,由实测的绝对Q约束标定相对Q,建立表层Q模型,然后实现稳定的表层Q时空变补偿。经模型数据和实际数据验证,所提方法具有较高的计算精度,目前在多个地区实际资料应用取得了实质性效果。     

基于时变子波的品质因子估计

地下介质的地层滤波效应和吸收衰减效应会使地震信号频带变窄、主频降低、相位畸变。在对非稳态地震记录进行时变子波估计的基础上,从频率域和时间域两方面研究子波的时变性与品质因子的关系。首先推导非稳态记录正演模拟的时间域实现方法,通过子波褶积矩阵表达传播子波的时变性;其次,基于最优化思想,在给定范围内扫描Q值,使深部和浅部两个传播子波达到最佳匹配,提出了频率域子波匹配Q值估计方法和时间域子波匹配Q值估计方法。相比于常用的谱比法,频率域子波匹配法不需要做谱比,并通过最小二乘优化算法替代线性回归,具有更高的抗噪性。时间域子波匹配法通过子波褶积矩阵引入衰减响应,从根本上避免谱估计的误差,具有更高的精度。理论模型和实际数据计算结果表明,两种方法都能快速有效地估计品质因子,与时变子波谱比法相比,对低信噪比数据具有更强的鲁棒性。同时,模型测试表明品质因子估计结果的纵向分辨率有限,两个子波间的时间间隔制约着估计精度。     

瞬变电磁法在天山山前带表层调查中的应用——以XHBX三维工区为例

天山北麓XHBX三维工区地表起伏剧烈,表层结构复杂,仅靠有限的地震微测井资料难以建立准确的表层结构模型;小折射受地表条件及薄高速夹层等因素影响无法观测到真实的校正界面;野外地震记录中初至前"旁瓣"及背景干扰严重,使基于初至的折射建模方法无法应用。为了获得准确的表层结构,采用瞬变电磁法(TEM)和地震微测井相结合的方法进行表层结构调查。首先通过一维"正演修正法"反演获得表层电性结构,然后利用地震微测井资料标定和非线性高阶多项式拟合将电阻率转换成速度,再经过Kriging网格化插值获得表层结构的速度和厚度平面分布,最终得到完整的三维近地表结构模型。应用该模型计算基准面静校正量并进行后续处理后,XHBX三维工区叠加剖面信噪比得到明显提高,反射同相轴连续性有了较大改善,中、长波长静校正问题也得到部分解决。     

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。