基于压缩感知的反射系数域沿层L2范数约束去强屏蔽方法

常规的压缩感知方法均是基于反射系数稀疏反演提高地震资料分辨率,而对于强屏蔽层信息和储层弱信息耦合叠加情况而言,效果并不理想,原因在于在剥离强反射层的同时往往会损失弱反射层的信息,从而不能有效预测储层。为此,基于压缩感知稀疏表示能力强的特点,利用反射系数域分辨率高和不存在子波重叠的优势,提出了基于压缩感知的反射系数域沿层L₂范数约束去强屏蔽方法。该方法基于压缩感知理论,首先根据时域反射系数域稀疏特性,利用沿层信息分离强屏蔽层与储层,再进行稀疏反演,最后将去强屏蔽后的反射系数与原子波褶积,从而获得去强屏蔽层的高分辨率结果。其优势在于高分辨率的反射系数能够分离强屏蔽层与储层的信息,有利于拾取和剥离强屏蔽层。模型测试和实际地震资料的应用表明:利用所提方法可以精准分离强屏蔽层反射信息与储层弱反射信息,提高储层识别精度;在剥离强屏蔽层的时频切片上,可以看见表征储层的弱能量团,并出现低频伴影现象;在剥离强屏蔽层的沿层能量半时属性切片上,能量半时属性与滩坝砂体储层的相关性较好,可以有效识别有利储层区域。     

基于模拟退火算法的地质统计学反演方法

 地质统计学反演结合了地震反演储层预测方法和随机建模储层预测方法的优势，充分利用随机建模技术综合不同尺度的数据(如模拟过程可综合构造和地层信息)，反演时从井点出发，在井点处忠实于测井数据，井间符合地震数据，通过从地震道中抽取反射系数与子波褶积生成合成地震记录，利用合成地震记录与原始地震道的残差修改反射系数，得到新的反射系数序列，通过反复迭代，从而得到一个最佳逼近地震道的反射系数序列，通过反射系数序列可以求得多个等概率的相对波阻抗数据体。随机模拟方法包容了地震资料中的噪声，并考虑到数据在一定空间内的相关性，拓宽了地震数据频带，使随机模拟结果符合地震数据，使最终反演结果同时符合井数据、地震数据以及已知信息的地质统计学特征，结果的多个实现可用于不确定性评价，可以更加精确地描述储层的变化。     

基于局部频率约束的动态匹配追踪强反射识别与分离方法

当目标储层上、下存在高阻层时,在地震剖面上形成的强反射会屏蔽目标储层有效反射信息。为此,提出了基于局部频率约束的动态匹配追踪强反射识别与分离方法。考虑到瞬时频率计算结果存在"负频率"现象,故引进局部频率计算模式用于约束动态匹配追踪算法最优原子的搜索范围,该算法计算结果合理,可以确定最佳匹配强反射的地震子波。利用强反射位置处的局部频率和瞬时相位作为先验信息,构建动态反射特征波形库,以此搜索最佳匹配强反射子波;通过单道测试确定强反射压制系数,以保证剥离强反射后的均衡能量与背景能量一致,有助于拾取目标储层的反射信息,最终实现储层的精细描述。通过构建含高阻层的模型数据验证了基于局部频率约束的动态匹配追踪强反射识别和分离方法的可行性,并将该方法应用于实际地震数据,削弱了强反射干扰影响,突显了弱反射信息。     

识别弱地震响应碳酸盐岩储层

针对弱地震响应的碳酸盐岩储层识别难的问题,分两步进行预测:①利用储层厚度约束的剩余信号匹配追踪法识别碳酸盐岩储层顶界.该方法是将地震数据进行多子波地震道分解,对分辨率低于测井解释最大储层厚度的分解原子进行剔除,从剩余地震道分解原子中筛选出最能体现储层特征的原子进行地震重构;②通过对在地震复赛谱域提取的混合相位子波做反褶积来适当提高主频,从而识别呈弱地震响应特征的碳酸盐岩内幕储层.反褶积结果以实时动态交互显示,并以测井解释成果作为标定依据反复迭代,最终获得满足储层识别需求的地震数据体,突出包含储层信息的弱地震响应.在TZ45井区碳酸盐岩储层预测中,该技术组合有效刻画出完整的"串珠"状反射特征,识别了内幕弱反射有效储层.     

非稳态地震稀疏反褶积

尽管稀疏反褶积在一定程度上避免了白噪反射系数序列的假设,还可以带来相位上的改进与调整,但却忽略了由大地滤波作用所造成的地震信号非稳态特征。在融合非稳态反褶积与稀疏反褶积各自优势的基础上,本文提出了一种实现非稳态稀疏反褶积的技术思路, 即利用非稳态反褶积在对数时-频域实现地震信号非稳态特征的分析与校正,在此基础上利用稀疏反褶积求解反射系数与地震子波。在实际应用中,以海上叠后地震资料为基础,利用基于柯西约束的非稳态稀疏反褶积分别在单一地震道、简单地层以及构造相对复杂储层段估算地震子波与反射系数,结果表明该方法能获得更加丰富的反射系数信息,增强了原本微弱的反射,改善了地震资料的横向连续性。     

基于负熵的地震盲反褶积方法及其应用

讨论了基于负熵的地震盲反褶积方法。盲反褶积方法不需要以最小相位子波和高斯白噪反射系数为基本假设,通过高斯混合模型模拟反射系数序列中的强反射信息（地质目标体）和弱反射信息（隐蔽性油气藏）,基于负熵的非高斯性判据定义盲反褶积目标函数,应用期望最大化算法求解模型参数的最优估计,最终得到与原始反射系数相似程度很高的非高斯反射系数。选用不同相位子波和非高斯反射系数模型对方法进行了验证,并与维纳脉冲反褶积进行了比较,结果表明,算法适应非最小相位、非高斯系统。将方法应用于实际地震数据处理,地震记录的频带被有效拓宽,地震资料的分辨率得到提高。     

基于动态字典分解的利用软门限方式消除地震强反射方法

当地层存在低速或高速层时,通常会产生强反射界面,储层弱反射信号被强反射信号所屏蔽,地震剖面表现为强能量同相轴,降低了储层预测的准确性。因此消除强反射对储层弱信号的屏蔽影响具有重要意义。依据信号的稀疏分解理论,提出一种基于动态字典分解的利用软门限方式消除地震强反射方法。首先采用雷克子波建立动态字典库,将地震强反射波形分解为动态字典的稀疏表示,然后利用软门限方式对动态字典中振幅较大的分量分别进行切除,以达到消除强反射的目的。相对于传统的地震强反射消除方法,该方法不仅可以较好地改善强反射消除之后的横向不连续性问题,而且降低了对强反射层位的依赖性,不需要提供准确的强反射层位数据。物理模型数据测试和实际资料的应用表明,该方法可有效消除强反射的屏蔽影响,突显储层有效信号。     

子波分解与重构技术在山西郑庄煤层含气性识别中的应用

地震反射信号是地下多种地质因素(地层岩性、物性、厚度及组合)共同作用的一个复合信号,基于传统地震数据难以开展针对山西郑庄二叠系山西组3号煤层可采煤层气含气性的准确识别。利用子波分解与重构技术,将常规地震数据道分解为不同频率子波的集合,结合研究区钻井资料含气段储层的频谱分析结果,确定优势频段进行子波重构。利用重构后得到的地震记录与已钻井进行比对分析,该地区钻遇煤层具有明显的"高含气强振幅,低含气弱振幅"特征,利用该特征不仅能有效地区分高含气井与干井,而且为后期井位部署提供了依据和支撑,并取得了较好的应用效果。     

利用字典学习快速匹配追踪压制煤层强反射

煤层强反射信号上、下和内部通常隐藏着弱有效信号，如何有效分离煤层强反射信号周围的弱有效信号，受到了越来越多的关注。匹配追踪算法是解决该难题的有效算法之一。然而，匹配子波母函数早期用Gabor子波，现在常用Morlet小波和Ricker子波等，而这些子波都是理论子波，和实际地震资料波形特征存在较大差异，因此在匹配过程中会产生残余分量。针对该问题，通过引入了字典学习算法，从地震数据中学习获得字典的有限匹配子波而不是预先定义字典，极大提高了信号分解的匹配度。针对目标区煤层反射不稳定的问题，选择按单个同相轴开展字典学习，从而构建了振幅、相位、主频和极性变化的单峰字典库。通过叠后、叠前的衰减煤层强反射处理分析，验证了新方法在强反射压制方面比常规方法更可靠且有效。应用基于匹配子波的Wigner-Ville高分辨率时频分析方法，揭示了煤层强反射消除前、后时频属性特征，为煤层附近储层的精确描述提供了技术支撑。     

测井信号为驱动的地震资料有色反褶积方法研究

反褶积技术是目前提高地震资料分辨率最为主要的方法,而现有的反褶积方法大都基于反射系数序列为白噪的假设前提,但事实上在对不同地区反射系数序列进行统计分析后发现,其频谱并非白谱,而是整体趋势表现为低频弱、高频强的蓝谱,所以在该假设条件下对高分辨率地震资料处理存在潜在风险。针对反射系数不总是随机白噪的特点,利用采集声波测井信号和密度测井信号,计算反射系数序列的振幅谱,从而确定反射系数的颜色参数,然后对地震资料进行有色补偿,并将地震资料绘制为能够反映地下结构特征的地震剖面图像。该处理方法不但能补偿白噪反射系数假设对地震记录反褶积的影响,而且能有效提高地震记录的分辨率,增强了地震记录反映地下结构的能力。     

优化变分模态分解方法消除强反射影响——以东营凹陷沙四段滩坝砂目标处理为例

东营凹陷沙四段纯上与纯下亚段之间的分界面为强地震反射,受其屏蔽作用,纯下亚段滩坝砂储层地震反射弱。为了有效压制强反射屏蔽层影响,应用优化变分模态分解（VMD）技术,将目标层地震信号分解成多频带、不同波形特征的分量。强屏蔽层信息能量强、频率低,多集中在第一分量。对强信号分量进行剥离,再重构余量信息,可凸显下伏储层有效信号。理论模型测试与实际资料应用表明,与传统的经验模态分解方法（EMD）相比,该方法具有分辨率高、分解完备、避免模态混叠效应等优点,在相似条件地区具有一定的推广价值。     

基于绕射波的储层预测方法及其应用

碳酸盐岩缝洞、孔洞型油气藏在石油勘探中占有很大比重,其中储层预测是难题。反射波勘探时由于假设反射界面为光滑且无限大平面,因此受到纵向、横向分辨率限制,不能有效识别碳酸盐岩缝洞、孔洞型油气藏等该类地质体。基于绕射波的储层预测方法可从地震数据中去除反射波后,只利用地震波场中的绕射信息进行分析。绕射波利用的难点在于绕射波为弱信号,掩盖在强反射背景下,因此,需要去除反射能量以突显绕射信息。基于反射波与绕射波的相关性差异,给出了一种绕射波分离方法。该方法结合平面波破坏滤波与中值滤波,利用正则化反演迭代算法求取反射波平滑倾角场,同时沿着估计出的倾角进行中值滤波,进而计算出波形、振幅稳定的反射数据,最后由地震数据减去预测出的反射波,实现绕射波提取。数值模型及实际应用效果表明,该方法能够有效提取层间岩溶、溶洞、孔洞等地质信息,对碳酸盐岩缝洞型油气藏研究具有重要意义。     

井资料约束的地震资料高频恢复

本文提出一种利用井震频谱关系恢复地震资料的高频信息、拓展带宽、提高分辨率的方法.首先利用匹配追踪方法提取井资料中地面地震数据能恢复频段的信息;然后利用高斯振幅谱拟合算法得到与井资料和地面地震资料振幅谱对应的稳定振幅谱,并在频率域建立高斯拟合振幅谱之间的映射关系,同时加入柯西约束项以增加此算法的稳定性;最后将此映射关系应用到整个地震数据体,进行频带拓宽处理,在保存原信号的前提下,增强了高频弱信号的能量,从而提高地震资料识别薄层的能力.应用结果表明,经频带拓宽处理后的地震数据可以获得比原始地震数据更高分辨率的地层参数反演剖面,证明了该方法是识别薄层及其他复杂储层的有效手段.     

渤南洼陷沙三段浊积岩储层预测技术

渤南洼陷沙三段广泛发育浊积岩,该类储集体具有单层厚度小、单砂体面积小、横向变化大、垂向叠置的特点,在地震反射上形成中、弱反射,受地震资料分辨率低的限制,无法满足储层描述的要求。从地震、钻井、测井资料入手,总结研究区沙三段浊积岩地震反射特征,开发了基于独立分量分析的盲源分离、小层自动精细解释、随机反演及小砂体自动拾取等4种技术,建立了浊积岩储层识别与描述的技术系列,完善了该类储层预测的地球物理解释技术。将开发的4种技术应用在渤南洼陷沙三段浊积岩储层的预测中,盲源分离处理后的地震数据主频由24 Hz提高到32 Hz,提高了研究区的地震分辨率;实现了沙三段6个砂层组的自动解释;储层预测结果砂体识别的精度为5~8 m,能很好地识别浊积砂体,自动追踪浊积砂体70多个,实现了单砂体的快速成图,取得了较好的应用效果。     

基于Goupillaud模型的钻柱波数值模拟和信号分析方法

基于传递矩阵可以用一系列反射系数来表示整个钻柱,而钻柱顶端接收的钻柱波信号含有与这些反射系数相关的信息。基于钻柱模拟实验数据,利用盲源反褶积进行反射系数计算,将截取的输入子波与反射系数褶积,得到了模拟输出信号。结果表明,模拟输出信号与实际采集的信号相关度较高。运用该方法对随钻地震参考信号进行了处理,达到了强化钻头源信号的目的。