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。     

用一种稳定的全反Q滤波方法提高叠前地震资料的分辨率

地震波在地下介质中传播时,由于受到衰减影响,导致地震波的高频能量受到损失和相位畸变.而反Q滤波是补偿地层吸收衰减的一个最有效途径.常规的反Q滤波补偿方法一般是针对叠后地震资料进行的,然而,地震波实际衰减过程是沿着传播路径发生的,并受介质的各向异性影响,所以真正的反Q滤波补偿应该在叠前地震资料中进行.利用沿射线路径的波场...     

地震波衰减属性在油气预测中的应用

地震波衰减的主要原因是地层吸收,地层吸收性质是地下介质的重要特性之一。地震波在聚集了石油、天然气的储层中传播时,地震波的高频成分多被储集层所吸收,尤其是聚集油气的储集层,对高频成分的吸收能力更强,因此可以利用地震波的衰减属性预测油气富集区。文中介绍了地震波的衰减机制,说明了应用傅立叶变换分析地震波频谱时的缺陷,引入了小波变换求取瞬时频谱的方法;在A区块油气预测中应用了EPT软件的衰减属性,振幅谱的能量分别占总能量的65%、85%时的频率衰减属性参数能较好地刻画油气的分布范围。     

分频球面扩散和频率吸收补偿

地震波在地下传播过程中，波前扩攻会引起地震波反射振幅减弱；实际地层的非完全弹性会引起地震波被吸收，其高频成分的吸收要比低频成分快。在进行常规球面和吸收补偿时需要了解介质速度及地层吸收系数等参数。如果参数给得不准确必然会影响到补偿效果。本对地震资料进行分时窗、分频带处理，拟合 出球面扩散及频率吸收衰减曲线，通过对理论模型及实际料作补偿处理，说明本方法能较好地补偿球面扩散和频率吸收对振幅的影响。     

基于粘声衰减补偿的最小二乘逆时偏移

实际地下介质普遍存在粘滞性,地震波在介质中传播时存在衰减现象。为了减弱这种透射损失,补偿深层衰减的能量,改善成像效果,实现深层保幅偏移成像,基于标准线性固体粘弹性机制,在粘声介质逆时偏移的基础上,引入最小二乘的思想,实现了基于粘声衰减补偿的最小二乘逆时偏移(LSRTM)。同时,将该方法应用于层状模型与Marmousi模型试算,验证了方法的正确性及有效性。研究结果表明,该方法能够有效补偿吸收衰减作用损失的能量,实现高分辨率地震保幅成像。     

基于点扩散函数的黏声介质反演成像

从弹性波基本方程出发,分析了地震波吸收与衰减补偿物理机制和黏声介质中应力-应变关系,得到了衰减与补偿统一表达的黏声介质传播方程。采用交错网格有限差分和最佳匹配层吸收边界条件来模拟这一方程,实现了黏声介质地震波场吸收与补偿的格林函数计算。凹陷速度模型测试结果表明,该方法能有效补偿吸收衰减振幅。从Hessian核函数的数学物理特征出发,对比分析了声波点扩散函数(PSF)和黏声波点扩散函数,结果表明,吸收衰减效应显著降低了照明振幅强度,带吸收衰减的PSF明显比声介质PSF能量低,在深层这种能量损耗更为强烈;吸收衰减效应改变了观测系统对地下的照明图样。进行了面向目标体的PSF分解和求逆,并将求得的逆算子直接作用于成像结果。盐丘模型测试结果表明,在盐丘周围,吸收衰减效应显著降低了成像分辨能力,精确的逆PSF能够有效提高反演成像结果的分辨率。     

沿射线路径的波动方程延拓吸收与衰减补偿方法

地层的吸收与衰减效应使地震波的振幅被衰减，相位被改变。在地震资料处理流程中，反褶积处理假设地震信号是平稳的，即地震子波的波形不随时间变化（或变化较小），这时用地震道自相关函数代替子波自相关函数才比较可靠；而地震成像也要求炮集与炮集之间、道与道之间的地震波能量一致，否则成像结果不保幅，因此必须对地震波进行吸收与衰减补偿。但是，对地震波吸收与衰减的补偿通常是针对自激自收单道记录的。事实上，地层对地震波的吸收与衰减是沿着波的传播路径发生的，因此，补偿应该与叠前深度偏移成像一样在反向波传播过程中进行。为此，提出了一种沿射线路径波动方程延拓的吸收与衰减补偿（Q值）方法。其基本原理是：用非递归波场延拓代替递归波场延拓，用等效Q值代替分层Q值，用平面波传播思想实现对叠前数据沿波传播路径的吸收与衰减（Q值）补偿。这种方法适合于局部水平层状介质假设的情况。数值试验表明该方法是有效的，补偿后子波波形的一致性得到了改善，衰减的振幅得到了恢复。     

分数阶拉普拉斯算子黏滞声波方程的最小二乘逆时偏移

衰减补偿型逆时偏移方法能沿波的传播路径对地震波所经历的振幅衰减和相位畸变进行补偿,可提高成像精度和分辨率,但该方法需模拟呈指数增长的地震波场,存在数值不稳定问题。为此,在最小二乘反演理论框架下,基于分数阶拉普拉斯算子黏滞声波方程,推导其对应的Born正演模拟算子和伴随方程,利用反演思路逐步补偿地震波的吸收衰减,解决了传统衰减补偿型逆时偏移方法的不稳定问题。该最小二乘逆时偏移方法采用新颖的常分数阶拉普拉斯算子黏滞声波方程描述地震波的衰减和频散,与实际广泛使用的常Q模型匹配精度高;在反演算法方面,使用限域拟牛顿（L-BFGS）方法计算反射率模型的更新量。Marmousi模型数据和实际数据的偏移算例证实,所提黏滞声波最小二乘逆时偏移方法能稳定地补偿介质的黏滞性,获得高分辨率的地下反射率模型。     

黏滞声学介质地震波吸收补偿叠前时间偏移方法

为了在叠前偏移中沿波场传播路径补偿黏滞性介质的吸收衰减效应,提高地震分辨率,首先导出黏滞声学介质条件下的波场频散关系,引入等效Q值实现频率域波场延拓,基于稳相原理求出波场延拓的渐近解,利用反褶积成像条件得到成像结果,并给出了偏移算法稳定性和数据高频折叠的处理方法,研制出工业化应用软件,完成多个三维工区的地震数据处理。另外,根据VSP资料,正演分析了松辽盆地的地层吸收对地震波场传播的衰减效应。与现有常规叠前时间偏移结果相比,黏滞声学介质吸收补偿地震叠前时间偏移在保护地震低频成分的前提下展宽频带15Hz左右,大幅提高了地震成像分辨率。     

基于L1范数正则化约束的叠前数据衰减补偿方法

由于地下介质的吸收作用，地震波在传播过程中经历了能量衰减、波形畸变及频带变窄的过程，严重降低了地震资料的分辨率。对于叠前地震数据而言，地层吸收衰减效应会随着传播路径发生变化，进而扭曲地震数据的AVA反射曲线特征。为此，提出一种针对叠前数据的衰减补偿方法。该方法考虑了射线路径对于衰减补偿的影响，首先在水平层状介质假设下推导出衰减介质中的叠前道集正演公式；然后将衰减补偿简化为一个反问题，并通过L₁范数进行正则化约束；最后采用交替方向乘子算法(ADMM)求取最优解，进而实现叠前数据的衰减补偿。数值测试结果表明，所提方法不仅能对振幅和相位进行补偿，而且还能恢复叠前道集的AVA反射特征。通过与叠后补偿、常规叠前反Q滤波方法对比分析，所提方法的精度更高、稳定性及抗噪能力更强。同时，Q值敏感度分析实验说明所提方法对Q值模型不敏感，仅借助低频Q值模型也能保持较高的补偿精度。实际资料处理结果也表明，该方法能够提高叠前道集的分辨率，有效还原数据的AVA反射特征，为高精度叠前地震反演奠定了基础。     

应用正演模拟分析近地表黏弹性对深层缝洞储层地震波衰减及成像的影响

近地表沙层的黏弹特性引起的地震波能量及频率的吸收衰减不容忽视。本文基于黏弹性介质波动方程正演模拟技术,研究了近地表不同Q值情况下地震波穿过黏弹介质后的地震波场特征,通过波场频谱特征分析了影响地震波能量及频率吸收衰减的因素,即Q值越小、激发子波的主频越高、传播距离越远的地震波能量及主频吸收衰减越严重。在此基础上建立起伏地表沙层缝洞型模型,研究近地表沙层对中深部储层反射波的衰减及对缝洞型储层成像的影响,对实际地震资料的振幅、频率的恢复补偿以及提高分辨率具有一定意义。     

基于Gabor变换的时频分析在气层识别中的应用

地震波在地层传播过程中能量发生衰减,且高频能量衰减强,低频能量衰减弱,尤其在含气储层中高频能量急剧衰减特征更为突出。借助于Gabor变换优良的时间域与频率域局部化特性,将基于Gabor变换的时频分析方法引入到地震波吸收衰减分析中,对南海莺歌海盆地某区块碎屑岩储层进行了油气预测,预测结果与实际钻井资料符合,证明了该方法的有效性和在油气预测中的应用前景。     

种改进的广义S变换

 在地震波传播过程中,各种频率成分都要经受地层的吸收衰减,高频较低频而言衰减速度更快,因而导致地震记录主频偏低。目前比较流行的时频分析方法,一般都是在低频段获得较高的频率分辨率,在高频段获得较高的时间分辨率。然而高频成分的变化对地层吸收衰减特性更为敏感,因此时频分析时高频成分应具有更高的频率分辨率。本文提出一种改进的广义S变换新方法,更能满足吸收衰减分析需要,并首次实现了无能量损失的广义S反变换。实际资料应用结果表明,此法能很好地补偿吸收衰减损失的地震波能量和频率,是一种具有较高保真度的时频分析方法。     

基于Wigne-Ville分布和短时傅立叶变换时频分布计算地震波衰减梯度

地震波在储集层中传播时,伴有能量的剧烈衰减,且频率越高能量衰减越快,因此,通过地震波高频端能量衰减梯度能够灵敏地检测地层中是否有烃类流体存在。短时傅里叶变换的时频分辨率不及Wigne-Ville分布,而Wigne-Ville分布虽有高的时频分辨率但存在交叉项的干扰。应用Wigne-Ville分布和短时傅里叶变换相结合的方法来计算地震信号的时频分布,然后利用高频成分能量分布与对应频率的拟线性关系估算出地震波能量衰减梯度。实际资料表明,基于短时傅立叶变换联合Wigner-Ville分布的能量衰减梯度在储集层预测中有较高的应用价值。     

基于频率衰减特性的面波压制方法

在地震资料常规处理过程中,通常在整个地震记录上进行高通滤波来消除低频面波,而很少考虑面波的频率衰减特性。这种方法的缺点在于压制面波的同时,地震记录上有效的低频信号也受到压制。为了克服常规压制面波方法的缺点,提出了一种新的衰减面波的处理方法：在地震记录上确定面波带,然后针对不同的炮检距选用不同的低切频在面波带里进行高通滤波。通过这样的处理,既可以保证面波的压制仅在面波带里进行,又可以较准确地确定不同炮检距的面波频率范围,从而有效地衰减了面波带里,的面波能量,较好地保存了地震记录上的有效低频反射波成分。     

地震数据采集系统中频谱均衡技术的应用及改进

地层的高频吸收衰减效应是导致地震勘探分辨率不高的主要原因之一，在高分辨率野外地震数据采集系统中，频谱均衡滤波器是所设置的重要部件，本文以频谱均衡滤波器的原理和地层吸收衰减特性为基础，用计算机模拟的方法研究地层吸收衰减使分辨率降低的程度和频谱均衡滤波器对分辨率的补偿效果，对目前仪器中采用的频谱均衡技术提出了改进意见。     

时频域球面发散和吸收补偿

根据地震波振幅衰减随不同的频率成分有不同的吸收衰减特点，本文基于小波变换理论，提出了时频域球面发散和吸收补偿的处理方法。首先介绍了振幅衰减的物理机制，将吸收因子分解为地表一致性吸收项和大地吸收项。