用VSP数据中下行P-SV转换横波求取横波速度

探讨了用零偏移距三分量VSP数据中的下行P-SV转换横波,求取厚度相当于VSP采集点距的地层横波速度。从井下检波器方位校正得到横向垂直分量,对其二维谱中各类波的能量和特点进行分析,通过二维滤波得到信噪比较高的下行转换横波,选取振幅较强的同相轴提取波至时间,获取了横波速度及泊松比。结果表明,即使是零偏移距VSP数据,只要其上有明显可见的转换横波,也能以采集点距的量级计算横波层速度。

南黄海OBS数据转换横波分析及其地质意义

多分量地震勘探在减小地球物理反演问题多解性的同时提供了更丰富的地下信息,可以从量化的意义上真正实现岩性勘探.由于地壳结构的复杂性及转换横波的特殊性,南黄海地壳结构研究中基本未涉及横波.本文使用南黄海OBS数据,在不同剖面上对比分析纵横波走时、视速度以及质点运动轨迹,基于纵波理论模型对转换横波震相进行射线追踪和走时试算,识别并拟合了来自不同地层的转换横波震相.研究表明,北部坳陷中主要发生了PPS转换,转换界面为陆相沉积层底界面.千里岩隆起区除了发生转换界面为陆相沉积底界面的PPS转换还有转换界面为海底的PSS转换.断层活动引起岩石破碎,高波速比特征的断层边界为胶莱盆地在海上部分的边界圈定再添证据.千里岩地区高速地层成分含有花岗岩,其纵横波速比为1.67~1.68;推测北部坳陷中的海相沉积北-南地层不同,依次为碳酸盐岩及砂岩两类地层.

南沙地块海底地震仪转换横波震相识别最新进展

通过挖掘海底地震仪记录的转换横波信息,可以促进对地壳岩性、均质性的认识。以南海南沙地块OBS973-1剖面上18个台站的数据为实例,阐明了海底地震仪横波震相识别的方法。首先对三分量OBS(Ocean Bottom Seismometer)地震数据进行带通滤波、维纳滤波、极化滤波等去噪处理,然后利用能量扫描法求得极化角进行水平分量坐标旋转,求取最佳径向分量。数据处理结果表明,相对于OBS记录的磁罗盘方位角,能量扫描法求取的极化角更为准确可靠。最后通过OBS973-1地震剖面垂直分量与径向分量上的纵横波走时对比、质点运动轨迹、速度模型试算等手段,进一步确定了转换横波震相的类别。在南沙地块OBS探测中成功地在10个台站中识别出了PgSs、PnSc、Pms等震相,不仅可以为下一步横波速度结构模拟提供坚实的数据基础,而且可以为今后OBS转换横波在其他地区的有效应用与推广提供借鉴。

纵波-转换横波联合反演技术在页岩气藏勘探中的应用

近几年的页岩油气开发实践表明,页岩非均质性及水平井段的方位对页岩气单井产量、采收率及页岩气开采的经济性影响较大,而页岩非均质性主要受到天然微裂缝的影响。因此,开展页岩内天然微裂缝研究,寻找页岩储层"甜点"等是成功部署高产气井、提高页岩气开采经济效益的必然选择。基于美国阿巴拉契亚盆地Marcellus页岩区的3C/3D高分辨率地震资料,利用快/慢速转换横波(PSV-1/PSV-2)反射时间厚度差法,对Marcellus地层的天然微裂缝发育带进行了探测。应用纵-转换横波(PP-PS)联合反演技术,结合联合反演密度、纵横波速度比(vP/vS)等组合属性参数,对天然微裂缝的开闭性及张性天然微裂缝孔隙空间的含气性分别进行了识别和检测,并利用实钻井资料对地球物理方法预测的页岩储层"甜点"(含气张性微裂缝)进行验证,取得较好效果。实际应用表明,纵-横波联合反演技术对于张性天然微裂缝的识别及含气性检测具有突出优势,能有效降低钻探风险。

转换横波迭代法快速速度分析

对于常规转换横波速度分析，正常时差难以用直接方法求取，目前采用的前苏联的多项式展开一阶或二阶近似公式，在大炮检距与小炮检距两个极端情况下的计算误差大，但它具有计算速度快的优势，在前人研究的基础上，提出了一种速度快且能满足精度要求的迭代算法，以适应不同观测系统的要求。

转换横波阻抗的求取

随着我国陆上石油勘探程度的不断提高,单纯利用纵波信息已经很难再满足当前油气勘探的要求。笔者借鉴纵波阻抗的推导过程,对转换横波阻抗的公式进行了详细的推导,分析了转换横波阻抗公式中的关键参数,并通过转换横波阻抗以求取岩石密度,而由密度参数求取的含气饱和度可以指示储层的含气性。

西沙地块海底地震仪转换横波的数据处理与震相识别

主动源海底地震仪(OBS)转换横波震相的分析和模拟,能够从泊松比的角度更准确地约束地下结构和物质组成,有助于地壳精细结构和构造属性的研究.本文对南海北部陆缘西沙地块的OBS2013-3测线进行了转换横波数据处理和分析,通过能量扫描法求取极化角,并对OBS水平分量数据进行旋转,获取了径向分量数据.结合本测线的地质情况,求解佐布里兹(Zoeppritz)方程,得到了不同转换模式的能量分配关系,定量地指示了沉积基底和海底面为主导的P-S转换界面,Moho面为次一级转换界面.在OBS2013-3测线的各个台站径向分量地震剖面上识别出了一系列PPS和PSS型转换震相,最大偏移距达到130km,并进行了初步的正演模拟试算和验证.结合本测线实际情况,对OBS转换横波研究的基础问题进行了探讨.这些工作为后续的二维横波速度结构和泊松比结构模拟、物质组成和地壳属性分析打下了坚实的基础,为研究方法的进一步完善提供思路.

从纵波资料中提取转换横波反射系数的方法

本文提出从纵波资料中提取转换横波反射系数的方法，其理论基础为Zoeppritz方程和郑晓东AVO简化式。即利用郑氏简化式纵波和转换横波反射系数分别为偶奇函数的特点，首先对纵波反射系数沿入射角正弦方向求导，获得初步的转换横波反射系数；然后针对一次项和三次项进行“双系数校正”；最后，因郑氏简化式转换横波反射系数精度与Zoeppritz方程精度有差距，需做剩余误差补偿以获得拟转换横波反射系数，若已知速度比和转换横波子波，就可获得最终拟转换横波记录。从模型数据测试结果可知，利用该方法提取的拟转换横波反射系数与Zoeppritz精确解的拟合程度超过0．95，充分表明了该方法的有效性。

转换横波阻抗的求取及其应用

随着我国陆上石油勘探程度的不断提高,单纯的利用纵波信息已经很难再满足当前的油气勘探的要求。为此,本文以充分提取转换横波的岩性和油气信息为目的,对转换横波阻抗的求取进行了理论上的推导,并对该属性的一些应用进行了分析,研究结果表明转换横波阻抗在识别岩性和含气饱和度方面有其独到的优势。

AVO模拟和局部转换横波

当我们打算重现潜在油气臧的AVO响应时,在射线追踪模拟中时常忽略局部转换横波。常用的方式是在射线追踪模拟中仅用一次波,其中Zoeppritz方程描述反射振幅。然而,局部转换横波对地震响应时常具有重要影响。这一事实似乎要么未能广泛认识,要么就是其本质未被透彻理解。仅用一次波的Zoeppritz模拟很容易使人误入歧途。来自于岩层底部的转换波和一次反射之间的干涉随着岩层厚度的减小而增强。这种干涉时常使产生的地震记录与仅有一次波的Zoeppritz假设产生的记录有很大的不同。对于薄层一次波模拟,利用Zoeppritz方程的线性近似公式来描述反射系数得到的合成地震记录,要比用精确的Zoeppritz反射系数得到的更准确。最近,有文献讨论了薄互层组合的一个实例。由于仅有一次波假设不可靠,故用预测的振幅随炮检距变化对真正地层特征等作出的推断是错误的。有这么一个模型,仅有一次波模拟预测出振幅从近道到远道增加了二倍,而反射率模拟的振幅随炮检距增大而减小。 O’Doherty-Anstey效应认为,对于法向入射合成地震记录,如果不包括短周期混响,则一次反射波透射损失也不应包括在内。对叠前模拟,这一原则也成立。同样,如果不包含局部转换横波,那末Zoeppritz方程也不能用来做合成地震记录。

用转换横波对低阻抗差油藏成像

当砂岩和页岩之间的阻抗差很小时,做砂岩/页岩层序的图像就很困难,这是一个在第三纪碎屑岩盆地中常常遇到的共同问题.在这些盆地中砂岩和页岩的阻抗趋势表现为在浅层页岩的阻抗高于砂岩;而在深层砂岩的阻抗又高于页岩.这就意味着在某一深度阻抗趋势有一个转变,在接近转变深度的层位,用常规地震勘探很难作出砂岩图像.

AVO模拟和局部转换横波

在应用射线追踪模拟确定潜在油气储层的AVO响应时,局部转换横波通常被忽略。这在一次反射模拟中最为常见。然而,局部转换横波对地震响应具有一阶影响,似乎没有被广泛关注,其意义也未为我们所理解。 一次反射全佐普里兹模拟容易使人误解。随着岩层厚度减少,转换波和从岩层底反射的初次波之间的相互干扰就变得越来越重要,由此产生的地震记录,与一次反射全佐普里兹假设下,得到的记录完全不同。对仅模拟薄层一次波来讲,采用经济的线性近似佐普里兹方程计算的人工合成地震记录比用精确的佐普里兹反射系数计算的结果更为精确。 奥多赫茨-安斯蒂效应说明,一次反射传播损失不应包括在人工合成记录中,也不包含在短周期混响中。同样,若不考虑局部转换横波,则在构成人工合成地震记录时,不应采用全佐普里兹方程。

海底地震仪(OBS)主动源转换横波的应用

横波(S波)为偏振波,具有不同于纵波(P波)的特性,对于地震探测具有特殊的意义.在被动源地震探测中已得到广泛的应用,如接收函数、S波分裂等.在主动源(气枪)海底地震(OBS)探测中,震源在水中,S波为地层转换波,其应用还不多.本文在介绍转换S波的产生、模式、处理和识别的基础上,以实例为切入点简述其具体应用.这些应用主要是基于1D/2D转换S波,用于揭示海底岩石类型、推断地壳性质、共轭陆缘问题、判定地幔蛇纹石化、估算天然气水合物的饱和度和预测流体等.目前在南海已获得了大量的2D和3D的OBS转换S波数据,可将转换S波的研究逐步从2D发展到3D研究,同时结合其他地球物理资料进行共同分析.利用转换S波的研究,有利于揭示南海扩张停止后形成的海山下不同地层的岩性和判定上地幔低速的性质等.

激光激发横波作用垂直裂纹侧面后的模式转换

为了研究激光激发横波与材料表面垂直裂纹侧面作用所发生模式转换现象,采用有限元法模拟了激光水平激发、垂直侧面接收的声传播及模式转换,并进行了相应的实验验证。分析激光激发超声波传播至垂直侧面时,侧面接收点在不同深度接收位移信号的变化情况。结果表明,当侧面接收点处于临界角对应深度以内时,出现激光激发表面波在拐角次生源处产生的表面波信号;而当侧面接收点处于临界角以外时,在此信号之前出现了经由激光激发横波作用垂直裂纹侧面所产生的模式转换,并形成新的表面波;且对于固定的激发位置,随着接收点位置下移,两种信号之间的到达时差逐渐增大。该结果可促进激光超声对垂直裂纹的检测研究。

多波地震联合技术精细雕刻隐蔽河道砂体——以四川盆地西北部ZT地区沙溪庙组为例

四川盆地陆相致密砂岩气资源丰富,是目前天然气增储上产的重要领域,但侏罗系沙溪庙组沙一段河道砂体纵向多期叠置,横向同期交汇且河道砂体类型多样,隐蔽性强,形成了复杂多变的地震反射特征,准确刻画河道砂体难度极大。为了解决四川盆地西北部(以下简称川西北)ZT地区沙溪庙组一段(以下简称沙一段)多期河道砂体及储层刻画不清晰、精度低的问题,采用新采集的三维地震三分量转换横波(PS波)资料,结合PP波叠前数据和常规叠后地震资料,在正演模拟基础上,形成了多波地震联合雕刻河道砂体关键技术,并分析了河道砂体多波地震响应特征随砂体孔隙度的变化规律。研究结果表明:(1)砂体顶界PP波地震响应随孔隙度增大由强波峰转变为强波谷,而PS波地震响应不随物性变化发生极性反转,基于横波对岩性的刻画可有效识别多期隐蔽河道砂体;(2)相较反映横波阻抗变化率的叠前P-G属性,PS波振幅能量更聚焦,雕刻的河道砂体横向展布特征更清晰,边界更清楚;(3)叠前P-G属性具有更高的纵向分辨率,有利于区分叠置砂体,并落实砂体的发育期次。结论认为,多波地震技术联合充分发挥P-G的高分辨率优势确定纵向砂体发育期次,发挥PS波横向连续性优势刻画横向边界,实现了ZT地区沙一段河道砂体的完整精细雕刻,生产应用效果显著,并为该区井位部署和储量升级提供了有力技术支撑,为四川盆地陆相致密砂岩气规模效益开发奠定了坚实的基础,同时有力推进了多波地震勘探技术的发展。

南海中北部OBS2006-3地震剖面中横波的识别与应用

纵横波联合探测可以获得丰富的地下结构信息。纵横波速比和岩石泊松比在预测岩石圈的岩性、物性等介质属性方面有重要的作用。通过对比南海中北部OBS2006-3地震剖面垂直分量和径向分量上的纵横波走时、视速度以及质点运动轨迹,识别出了转换横波震相。本文以OBS8和OBS10台站的数据为例,说明了横波识别的方法,并在拟合好的P波速度模型基础上,利用RayInvr软件对转换横波震相进行了射线追踪,确认了PwSs3、PgSs3、PmS等几组转换震相,计算了这两个站位下的波速比和泊松比。根据OBS2006-3测线下地壳高速层的P波速度(VP=7.20—7.25km·s-1)、S波速度(VS=4.20—4.23km·s-1)、泊松比(0.24)等参数,初步推断下地壳高速层是由上地幔岩浆底侵作用形成。

南海东北部三分量海底地震仪记录中横波的识别和分析

纵横波联合应用可以得到更多的有关各岩石圈层的岩性、物性等深部结构信息,将有效降低地壳结构研究中地质解释的多解性.然而,由于海上探测的特殊性,转换横波的记录较少,再加上转换横波的复杂性,使得横波研究一直是南海深部地壳结构研究中的弱项.南海东北部OBS-2001测线,布设11个三分量海底地震仪(OBS)记录地震数据,经过极化处理、带通滤波等方法处理后,目前在9个OBS径向分量记录中识别出转换横波震相.基于OBS7数据详细阐述了横波识别这一重要基础环节,并运用简单理论模型试算和射线追踪,确定了OBS7记录剖面中来自地壳与Moho面的PwSc,PgSs,PnSc,PmS等几组转换横波震相,该研究结果不仅为横波速度结构及Poisson比物性剖面提供数据保证,而且为今后横波信息的有效利用提供经验与借鉴,对南海岩石圈结构的精细研究具有重要意义.

S1P/S2P波分离及SVP横波分裂校正

对于横波源地震勘探,从资料中提取裂缝信息并进行快、慢横波分离和横波分裂校正,对于方位各向异性横波地震数据成像具有十分重要的意义。横波源勘探数据中的SP转换波(横波转换的纵波)与纵波源勘探数据中的PS转换波(纵波转换的横波),二者之间的差异只是横波分裂发生在下行波或上行波传播过程中。因此,SP波横波分裂特征与PS波类似。本文将PS波的切向能量最小化方法应用到SP横波分裂分析,以求取地下裂缝方向。在三维九分量(3D9C)实际数据应用时,形成了在横波源SP波地震数据CCP(共转换点)道集抽取及动校正等预处理的基础上进行分方位叠加并求取CCP对应的裂缝方向,再进行快、慢转换纵(S1P、S2P)波分离的技术流程。同时,还提出了在快、慢波叠加剖面上拾取层位获取时差的策略,应用该时差进行横波分裂校正后,得到去除了横波分裂效应的转换纵(SVP)波,剖面成像质量得到了进一步的改善。合成数据及实际数据应用结果均表明,S1P和S2P波成像剖面较分离前有明显改善,横波分裂校正后SVP反射能量得到进一步增强,验证了本文方法在实际SP波地震数据进行快、慢波分离和横波分裂校正的可行性。

叠前Kirchhoff积分偏移法纵横波振幅比剖面的提取与应用

利用叠前Kirchhoff积分偏移,研究了一种有效的求取振幅比剖面的方法,分析了振幅比剖面随参数变化的规律,并探讨了振幅比剖面的地质解释.对准噶尔盆地实际地震资料的处理和解释证实了振幅比剖面识别地层界面和岩性的有效性,从而增加了一种有效的地震处理解释的辅助手段.