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。

基于宽频子波的检波组合目标函数优化方法

传统用于设计检波器组合参数的目标函数常以单频简谐波为研究对象,考察零点位置、压制带等局部信息,不符合地震子波的实际频率构成和空间连续性分布特点。以宽频带子波的组合能量响应为基础,利用干扰波与地震反射信号的主体连续分布在空间不同区域的性质,建立了具有统计意义的4种目标函数,4种函数在噪声压制和有效信号保护层面各有侧重点。通过理论分析、数值模拟和实际数据试算,比较了不同目标函数在噪声压制、反射信号损伤、信号频谱变化及AVO畸变方面的差异,分析认为,优先保护有效信号的目标函数能够降低组合低通滤波效应,尤其对远道的AVO畸变影响较小,更加具有优势。

塔里木盆地沙漠区超深层碳酸盐岩地震资料精细处理技术

塔里木盆地超深层海相碳酸盐岩油气资源丰富,但勘探面临诸多挑战:其地表为塔克拉玛干大沙漠,出露巨厚沙丘,静校正和吸收衰减严重;上覆火成岩,多次波发育,信噪分离困难;埋藏超深,大于6000 m,深层分辨率低;受二叠系火成岩影响,速度变化大,深度域精准建模难度大。通过十余年不懈攻关,逐步形成了沙漠区超深层碳酸盐岩地震资料精细处理技术,其中,微测井约束层析反演沙漠区近地表结构,可以有效解决时间一致性问题;多信息综合识别长程及短程层间多次波,能够针对性压制提供优质的预处理道集;采用波动方程近地表Q补偿,可以解决沙漠吸收衰减问题,提高深层分辨率且目的层主频能够提高5 Hz;VSP井控和火成岩小网格层析提高深度域建模精度,可以确保碳酸盐岩高精度成像。大沙漠区超深层碳酸盐岩地震资料高精度成像技术,可精准刻画出走滑断层和缝洞,有效支撑了塔里木盆地1×10^(9)t级富满油田的勘探发现。

塔里木盆地哈拉哈塘地区三维叠前深度偏移与储层定量雕刻

塔里木盆地哈拉哈塘奥陶系碳酸盐岩缝洞型储层十分发育,裂缝溶洞的展布主要受断裂、古水系控制,油层厚度小,水体活跃。缝洞储层具有大小规模不同、空间分布形态不规则、充填性质各异的缝洞组合特征。如何准确刻画碳酸盐岩缝洞储层空间位置、缝洞储层容积、油气水分布特征,已成为碳酸盐岩油藏勘探开发井位部署的主要难点之一。在高品质的高密度全方位采集的地震资料的保障下,提出了叠前深度偏移、正反演结合定量雕刻、叠前地震各向异性分析和叠前弹性参数反演预测方法。实际地震资料的应用表明,叠前深度偏移可以准确刻画缝洞体空间位置,叠前各向异性分析能有效预测裂缝发育强度及方位,结合井资料叠前弹性反演能有效预测缝洞储层空间形态和储层的含油气性。多种手段的应用,有效地解决了碳酸盐岩缝洞油藏研究的难题,为哈拉哈塘碳酸盐岩油藏的勘探开发井位部署提供了有力支持。

基于时空域交错网格有限差分法的应力速度声波方程数值模拟

目前应力速度声波方程数值模拟普遍采用时间二阶和空间2M阶交错网格差分法,相应的差分系数仅利用空间域频散关系和泰勒展开求解。但波动方程数值求解在时间和空间域同时进行,仅利用空间域频散关系计算差分系数,易产生数值频散,因而影响数值模拟精度。针对该问题,从差分离散波动方程和平面波理论出发,推导出了时间二阶、空间2M阶交错网格差分法的时空域频散关系,并进一步导出了基于时空域频散关系和泰勒展开的差分系数算法,该算法求解的差分系数随地震波的传播速度自适应变化。数值频散分析结果表明,新的差分系数算法能够有效减小数值频散进而提高模拟精度;稳定性分析结果表明,新的差分系数算法能够有效增强交错网格有限差分法的稳定性,使得该方法能采用更大的时间步长从而提高计算效率。层状介质模型和塔里木盆地典型复杂构造模型数值模拟实例进一步验证了基于新差分系数算法的交错网格有限差分法在提高模拟精度和计算效率方面的优越性。

f-x域Cadzow滤波随机噪声衰减及其局限性分析

基于信号在频率-空间域(f-x域)的线性可预测性,Cadzow滤波将地震数据变换到频率域,由每一个频率切片构建Hankel矩阵,进行SVD分解,重构地震信号。利用多组模型数据,对Cadzow滤波的去噪能力及局限性进行试验分析。试验表明,f-x域Cadzow滤波在处理线性同相轴时,表现出很好的去噪能力与保幅性能。但是,当地震记录中存在高能量突发噪声、弯曲同相轴和断层时,该方法可能产生去噪假象。

反射系数统计特征分析及其在高分辨率地震资料处理中的应用

常规的高分辨率地震资料处理方法假设反射系数序列服从高斯白噪的统计特征。从反射系数颜色和概率分布函数两方面对实际测井数据反射系数序列进行试验分析,得出实际反射系数的振幅谱趋于蓝色、概率密度趋于非高斯随机分布的基本认识。基于试验分析的结果,利用测井数据拟合描述反射系数颜色的两个关键参数,对实际地震数据进行有色补偿处理,不仅提高了地震数据的分辨率,也改善了地震数据与合成地震记录的一致性。

山区复杂构造低信噪比地震资料的修饰性处理

叠前去噪后,初叠剖面上还有随机、相干噪声,以及处理中产生的噪声,因此需要做叠后去噪,即修饰性处理。常用方法有相干加强,模式化加强,随机噪声衰减和去规则干扰,其原理是基于多道相干去噪。去噪具两重性,可提高信噪比,但会造成波形和构造形态失真。针对山区复杂构造低信噪比资料,提出了做好修饰性处理的思路和方法:①了解复杂构造顶部、翼部和地层变化的反射特征;②熟悉去噪方法的性能,及其参数对剖面特征的影响;③用压制干扰波来提高信噪比,有利于有效波的保真,采用f—x域滤波与f—k滤波相结合的方法,可降低对弯曲同相轴的影响程度;④解释与处理相结合,有利于压制规则干扰波和突出有效波。

受盐层影响的前陆褶皱-冲断带构造特征——以库车秋立塔克构造带为例

褶皱-冲断带和盐相关构造均十分发育的秋立塔克地区构造极其复杂,该地区新生界内部存在两套起滑脱层作用的膏盐层。受滑脱层位置变化影响,垂向上和平面上的构造变形特征均具有很大差别。地震剖面识别出的构造样式主要有盐焊接、断层滑脱褶皱、断层传播褶皱、断层转折褶皱、三角带及其混生构造样式和基底卷入型断层相关褶皱等。秋立塔克地区盐相关构造形成的主要动力是挤压应力,其形成过程主要经历了楔状地层、滑脱背斜、滑脱断层和对冲断裂形成4个阶段。

库车前陆褶皱—冲断带盐构造差异变形和分段性特征探讨

通过野外地质调查、GIS分析、三维可视化分析、盐相关构造变形样式的探讨、平衡剖面分析以及缩短量和缩短率的估算,表明库车前陆褶皱—冲断带盐构造具有明显的差异变形和分段性特征。差异变形主要表现为纵向上不同层次变形的差异性以及平面上构造变形的分带性与分段性。段与段的分界一般为走滑断层,在野外可见大量断层三角面、擦痕、阶步、错断的山脊和河谷等现象,地貌GIS分析可以揭示一些构造分段的细节特征,三维可视化反映了隐伏的残留盐枕的分段性。不同的段具有迥然不同的构造变形样式,平衡剖面分析可以估算出不同段落缩短量和缩短率的明显差异。盐构造差异变形和分段性的形成一方面受控于天山造山带的分段性活动过程,还和盐岩层本身的沉积学特征及盐体展布格局有关,同时还明显受到基底构造的控制,与基底古隆起、基底断裂及古构造断坡的发育密切相关。

南天山西端乌帕塔尔坎群发现石炭-二叠纪放射虫化石

南天山西端的乌帕塔尔坎群为一套灰色、深灰色细碎屑岩,夹火山岩、硅岩和碳酸盐岩,其中分布有一些超基性岩(块)。以往曾据灰岩夹层中的化石将其划归志留系中泥盆统或前泥盆系。我们对乌帕塔尔坎群中所采集的24块硅岩样品进行室内分离和鉴定,发现的放射虫化石主要有Albaillellasp. cfA. undulataDeflandre,Albaillellasp. cfA. paradoxaDeflandre,Albaillellacf. A. deflandreiGourmelon,Albaillellasp. cf. A. indensisWon,Albaillellasp. cf. Al baillellaexcelsaIshiga, KitoandImoto,Albaillellasp.和Latentifistulidaegen. et. sp. indet.。其中可划分出两个放射虫化石组合,一个是以Albaillellasp. cfA. undulataDeflandre,Albaillellasp.cfA. paradoxaDeflandre,Albaillellacf. A. deflandreiGourmelon和Albaillellasp. cf. A. indensisWon为代表的早石炭世早期的化石组合;另一个是以Albaillellasp. cf. AlbaillellaexcelsaIshi ga, KitoandImoto为代表的晚二叠世化石组合。说明乌帕塔尔坎群至少可能包含有志留系到二叠系不同时代的岩石,可能是蛇绿混杂岩。这是该群首次发现放射虫化石,特别是再次发现晚二叠世放射虫化石,进一步证实了南天山西段晚二叠世(残余)古洋盆存在的可能性。

库车坳陷古隆起与盐构造特征及控油气作用

依据钻井和地震资料,在库车坳陷识别出却勒、大北—吐北、克拉苏、依奇克里克和吐格尔明等古隆起以及盐枕、盐推覆、盐墙等盐构造。这些古隆起和盐构造主要分布于克拉苏—依奇克里克构造带和秋里塔格构造带,并都经历了复杂的形成演化过程,两者关系也非常密切。古隆起决定了盐构造的发育位置和形成过程,盐体一般在古隆起顶部发生聚集增厚,形成盐枕和盐墙构造,并在古隆起两翼盐体减薄处形成盐焊接和鱼尾构造等。古隆起和盐构造对库车地区的油气聚集分布起着重要的控制作用,古隆起的发育不仅有利于改善储层质量,其本身也是油气运移的优势指向区,巨厚膏盐层的存在也为油气聚集提供了极好的封盖作用。另外,古隆起和盐构造的叠加构造变形为油气聚集提供了丰富的构造圈闭和隐蔽圈闭,形成的断裂和不整合也构成了有效的油气输导体系。

库车前陆褶皱—冲断带基底断裂对盐构造形成的影响

地震剖面解释和构造物理模拟实验表明,库车前陆褶皱—冲断带前古近系基底构造对上覆盐构造的形成演化有重要的控制作用。位于冲断带前缘的秋里塔格构造带西段前古近系基底表现为古隆起形态,并发育有丰富的基底断裂和盐构造。基底断裂大多表现为逆断裂,其走向与地表山系基本一致,倾向主要为NNW和SSE,具有较明显的分段特征。古近系库姆格列木组膏盐层塑性流动变形形成的盐构造主要有盐枕、盐推覆、盐焊接和鱼尾构造等。前古近系基底断裂通过影响古近系库姆格列木组膏盐层的塑性流动方式和平面展布特征,进而控制盐层及上覆层的构造变形过程,最终导致在盐层和上覆层形成了大量形态各异的盐相关构造。

新疆库车盆地东秋里塔格构造带新生代的构造演化

东秋里塔格构造带位于库车前陆盆地的南缘,新生代经历了强烈的构造挤压和构造沉降。平衡剖面分析、生长地层识别和重点井沉降史的数值模拟表明:古新-始新世库姆格列木群沉积期间构造活动微弱并沉降缓慢。渐新世苏维依组沉积期间,构造活动开始加强,沉降速度加快,并形成了一些小断距的逆断层。中新世构造活动进一步加强,沉降加速,沉积了厚层的吉迪克组膏盐层;康村组沉积时期,构造挤压使得膏盐层发生塑性流动,形成盐枕,康村组发育生长地层。随后的上新世库车组沉积期间,研究区先发生快速沉降,然后,随着南天山急剧隆升,冲断作用迅速向南扩展。约在早更新世,库车褶皱冲断带前锋到达东秋里塔格构造带,并最终定型,使得该区发生强烈的构造变形,形成大量的逆冲断裂构造带,膏盐层表现出明显的塑性流动,形成盐推覆构造。

基于修正拟牛顿公式的全波形反演

波形反演是一种利用全波场信息,通过最小化预测波场和实际波场的残差来揭示地下岩性和构造信息的方法.本文首先简述了常规拟牛顿算法的原理,之后利用一种新的拟牛顿公式对Davidon-Fletcher-Powell(DFP)和Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno(BFGS)算法进行了修正,改进后的BFGS算法在近似Hessian矩阵逆矩阵时,不仅考虑了梯度和模型信息,还加入了目标函数本身的信息,而且对于每次迭代,基本没有增加计算量.数值试验表明,相对常规拟牛顿方法,修正BFGS算法在保证反演精度的同时,明显提高了反演效率.

天山南麓库车晚新生代褶皱-冲断带

库车褶皱冲断带位于天山南麓,由近东西走向的多条构造带组成。三叠系暗色泥岩、侏罗系煤层、古近系库姆格列木组膏盐层和新近系吉迪克组膏盐层构成库车褶皱冲断带的区域性主滑脱面。褶皱冲断带底面由北向南逐渐抬高。褶皱冲断带主体发育盖层滑脱-冲断构造（薄皮构造）,基底卷入型冲断构造（厚皮构造）见于北缘的根带。新生界膏盐层之上构造变形以滑脱褶皱为特色,之下以冲断构造为特色。库车褶皱冲断带是印度-亚洲碰撞远程效应下,（南）天山晚新生代造山过程的产物。褶皱冲断带构造变形的动力来源主要是造山楔向塔里木盆地推进所形成的挤压构造应力。褶皱冲断带构造变形的起始时间为约23Ma,构造变形具有阶段式加速的特点,已经识别出约23Ma、约10Ma、5～2Ma和1～0Ma共4个变形加速期。褶皱冲断带的演化过程为前展式,褶皱冲断带前锋向南推进的同时,后缘持续变形。

库车坳陷西部构造圈闭形成期与烃源岩生烃期匹配关系探讨

根据库车坳陷西部地质剖面分析其构造圈闭类型,利用平衡剖面和生长地层分析构造圈闭形成期次。选取大北1井和一口人工井,应用PRA公司的BasinMod1-D软件,对其进行烃源岩成熟度史模拟,分析烃源岩的主要生烃期。根据构造圈闭形成期与烃源岩主要生烃期的匹配关系,认为西秋里塔格构造带盐下古构造圈闭与拜城凹陷烃源岩生烃期匹配良好,形成的油气藏大部分在后期保存良好,盐上圈闭可能形成油藏,盐层内部圈闭可能形成油藏、气藏或油气藏,在较厚盐层之下的圈闭可能会形成气藏。克拉苏构造带古构造圈闭与克拉苏构造带烃源岩主要生烃期以及拜城凹陷的主要生油期匹配良好,可以形成良好的油气藏,但是库车组沉积末期—第四纪构造破坏严重,油气藏经受构造调整、破坏和再分配形成残余油气藏、次生油气藏,此时正处于侏罗系烃源岩生气期,可以在盐下形成大量气藏。

库车前陆褶皱—冲断带前缘盐构造分段差异变形特征

库车前陆褶皱-冲断带前缘秋里塔格构造带发育大量盐构造,其类型丰富多样。根据野外露头、钻井和地震资料识别出的盐构造样式主要有盐推覆、盐枕、盐墙、盐焊接、鱼尾构造、盐撤凹陷、突发构造、断层传播褶皱、断层转折褶皱和三角带构造等。秋里塔格构造带盐构造变形表现出明显的分段差异变形特征,其中西段却勒地区以古隆起(盐下)—盐枕(盐层)—逆冲推覆构造(盐上)为主;中段西秋地区以构造斜坡(盐下)—盐墙(盐层)—断层传播褶皱、向斜(盐上)为主;东段东秋地区则以断层转折褶皱(盐下)—盐推覆(盐层)—断层传播褶皱(盐上)为主。造成这种盐构造分段差异变形的主要控制因素包括基底断裂、含盐层系、构造转换带和变形空间等方面的差异性,其中基底构造和含盐层系的差异性起主导作用。

库车褶皱冲断带东秋里塔格位移转换构造及其演化——兼论侧断坡相关背斜构造圈闭的形成

库车褶皱冲断带东秋里塔格构造带发育与侧断坡有关的位移转换构造。东秋里塔格冲断层是一条北倾盲冲断层,其错移地层自西向东逐渐降低,从东秋5井以西的新近系膏盐岩转换至迪那201井的古近系膏盐岩再到迪那11井的侏罗系煤系,地震剖面上侧断坡形态清晰。侧断坡东、西断坪分别是新近系吉迪克组膏盐岩和侏罗系煤系,侧断坡发育在煤上-盐下构造地层组合中。通过DQ99-196、DQ00-226、DQ00-263等构造演化剖面恢复计算,东秋里塔格构造盐上地层位移梯度向西约为103.72m/km,而盐下东秋—迪那段的位移梯度为61.65m/km。在上述地震剖面上,盐上背斜和盐下隐伏背斜的轴线位置发生了相对变化,后者自东向西逐渐向南发生偏移;野外露头观察,盐上背斜的褶皱作用也随之向西增强。在走向上,东秋里塔格构造具有构造分段性,表明侧断坡的位移量变化具有突发性。西段为库车塔吾构造,东段为东秋-迪那构造。库车塔吾构造的盐下隐伏背斜是受东秋里塔格冲断层控制的断层相关褶皱,前、后断坪分别位于吉迪克组膏盐岩和侏罗系煤系,其隐伏的构造楔与南秋里塔格背冲断层组成库车塔吾三角带。东秋-迪那构造的隐伏背斜样式与库车塔吾段相似;但南翼缺乏背冲断层,不具备三角带形态。磷灰石裂变径迹测年表明,侧断坡的发育过程最早可以追索到康村期。东秋里塔格侧断坡相关背斜的形成与自北向南的盲冲断层和区域左行扭压复合作用有关。侧断坡相关背斜的主要构造特征是由侧断坡调节上、下滑脱层之间的应变差异,同时作为油气运移通道沟通气源岩和储层;其油气勘探意义是使得煤系烃源岩生成的天然气向上运移到侧断坡相关背斜构造圈闭如迪那2之中聚集成藏。

库车前陆盆地东秋里塔格区带盐相关构造特征

库车前陆盆地的东秋里塔格构造带新近系中广泛分布着厚层膏盐,典型地震剖面解释发现,盐上地层、盐层和盐下地层分别具有不同的构造样式和变形机理。分别进行的地质模型研究表明,盐上层构造地质模型主要有逆冲断层和断层传播褶皱、顶板反向逆冲断层、逆冲推覆体、盐上向斜等构造;盐层构造地质模型主要有盐枕构造、鱼尾构造、盐推覆构造等;盐下层构造地质模型主要有断层转折褶皱、背冲断块构造、Ⅰ型三角带构造、逆冲断块构造、逆冲断裂带等。盐上层、盐层和盐下层共同组成的构造样式有Ⅱ型三角带,具有明显的三位一体的构造特征。盐相关构造形成各种各样的盐相关构造圈闭,这些盐相关构造圈闭与阳霞凹陷烃源岩生气期相匹配,在盐下构造圈闭中形成大量的天然气藏。