TTI介质中的纯qP波衰减补偿最小二乘逆时偏移成像方法

为有效提高衰减各向异性介质中地震波成像剖面的质量,实现稳定的TTI介质中的衰减补偿成像,提出一种基于黏声TTI纯qP波方程的最小二乘逆时偏移方法。在最小二乘偏移框架的基础上,推导相应的Born正演方程、伴随算子和梯度敏感核。由于伴随算子是衰减的,可以避免衰减补偿引起的数值不稳定性。通过同时考虑各向异性和吸收衰减的影响,衰减补偿最小二乘逆时偏移可以提供高分辨率、更少假象和振幅均衡的偏移结果。最后,通过模型试验和实际数据的测试及分析,验证了新方法的可行性和适用性。结果表明,黏声TTI最小二乘逆时偏移成像在衰减区域可进行高质量成像,丰富成像剖面中的波数成分,拓宽成像剖面中的频带宽度,提高地下介质成像剖面的分辨率及成像精度。

卷积神经网络在AVA反演应用中影响因素研究

从基于卷积神经网络开展AVA(振幅随入射角变化)反演问题出发,建立网络训练所需的数据集,分析不同超参数调整对预测结果的影响,确定这些超参数的最佳设置值,并总结超参数调整规律。最后通过对比3种不同卷积神经网络模型的预测结果,寻找出适用于叠前参数反演问题的最佳网络。最终形成一套完备的基于叠前角度域道集数据应用卷积神经网络进行弹性参数预测工作流程。结果表明,基于本文构建的训练数据集,选取的卷积神经网络结构以及设置的超参数组合预测得到的弹性参数结果具有较高的精度。

基于染色算法的地震干涉成像技术

为了提高基于染色算法的逆时偏移计算效率,提出基于染色算法的地震干涉成像技术(CC-STRTM)。地震干涉技术作为一种炮记录的处理手段可以消去两个炮记录中相同的信号。该技术将观测系统从地表下移到人为选取的地下校准面,将研究区域缩小到校准面下侧。再分析干涉成像结果,选出染色区域。最后完成复数域的逆时偏移处理,输出虚部偏移结果。通过复杂模型对该方法进行测试,对比分析成像结果和计算效率。结果表明,该方法在提高成像精度的同时不降低计算效率。

基于衰减补偿的多分量自适应聚焦束偏移

将自适应聚焦束拓展到弹性介质中,基于弹性格林函数的构建,结合自适应聚焦束的优势,并考虑黏滞性对高斯束的影响,发展基于衰减补偿的多分量自适应聚焦束偏移方法。模型测试验证了本文方法的正确性和适应性。结果表明,新方法能够适应强横向速度变化,压制噪音对成像结果造成的影响,使成像剖面更加干净清晰。

黏弹介质时空域高斯波包偏移

基于Katchalov提出的矢量时空域高斯束表达式,构建弹性波介质中的矢量时空域格林函数;使用Kirchhoff-Helmholtz积分解得到检波点矢量波场,并利用散度、旋度算子在矢量波场中分离出纯纵波和纯横波分量;基于衰减补偿原理,对波场进行衰减补偿,最后使用震源归一化成像条件得到PP、PS成像结果。数值实验证明了所提方法的正确性和适应性。结果表明,所提方法相比于传统的高斯束方法,成像精度近似,计算效率方面有较大优势。

起伏地表无网格井中地震 Q 补偿逆时偏移成像方法

井中地震震源能量弱,地层吸收衰减效应的影响更强;复杂地表及复杂构造对井周精细成像影响巨大,需要发展针对性的井中地震起伏地表衰减补偿偏移成像方法。在径向基函数有限差分方法原理基础上,通过引入混合高斯立方基函数并设计起伏地表节点剖分策略,提出一种高精度的无网格径向基函数起伏地表黏声波数值模拟方法;将该方法应用至改进的基于Kelvin-Voigt模型的黏声波方程,实现高效稳定的井中地震起伏地表无网格Q补偿逆时偏移成像。结果表明,提出的井中地震Q补偿逆时偏移成像方法可以实现高精度的起伏地表井中地震衰减补偿成像,有效恢复剖面能量、校正相位畸变,均衡剖面中的能量分布,提高成像质量。

面向断溶体缝洞储层的智能化散射波地震成像方法

为促进断溶体缝洞型储层的高效勘探开发,在强反射背景下利用绕射波信号实现小尺度地质体的高精度成像,提出一种反射波和绕射波智能化分离及联合成像方法。根据反射波和绕射波在倾角域成像道集中的几何特征差异,首先搭建生成对抗神经网络(GANs),实现反射波和绕射波的运动学识别和分离;其次,根据波形振幅特征,利用自适应相减实现反射和绕射动力学分离;最后,将分离的道集进行叠加成像,获得能够反映连续阻抗界面的反射波成像结果和可以反映小尺度地质体的绕射波成像结果。结果表明,所提出的方法可以有效提高断溶体储层的成像精度,实现小尺度溶洞地质目标体高精度地震成像。

起伏地表QR径向基函数有限差分及其在弹性波逆时偏移中的应用

弹性波逆时偏移不受倾角和偏移孔径的限制,能够实现任意复杂构造的高精度多波成像,是目前最精确的多分量资料偏移成像方法之一.逆时偏移算法的核心是波场延拓,传统波场延拓以水平基准面为边界条件,基于固定采样步长进行规则网格剖分,采用阶梯近似法处理起伏地表和复杂构造界面时会产生台阶散射,严重影响起伏地表复杂构造的成像精度.基于无网格节点模型,定量分析了弹性波模拟中径向基函数有限差分法的频散关系和稳定性条件.基于此,提出一种基于QR径向基函数的高精度有限差分方法,并提出一种优化的起伏地表自适应节点剖分方法,推导了精确的无网格自由边界条件和弹性波无网格混合吸收边界条件,形成了新的基于无网格的起伏地表弹性波数值模拟方法.此外,本文将此无网格径向基函数有限差分方法应用于精确的纵横波场矢量分解公式,实现了起伏地表弹性波逆时偏移成像.通过对高斯山丘模型,起伏凹陷模型和起伏地表Marmousi-2模型进行数值试算,验证了本文方法的有效性和可行性.

井中地震三维高效黏声逆时偏移成像方法及应用

井中地震是井中激发地面接收的一种新型地震采集方法,与地面地震相比,具有采集成本低,作业效率高的优点.此外,井中地震资料信噪比高、频带宽、波场丰富,可实现井周小尺度构造精细成像.在油藏开发中,井中地震可实现油藏描述与监测.鉴于上述原因,近年来,井中地震受到业内越来越多的关注.然而,井中地震震源能量弱,地层吸收衰减效应的影响强于地面地震.因此,需要发展针对性的井中地震衰减补偿偏移成像方法.本文基于Kelvin-Voigt模型推导新的振幅衰减和相位频散解耦的黏声波动方程,通过改进激发振幅成像条件,实现高效的井中三维地震黏声逆时偏移成像方法.此外,本文采用时变低通滤波器压制高波数噪声,提升黏声逆时偏移方法的稳定性.数值算例及实际资料应用表明,本文提出的井中三维黏声逆时偏移成像方法计算效率高、稳定性好,实用化潜力大.

基于形态成分分析的压缩感知和局部相似性校正的面波压制方法

基于压缩感知稀疏反演框架,采用形态成分分析理论(MCA)对含面波的单点采集地震数据进行信噪分离。对于低信噪比的深层弱反射信号来说,面波的稀疏表征中会含有部分残余反射能量。进一步采用局部相似性去噪技术,用分离的面波和压制面波后的反射信息计算相似性因子,提取出稀疏表征面波中的反射波成分,再将与稀疏表征的反射信号加权叠加,获得最优的分离掉面波的结果。典型模型和实际数据测试验证了本文方法的有效性和适用性。结果表明,该处理流程既分离了面波,又提高了反射信号的保真度。

基于循环对抗神经网络的快速最小二乘逆时偏移成像方法

最小二乘逆时偏移成像方法因计算量巨大,限制了其大规模的工业应用。基于此,建立循环对抗神经网络表征Hessian矩阵的逆,构建逆时偏移结果和反射系数之间的映射关系。通过建立的神经网络对逆时偏移成像结果进行去模糊化处理,提高成像质量,同时大幅减少计算时间。将训练好的网络应用于Marmousi模型和Sigsbee2A模型的逆时偏移结果。结果表明,本文方法在不显著增加计算量的情况下较好地提高了逆时偏移成像质量。

一种多信息约束的初至波走时层析反演优化方法

初至波走时层析成像是准确获取复杂近地表表层速度结构的有效方法。对西部复杂山前带而言,近地表速度建模精度低,严重影响后续中深层速度建模和偏移成像质量。因此,研究一种高效、可适应复杂近地表条件的初至波走时层析算法非常重要。提出了一种基于Tikhonov正则化方法多信息约束的初至波走时层析反演的优化策略,通过多模板快速推进算法(MSFM)解程函方程计算网格单元走时,用迭代反演方法线性化计算非线性逆问题,避免大规模Frechet矩阵的求取和存储,提升了计算效率;根据微测井信息建立初始速度模型,利用视慢度等先验信息对层析反演目标函数进行约束,采用Tikhonov正则化来解决最小化数据差和模型平滑度的反问题,降低了目标方程的病态性,从而提高反演精度。起伏地表模型和西部实际资料应用结果表明,该方法通过对初至走时和走时偏移距曲线联合拟合有效适应复杂地表条件,解决了三维地震资料初至波走时层析成像出现的“高速异常体”问题,提高了反演的稳定性和计算精度。

应用阈值控制的弹性波高斯束偏移方法

高斯束偏移方法具有较高的计算效率与成像精度,以其灵活性和高效性被广泛应用。但当地震数据的信噪比较低时,采用常规弹性波高斯束方法易受噪声干扰,导致最终成像结果不理想。针对此问题,文中提出一种基于阈值控制的弹性波高斯束偏移的优化方法。通过设置阈值函数,并将其应用于Tau⁃p变换,得到基于阈值控制的倾斜叠加公式;然后利用互相关成像条件,得到基于阈值控制的弹性波高斯束偏移成像公式。模型试算的结果表明,采用基于阈值控制的弹性波偏移高斯束成像方法,可有效压制成像噪声,提高成像信噪比,显著改善偏移成像质量。

应用逆散射级数波场预测和2D卷积盲分离压制层间多次波

多次波压制是地震数据处理的重要环节。基于波动方程的预测相减法是压制层间多次波的常用方法,它包括层间多次波预测以及自适应相减两个步骤。文中提出了一种改进的层间多次波压制方法,通过引入阶跃函数、有限积分区间等假设条件简化逆散射级数公式,实现层间多次波的预测;然后引入2D卷积盲分离方法实现层间多次波的自适应匹配相减。理论模型试算及实际资料应用效果表明,该方法能在不依赖速度模型前提下高效实现层间多次波预测;采用的多道卷积盲分离自适应相减方法,比传统L2范数最小化自适应相减方法和单道卷积盲分离自适应相减方法,能在有效压制层间多次波的同时,更好地保护一次波。

一次波和层间多次波联合成像方法

地下强反射界面产生的层间多次波传播路径复杂,压制难度大而且成本高,一直以来都是困扰油气勘探的棘手难题。考虑到层间多次波也是来自地下界面的真实反射,同时逆时偏移可以实现多次波的正确归位,因此,从节省计算成本和提高成像精度的角度出发,开展了一次波和层间多次波联合成像方法研究。首先,通过分析联合成像过程,引入了基于上、下行波场分离的成像条件以提高成像精度;然后,重点针对联合成像过程中引入的串扰假象,分析了其产生机制,提出了基于缺失边界匹配补偿的解决策略,通过将震源正向延拓上边界与实际地震资料进行匹配求取匹配因子,并将其作用于缺失边界的正演数据,从而实现保真逆时延拓,有效避免串扰假象的产生;最后,应用数值试算验证了方法的可行性、有效性和适用性。

MCA框架下Shearlet和DCT字典组合地震数据重建

相比于单一变换,形态分量分析(MCA)是信号稀疏表示的一种更有效的手段。在MCA框架下,提出了一种Shearlet字典和DCT字典组合的地震数据重建方法。首先,基于MCA框架,分别选取DCT字典和Shearlet字典稀疏表示地震数据中的局部奇异分量与平滑线状分量;随后,通过加入指数阈值模型和指数阈值函数的块坐标松弛(BCR)算法重建各个分量;最后,合并各个分量得到重建结果。合成数据实验和真实数据实验均表明,该方法能够有效地重建缺失地震数据,且重建精度高于单一Shearlet字典、Curvelet+DCT字典组合和Shearlet+Curvelet字典组合。

VTI介质转换波动态聚焦束偏移成像方法研究

采用多分量地震数据进行处理,可以得到高质量的转换波成像结果,进而为流体识别和裂缝预测等提供有效支持.本文在前人研究的基础上,通过求解各向异性介质qPSV转换波运动学和动力学射线追踪方程,获得转换波中心射线走时、路径及动力学信息;同时,通过修改动态聚焦型传播算子,构建出各向异性介质动态聚焦束,提出了一种各向异性介质转换波动态聚焦束偏移成像方法.模型试算的结果表明,本文研究的方法,通过综合运用纵横波信息,能够对低速异常区等复杂各向异性介质地质构造有效成像;同常规的各向异性介质转换波高斯束成像方法相比,本文研究方法在保证浅层成像精度的前提下,能够提高深层能量聚焦性,有效增强深层振幅能量.

粒子群算法参数搜索的共反射面元叠加

共反射面元(CRS)叠加借助于菲涅耳带的理念,可以最大限度地提高信噪比。在CRS叠加中,叠加效果取决于波场运动学参数,因此对参数的搜索尤为重要,而一些局部优化算法效果受限于参数初值的选取。本文采用粒子群(PSO)算法实现对二维CRS参数的搜索,在不影响叠加效果的基础上,提高了参数搜索效率,大大缩短了计算时间。模型和实际数据处理结果验证了方法的有效性。

基于程函方程的VTI介质初至波走时层析反演

VTI介质初至波走时层析是反演各向异性参数的有效方法,其难点是初至波走时的计算和各向异性参数的联合反演。本文用垂直速度、动校正速度和非椭圆系数三个参数表征介质各向异性参数,使用基于Runge-Kutta算法的射线追踪,并根据相应的群慢度近似表达式推导了上述三个参数的敏感核函数表达式;利用最小二乘正交分解算法,分别用两种参数选择方法进行联合反演;数值模拟结果表明本文参数选择方法比传统Thomsen参数选择方法具有更高反演精度,从走时层析角度也证明了基于Runge-Kutta算法的射线追踪方法适用于VTI介质。

基于四阶互累积量的fast ICA微地震数据噪声压制方法研究

相较于常规地震资料,微地震资料中不同道之间有效信号通常存在时间差,使得采用快速独立分量分析(fast independent component analysis,fast ICA)算法分离微地震有效信号时受不同道之间有效信号时间差干扰,导致部分有效信号被当作噪声而分离。引入四阶互累积量算法消除时间差后,再将fast ICA算法应用于微地震资料进行有效信号与噪声的盲源分离,从而解决上述问题。首先分别介绍了四阶互累积量算法和fast ICA算法,并利用微地震仿真数据测试了四阶互累积量算法的时差估计准确性,再根据时差估计结果对有效信号进行时差偏移,最后对偏移后的微地震数据进行fast ICA盲源分离,从而达到去除噪声的同时保留有效信号并提高信噪比的目的。微地震仿真实验以及实际微地震资料的处理结果表明基于四阶互累积量的fast ICA微地震数据噪声压制方法具有良好的去噪效果。