组合高精度速度建模技术在渤海工区潜山成像中的应用

速度分析是地震数据处理的最重要环节之一,准确的速度场为偏移成像提供了最基础的保障,高精度的速度模型是提高潜山成像质量的关键。基于叠前深度偏移方法的速度建模过程中要同时兼顾好项目运行周期、建模效率、建模精度等不同要求。因此针对不同构造区,采用合适的速度建模方法尤为重要。文章以渤海某工区为例,首先探讨了不同速度建模方法的优缺点,然后根据工区目的层状况选择优势互补的速度建模方法。即针对浅层以平层构造为主的目的层采用网格层析方法,针对中深层潜山构造采用非线性反演方法,针对潜山内幕及基底构造区采用速度扫描的立体层析方法。实际资料处理结果表明:组合高精度速度建模方法可以比较快速的得到高精度速度模型,速度反演结果与测井数据及地震剖面高度吻合,在大大缩短项目运行周期的同时,提高了潜山构造区成像精度,验证了组合高精度速度建模技术的可行性、实用性和有效性。

主动源全波形反演在内蒙古居延海坳陷多资源勘查中的应用

主动源全波形反演(Full Waveform Inversion,FWI)是一种基于波形匹配的高分辨率成像方法,近年来在近地表高分辨率成像中得到了较多的实际应用.然而,由于周期跳跃等因素导致的强非线性特征使得该方法对初始模型的准确性和地震数据的质量具有较高的依赖性.初始模型与地下实际结构较大的偏差、数据中的噪声及低频成分缺失等问题都会导致反演过程中陷入局部极小值,从而难以收敛到真实的速度结构.目前,FWI主要用于处理海上数据,在短偏移距陆地数据的应用中仍面临着较大挑战.内蒙古居延海坳陷拥有丰富的煤和油气资源,勘探开发潜力很大,但由于地质条件较为复杂,构造不清,迫切需要对地下进行高精度、高分辨率成像以进行细致研究.本研究利用该地区采集的可控震源地震勘探数据,采用多目标函数FWI获得了2 km以浅的高精度纵波速度结构.同时,通过波形对比验证了速度模型的准确性,并基于波形反演获得的速度模型进行Kirchhoff叠前深度偏移,获得了高分辨率的深度域反射剖面.成像结果揭示了研究区域的4套主要沉积地层,为后期对该区域的进一步研究提供了重要依据,并通过程序开源共享为国内大量主动源活动构造探测提供了一套可靠的高分辨率反演成像流程.

全波形反演在复杂地表三维地震资料处理中的应用——以HQ工区为例

由于HQ工区目的层埋深浅,受复杂地表影响存在较大范围的空炮段,故在三维地震资料处理中常规速度建模方法得到的速度模型精度低、成像效果差。通过总结分析全波形反演数据准备与常规数据处理的差别,将基于armousi模型的全波形反演技术于HQ工区三维地震资料处理中进行测试应用,并开展应用效果评价。应用结果表明,全波形反演技术可以准确还原复杂地表条件下地下介质的结构和性质,建立较高精度的地下速度模型,对应的叠前深度偏移成像效果具有明显提高。研究结果证实了全波形反演技术的优越性,对于全波形反演技术于复杂地表地区的应用具有一定的参考价值。

沙漠区地震数据高分辨率处理关键方法及其在尼日尔Agedem地区的应用

针对表层沙丘对地震反射波的高频能量吸收衰减严重会导致沙漠区地震资料存在分辨率低、能量弱、频带窄等问题,提出了一种结合微测井约束的近地表叠前Q补偿、叠前深度Q偏移及基于井约束的压缩感知叠后拓频等3种方法的地震资料处理方法,并将该方法在尼日尔Agedem地区进行了测试。研究结果表明:①经微测井约束的Q补偿法处理后,尼日尔Agedem地区地震资料信噪比和分辨率均更高,同相轴更光滑连续,有效信息能量增强,细小结构刻画得更为清晰;频带宽度从35 Hz拓宽至约70 Hz,主频从30 Hz提升至约45 Hz。②Q叠前深度偏移消除了地震波传播过程中由于介质非弹性因素和地层吸收所引起的衰减与频散,保证了成像精度。③基于井约束的压缩感知叠后拓频方法处理后的结果较无井约束拓频处理与井合成记录更为匹配,具有更好的保真性,进一步提升了弱信号能量,恢复了严重吸收衰减效应所造成的能量损失,尼日尔Agedem地区20~40 ms层位位置更准确,在无井约束处理后180 ms处出现的层位假象问题得到解决。④该联合方法在尼日尔Agedem地区的应用取得了较好的效果,处理后的地震资料断层结构清晰、断面波干脆、小断层错段明显容易识别;结合测井数据对DB1井进行井-震标定后,全井段相关系数大于0.92。

基于深度偏移角道集共聚焦分析的炮域炮检距矢量片优化叠加方法

复杂构造地区断块和高陡构造发育,相比于平缓地层,高陡构造区域地震照明有限,数据信噪比较低,全偏数据参与叠加对提高成像信噪比不利。由于区域构造特征的差异性,不同高陡构造带对应的反射具有明显的方向性,不同炮检距(即入射角)段的反射信号具有明显分带特征。据此,在炮域深度偏移角道集上进行炮检距矢量片(Shot Domain Offset Vector Tile,SVOT)划分,有效分离出不同倾向、不同倾角界面的深偏数据。采用共聚焦分析方法,分析各SOVT叠加剖面的信号聚焦特性;根据其成像清晰度属性,进行SOVT剖面加权优化叠加,突出有效信号,改善高陡界面的成像信噪比。理论模型与实际数据测试验证了该方法的有效性;同时,它可依托商业软件深度偏移模块运行,只需额外增加少量运算,适于工业化推广。

针对横向速度变化模型的不同地震成像方法对比研究

时间域偏移成像和深度域偏移成像是常用的地震成像手段,不同的成像方法对复杂模型适用性不同。为了研究不同成像方法对横向速度变化模型的成像能力优劣,首先建立包括横向速度缓慢变化的起伏层和横向速度剧烈变化的复杂模型,其次,利用有限差分方法进行声波正演模拟,然后分别采用Kirchhoff叠前时间直射线偏移、Kirchhoff叠前时间弯曲射线偏移、叠前共炮分步傅里叶深度偏移、叠前傅里叶有限差分深度偏移、叠前共炮集45°至90°有限差分偏移、叠前共炮相移加插值深度偏移方法完成对应的偏移成像处理。成像结果表明,前2种时间偏移成像方法对低倾角具有成像能力,但存在位移问题,角度越大,位移越严重;后4种深度偏移方法均能对倾角小于等于30°界面实现准确成像,当目标界面倾角等于45°时,除叠前共炮相移加插值深度偏移外,其他方法成像结果均出现同相轴保幅性差。综合考虑连续性和保幅性两方面因素,叠前共炮相移加插值深度偏移是本文成像能力最优的偏移方法。

三维构造地质建模技术在库车山前复杂区的应用

地表及地下的双重复杂性使库车山前构造圈闭落实难度很大。为了厘清构造模式和速度分布规律,从而提高地震资料叠前深度偏移的成像质量,进一步精确落实构造,提高库车山前复杂构造的研究水平,本文应用三维地质建模软件,创新性地实现了三项应用成果:(1)针对浅层建模,引入野外实测地质图成果和地表高程数据体验证和修正了浅层构造模型,建立了地表模型;(2)针对深层建模,在三维地震数据体可视化全三维层位和断裂解释的基础上,实现了逆掩构造地质模型的精细搭建;(3)利用微测井表层调查数据、VSP和声波测井资料,在地表到深层精细构造地质模型的约束下,通过数据驱动和多轮次的迭代更新建立了可靠合理的层速度场。研究成果大幅提高了库车山前复杂区地震资料的成像效果,对复杂区构造研究具有重要的推广应用价值。

埕北30潜山构造演化与油气富集规律研究

本文通过叠前深度偏移并结合探井资料、区域应力场的研究,指出埕北30潜山经历过印支期—燕山期北西向—燕山期北东东向局部应力场的转换及喜山期的区域拗陷,形成了古生界的反转结构,并导致潜山内幕逆断层及裂缝异常发育,古生界缺失严重;根据地层发育情况,分析了储、盖组合配置关系,指出该潜山存在多套储盖组合,由于裂缝极为发育,从而构成了良好的油气圈闭;根据构造幅度、地层岩性、断裂发育程度及盖层资料,指出本区中生界主要形成孔隙型风化壳油气藏,古生界主要形成以构造裂缝、溶蚀孔洞为主的块状油气藏;根据地化分析,认为埕北30潜山油气藏属于典型轻质凝析油气藏,桩东凹陷是其主要油气来源。

GeoEast处理系统在准南复杂高陡构造地区的应用

霍玛吐背斜带下组合构造圈闭的落实程度是该区勘探突破的关键。以往地震资料由于受到表层复杂地震地质条件影响,干扰波极为发育,静校正问题严重,制约着地震资料在时间域和深度域的准确成像。地震成果在构造的主体部位波场复杂、资料信噪比较低,断裂解释存在多解性,圈闭特征及高点位置难以准确落实。为此,针对南缘高陡构造地区复杂剧变的近地表结构特点,在野外调查点资料的约束下,结合GeoEast处理系统的折射波野外静校正与井控初至波剩余静校正技术,基本解决了山前剧变地区复杂的静校正问题,形成了相对成熟的在时间域提高复杂高陡地区资料信噪比的技术流程。面对复杂多样的各类干扰波,利用GeoEast处理系统的叠前四维去噪等特色技术中的叠前分频多域去噪模块,在时间域大幅度提高了叠前道集资料信噪比,并为在该区开展叠前深度偏移精细速度建模提供了高品质的基础资料,提高了深度域成像精度。

双复杂介质条件下频率空间域有限差分法保幅偏移

油气勘探的重点正转向复杂地表条件和复杂地质条件的区域.双复杂条件下的叠前深度偏移是解决复杂地表条件和复杂地质构造成像的有效手段.基于"逐步累加"的"直接下延"法是解决复杂地表成像的有效手段,能够较好地消除地形起伏的影响.波动方程频率空间域有限差分(xwfd)叠前深度偏移对介质速度横向变化有较强的适应性,适宜于复杂构造的偏移成像,同其他常规波动方程深度偏移一样,常规的xwfd偏移方法,主要也是针对相位进行波场延拓,没有对振幅做任何处理.我们基于保幅单程波方程,推导出了基于xwfd的保幅波场延拓算子,针对xwfd求解时引入误差的影响,我们在xwfd保幅波场延拓过程中加入了误差补偿,实现了带误差补偿的xwfd保幅偏移.基于带误差补偿的xwfd保幅算子,应用适合起伏地表的直接下延法,对双复杂介质模型和实际资料进行了试算,改善了双复杂介质的成像效果.其中,误差补偿可以在若干个外推步长上进行,所以相对于保幅傅里叶有限差分(ffd)法偏移来说,该方法在改善成像质量的同时,也具有较高的运算效率.

微机群并行实现Marmousi模型叠前深度偏移

波动方程叠前深度偏移等地震资料处理需要相当大规模的计算资源条件．巨型并行机因其计算能力强而备受工业界的青睐，但其价格的昂贵也限制了使用范围．近年来国际上出现的微机群是一种大规模并行计算的廉价实现方案，本文即是讨论利用微机群来实现Ｍａｒｍｏｕｓｉ模型叠前深度偏移所涉及的数值实现．为比较起见，我们选择国际上大规模分布式并行计算机代表－ＩＢＭＳＰ－２以进行计算性能的比较．

面积深度法在库车坳陷北部盐下构造变形研究中的应用

塔里木盆地库车坳陷北部油气资源丰富,但由于受研究区地表和地下构造双重复杂特征及巨厚膏盐层的影响,其深层地震资料的成像质量与精度不理想,准确研究盐下构造形态存在较大难度。为此,基于前人的研究成果,根据最新的三维叠前深度偏移地震剖面,建立了克拉苏构造带盐下构造层的初始构造模型,并运用面积深度法分析了盐下构造层的变形特征和变形机制。结果表明：①盐下层构造的分布以克拉苏断裂为界线,断裂以北主要发育基底卷入的高角度逆冲构造,而断裂以南则主要发育滑脱构造;②克拉苏断裂以南区域滑脱面的位置介于8.01-10.23km深度,推测该滑脱层为三叠系与下伏基底之间的不整合面;③博孜区域的滑脱距离为7.49km,大北区域的滑脱距离为14.35km,克深5区域的滑脱距离为12.46km,克深1-2区域的滑脱距离则为16.32km,该区盐下构造层的滑脱距离呈现出自西向东逐渐增加的趋势,表明从西向东构造变形越来越强烈。

频率-空间域有限差分法叠前深度偏移

为了处理横向强变速介质中的深度成像问题 ,本文提出一种基于共炮道集的优化系数的傍轴近似方程叠前深度偏移算子 ,并在基于反射系数估算的成像条件下 ,可实现叠前深度偏移成像 .该算子具有方程阶数低且能对陡倾角成像的特征 ,并采用有限差分法波场延拓 ,能适应速度场的任意变化 .当在频率 -空间域进行计算时 ,相对于纯粹的时间 -空间域有限差分算法有计算效率高、成像方便的优点 .脉冲响应测试和对Marmousi模型进行的叠前深度偏移结果表明 。

速度建模的影响因素与技术对策

叠前深度偏移速度建模是一种基于模型的迭代修正过程。影响速度模型精度的因素,除了速度反演算法之外,还包括复杂近地表条件下的静校正处理和观测系统的不规则性。从地震资料处理解释一体化的研究思路出发,针对不同的地震地质条件,提出了建立精确速度模型的对策。在地震勘探程度较高的地区,首先采用测井约束法建立初始宏观层速度模型,然后利用多域双重迭代法进行优化更新,以达到满足叠前成像精度要求的目的。另外,针对我国西部山地冲断带地区速度建模存在的问题,提出了速度建模的思路和对策,并对该项技术的发展趋势进行了展望。

稳定的Born近似叠前深度偏移方法

本文针对 Huang L J等 (1999)在“扩展的局部 Born Fourier偏移方法”一文中提出的散射波场计算公式对于强横向变速介质的不稳定性 ,提出了一种新的 Born近似散射场计算公式 ,并把该公式应用于波场递归外推过程中 ,进而得到一种稳定的 Born近似叠前深度偏移方法。与 Split- StepFourier方法和 Phase- Screen方法相比 ,本方法对 Marmousi模型炮集数据的偏移处理取得了良好的结果。本文提出的 Born近似散射场计算公式可扩大 Born近似的应用范围 ,对散射波场的计算有一定的理论意义和应用价值。

松辽盆地北部深层火山岩地质条件下三维叠前深度偏移速度模型建立

松辽盆地北部徐家围子断陷深层地质条件复杂,虽然常规叠后时间偏移处理的成果,能够识别区域构造与火山岩的复合发育区基本轮廓,但陡倾角地层的反射成像不清晰,火山岩地层边界模糊,其原因在于断陷地层的速度结构复杂,常规叠后时间偏移不能使反射波正确归位,只有三维叠前深度偏移技术才能提高成像精度。分析了兴城地区的地质条件,指出本区准确建立偏移速度模型难点是深层火山岩结构,并给出了基于叠前深度偏移迭代的速度建模对策。结果表明这种速度建模方式行之有效。

各向异性克希霍夫叠前深度偏移

随着地震勘探精度的提高,各向异性对于常规克希霍夫叠前深度偏移效果的影响已不容忽视。研究了利用P波非双曲旅行时求取各向异性参数的方法,当道集的排列长度远大于勘探目的层深度时,P波走时资料包含的信息可以用来确定VTI介质的各向异性参数。利用VTI介质的CMP道集,研究了二步法提取η参数的方法,即先利用短排列地震数据求取均方根动校正速度,再利用长排列数据和水平速度扫描法得到水平速度,通过转换得到各向异性η参数;采用基于声学近似的VTI介质程函方程,通过各向异性射线追踪计算旅行时。模型及实际资料处理结果表明,利用上述方法提取各向异性参数,进行VTI介质各向异性克希霍夫叠前深度偏移,使成像精度和质量得到了明显提高。

VSP数据波动方程叠前深度偏移成像及立体地震成像

,徐蔚亚 ,王建民 ,马在田 .VSP数据波动方程叠前深度偏移成像及立体地震成像 .石油地球物理勘探 ,2 0 0 1,36 (5 ) :5 17～ 5 2 5 本文从三维声波方程出发 ,通过引入参考速度 ,推导出折射项和绕射项方程 ,并对绕射项进行优化展开 ,得到适应任意变速情况下的 VSP数据波动方程叠前深度偏移方程及其差分格式 ;讨论了有限差分法的误差补偿、波场成像条件 ;基于波场传播的线性叠加原理 ,在一定成像条件下 ,提出了把地面地震记录、VSP记录及井间地震记录偏移到同一成像空间的完整的地震成像方法——立体地震成像。立体地震成像的实质是 :地面地震数据、VSP数据及井中反射地震数据的成像过程可以统一成一个波动方程叠前深度偏移过程 ,同时 ,每种数据的成像结果也可以单独输出。模型试算结果表明 ,在立体地震成像过程中 ,每一种观测方式对目标地质体的照明范围不同 ,它们对目标地质体的成像互为补充与加强 。

基于起伏地表的混合法叠前深度偏移

王成祥 ,赵波 ,张关泉 .基于起伏地表的混合法叠前深度偏移 .石油地球物理勘探 ,2 0 0 2 ,37(3) :2 19～ 2 2 3对于起伏地表条件下的叠前深度偏移 ,克希霍夫积分法可以灵活地处理起伏的地表条件 ,但是对于复杂构造成像的精度较低 ;而波动方程混合法偏移对复杂构造的成像精度很高 ,但是不易处理起伏的地表条件。本文实现了起伏地表条件下的波动方程混合法叠前深度偏移 ,从而达到既能使复杂构造精确成像 ,又能处理任意起伏地表的目的。从起伏地表开始的叠前深度偏移 ,将地表的高程校正隐含在了偏移本身的过程中 ,且比常规的高程校正更精确 ,因为常规的高程校正仅仅是垂向的静态时移 ,忽略了水平分量 ,而偏移过程中的高程校正则是按照波的实际传播路径来校正的。

油气勘探地震资料处理GPU/CPU协同并行计算

随着图形处理器(Graphic Processing Unit:GPU)在通用计算领域的日趋成熟,使GPU/CPU协同并行计算应用到油气勘探地震资料处理中,对诸多大规模计算的关键性环节有重大提升.本文阐明协同并行计算机的思路、架构及编程环境,着重分析其计算效率得以大幅度提升的关健所在.文中以地震资料处理中的叠前时间偏移和Gazdag深度偏移为切入点,展示样机测试结果的图像显示.显而易见,生产实践中,时常面临对诸多算法进行算法精度和计算速度之间的折中选择.本文阐明GPU/CPU样机协同计算具有高并行度,进而可在算法精度与计算速度的优化配置协调上获得广阔空间.笔者认为,本文的台式协同并行机研制思路及架构,或可作为地球物理配置高性能计算机全新选择的一项依据.