共成像点道集(CIG)叠加方法研究

在构造复杂区的地震数据处理中,叠加速度往往难以准确求取,本文在等效炮检距方法(EOM)基础上提出了共成像点道集(CIG)叠加方法。该方法无须预先知道任何速度信息,通过基于波阵面曲率的空间—时间域几何变换,将多个CMP道集变换成为单一的CIG共成像点道集。由于消除了界面倾角影响,其反射能量更聚焦,而且地震资料的信噪比得到提高。通过对准噶尔盆地天山地区正演构造模型和陆东地区实际二维地震资料的处理,取得了较好的效果。

偏移距域/角度域共成像点道集与偏移速度的关系

为了得到波动方程偏移距域共成像点道集(ODCIGs)和角度域共成像点道集(ADCIGs)与偏移速度的关系,在匀速单层水平反射情况下,对ODCIGs和ADCIGs随偏移速度的变化进行了定量的推导,得到偏移速度偏小时ODCIGs与半偏移距成双曲关系,反之成椭圆关系;结合深度聚焦分析,得到偏移速度偏大时,ADCIGs中视入射角大于真入射角,反之,小于真入射角;在速度偏小时,ADCIGs上剩余时差(RMO)与视入射角的正切值成椭圆关系,反之成双曲关系.在地震有效入射角度范围内,ADCIGs对于偏大的偏移速度更加敏感.在偏移速度分析(MVA)中,从稍大的速度开始分析会对速度分析更加有利.

地震波逆时偏移中不同域共成像点道集偏移噪声分析

地震波逆时成像方法通常输出2种共成像点道集:一种是共成像点偏移距道集,另一种是共成像点角度道集。开展了针对地震波逆时偏移的2种共成像点道集波场特征及其差异的数值实验。以倾斜界面模型和复杂的Marmousi模型为例,合成了2种共成像点道集,其中角度道集是在逆时延拓过程中采用波印廷矢量制作的。计算结果表明,在速度模型准确的情况下,2种共成像点道集均可拉平,其中偏移噪声在偏移距道集上的分布规律较差,不利于后续的精细处理,而在角度道集上的偏移噪声主要集中在90°附近的高角度区域,对小角度范围内的地震道进行叠加时,逆时成像剖面的信噪比和地层的刻画能力均可得到有效提高,同时低频噪声能量与界面的反射系数存在正相关性。

山前带地震数据共成像点道集层析速度反演建模方法研究

山前带深度域速度建模由于采集数据的信噪比低和道间时差大而困难重重。由于叠前深度偏移的同相叠加作用,基于初始模型得到的共成像点道集具有比CMP道集更高的信噪比,并且共成像点道集上残存的剩余时差可以用于通过层析反演的方式来全局更新速度模型,适用于山前带深度域模型的迭代更新。共成像点道集层析速度反演还非常适用于非水平地表下的速度估计。在前人研究的基础上,进行了共成像点道集层析速度反演方法研究,并且用三维SEG盐丘模型和某山前带实际数据进行了测试。结果表明,基于共成像点道集的层析速度反演建模方法能够提高复杂山前带地震数据成像处理中速度模型的精度。

通过压制共散射点道集映射噪声改善绕射波成像分辨率

碳酸盐岩缝洞型储层的地震反射表现为复杂的绕射波特征,因此提高绕射波成像精度对储层描述与刻画非常重要。基于等效偏移距叠前时间偏移方法,根据绕射波映射到共散射点(CSP)道集后的特征,利用信号倾角分解方法压制映射相干噪声,以减轻其对绕射波成像横向分辨率的影响。鉴于绕射波与映射相干噪声信息的有效分离是关键,提出了一种适应振幅空变的信号分解算法,理论试算验证了该方法的有效性。

角度域共成像点道集的提取与叠加成像

基于共成像点道集的速度分析是速度分析方法中常用的一种方法。共成像点道集有偏移距域共成像点道集、炮域共成像点道集和角度域共成像点道集等。在复杂地区,偏移距域共成像点道集和炮域共成像点道集存在运动学和动力学假象,而角度域共成像点道集则有效地克服了这个问题。首先分析了角度域共成像点道集的特性,讨论了如何较准确地提取角度域共成像点道集;然后分别利用单平方根算子和双平方根算子波动方程偏移方法提取了偏移距域共成像点道集;接下来应用插值法将偏移距域共成像点道集投影到角度域,生成角度域共成像点道集;最后进行了角度域叠加成像。模型试算结果表明:与常规波动方程偏移方法相比,角度域叠加成像能够改善局部成像质量。

叠前偏移共成像点道集的对比分析

本文首先对各种不同类型的共成像点道集进行了概述,然后从定义、主要用途、提取方法、剩余曲率关系以及共成像点道集与速度误差间的联系等方面进行具体的比较分析,给出了定量和定性结果 ,从而对各种共成像点道集的特征有了更深入的认识,可作为进行有效偏移速度分析时的参考依据.最后又基于模型分别提取了偏移距域共成像点道集(ODCIGs)、射线参数域共成像点道集(PhCIGs)和角度域共成像点道集(ADCIGs).通过模型试算,比较了几种道集的优缺点,对比指出ADCIGs是最适合做偏移速度分析及振幅分析的共成像点道集.通过分析比较有利于更全面具体的理解各种共成像点道集的性质,并为后续的工作打下一定基础.

基于共成像点道集评价的偏移速度建模

偏移速度建模的准确性直接影响叠前深度偏移成果的质量。本文以叠前深度偏移为基础,采用批量计算并结合计算机可视化交互方法做层速度分析。交互分析中能实时评判每个速度点的正确性,并根据剩余曲率准则进行动态调整。为了避免单点分析的不足和炮域多射线路径问题的不确定性,利用从交互分析得到的偏移速度进行真振幅叠前深度偏移,抽取共成像点道集,以此评价交互分析的质量,为波动方程叠前深度偏移提供合理、可靠的偏移速度模型。鉴于偏移速度分析的巨大计算量问题,采用多层次并行计算可达到较高效率,更具实用性。实际地震数据处理结果验证了本文偏移速度建模方法的可行性和有效性。

基于保幅延拓算子的共成像点道集敏感性分析

波动方程叠前深度偏移是解决复杂构造成像问题的有效手段。偏移速度分析和AVA/AVO分析都需要在共成像点道集完成,而共成像点道集对偏移速度的敏感性又直接决定了偏移速度分析的可行性,也影响到偏移速度迭代收敛的次数。利用双平方根保幅偏移算子,在波场延拓过程中抽取共成像点道集,保持了振幅的能量特征,有利于AVA/AVO分析。偏移距域和射线参数域共成像点道集对偏移速度较敏感,能够满足偏移速度分析的需要,两者联合应用有利于提高偏移速度分析的精度。

地震波逆时偏移海量数据共成像点道集提取模块的开发与应用

地震波逆时偏移结果通常具有海量数据的特点,为此开展针对海量数据的共成像点道集提取工作。根据地震波逆时偏移结果的数据格式,开发了ckygather模块,实现了地震波逆时偏移分偏移距/分方位角共成像点道集和"蜗牛"共成像点道集的高效提取,并详细分析了该模块的程序设计思路及其质控过程,在某地区实际三维海量地震波逆时偏移处理区块中进行了应用。结果表明,由该模块提取的共成像点道集准确可靠,计算效率较高,可为开展后续的共成像点道集优化处理工作(如精细切除等)奠定重要的数据基础。

基于角度域共成像点道集的3D VSP速度分析方法研究

获得高精度的3DVSP偏移速度场是3DVSP资料井周构造高精度成像的关键问题和难点之一。目前,基于角度域共成像点道集(Angle Domain Common Image Gathers,ADCIGs)的速度分析方法已经成为地面三维地震资料叠前深度偏移中速度模型建立的有效工具。借鉴地面地震资料基于ADCIGs的速度分析方法,开展了基于ADCIGs的3DVSP资料叠前深度偏移速度分析方法研究。首先给定一个初始速度场进行偏移,形成ADCIGs;接着通过剩余曲率计算获得估计速度与真实速度之比的速度谱函数;最后根据速度谱进行速度迭代更新和3DVSP资料偏移成像。模型数据和实际资料试算结果表明,该方法可以较好地改善3DVSP资料成像精度,提高3DVSP资料描述井周细微构造的能力。

基于角度域共成像点道集的层析速度反演方法研究

碳酸盐岩探区的复杂构造成像与速度反演是目前地震数据处理难点问题。碳酸盐岩构造复杂、目标层极深、断点发育,常规处理方法很难得到比较好的成像与速度反演结果。为此提出基于角度域共成像点道集(ADCIGs)、面向碳酸盐岩储层的层析速度分析方法,利用波动方程双平方根算子叠前深度偏移提取的角度域共成像点道集作为速度分析道集,能够更为准确地反映速度和深度的耦合关系,并且减少了假象等的干扰,使得速度分析结果精度更高。模型和实际结果表明,该方法能够较好地解决碳酸盐岩探区的速度反演问题。

基于多层次并行算法的共成像点道集抽取

研究地表区域勘探和开发,应依靠地震偏移成像算法。在地震勘探中,利用叠前深度偏移抽取的共成像点道集为修正偏移速度提供了一种工具,然而庞大的计算量严重影响生产速度。为提高数据处理速度,提出了多层次并行共成点道集抽取算法,在集群节点间利用MPI并行,每个节点内部采用OpenMP并行,从而充分发挥每个节点的运算性能。实验结果表明,基于多层次并行的共成像点道集抽取具有良好的并行加速比和并行效率,有效提高了偏移速度分析的计算效率,为地震资料处理提供了更优的并行策略,并为油气勘探提供有效参考依据。

基于高分辨率拉东谱的逆时偏移角度域共成像点道集提取

基于拉东谱的分析提出了一种获得高分辨率拉东谱的方法,在付出很小计算代价的同时使得原始拉东谱能量收敛到中心点处,大幅提高了谱分辨率。利用改进的高分辨率拉东谱获得地下反射界面各点法线方向概率分布,并基于该概率分布提出一种获得逆时偏移角度域共成像点道集的方法。该方法通过炮点入射波矢量方向p s和反射界面法线方向p n计算入射角度并按照概率分布进行能量投影,获得角度域共成像点道集,实现了对于有反射界面区域其能量按照入射角度正确投影,进行相干加强;对于无反射界面区域其能量随机分布,相互抵消。解决了传统的基于炮点入射波矢量方向p s、反射界面法线方向p n计算地震波入射角度时在无反射界面区域能量投影不准确带来的噪声问题。采用带有一个高速岩体的二维鲸模型进行数值实验,结果表明:本文方法有效提高了拉东谱的分辨率,利用地下反射界面法线方向概率分布生成的逆时偏移角度域共成像点道集,有效压制了道集中无反射界面区域的噪声,为后续AVO、AVA分析提供了有效工具。

基于Born近似的角度域共成像点道集

偏移距域共成像道集和炮域共成像道集在复杂地区存在运动学和动力学假象,Born近似傅里叶偏移方法基于小扰动假设引入参考慢度可以适应横向变速.利用频率波数域与空间频率域混合域偏移算子和波场的窗口傅里叶框架展开与重构,提出了局部角度域共成像点道集方法,改善了局部成像质量,有效地消除了假象,为偏移速度分析和振幅随入射角的关系分析提供了有效的支持.

基于角度域共成像点道集的微分相似优化法偏移速度分析

微分相似优化(Differential Semblance Optimization,DSO)法是一种可以有效避免非线性最小二乘反演过程中不聚焦问题的速度反演方法。基于DSO原理的波动方程偏移速度分析将成像道集的聚焦或者拉平程度作为速度判定的准则,其目标泛函具有良好的凸性,可以有效避免局部极值问题,目标泛函的梯度较为光滑,并且对地震数据中低频成分的要求较低,对速度模型中背景速度的估计较为准确。一般情况下,DSO方法利用偏移距域共成像点道集建立目标泛函,文中利用角度域共成像点道集建立目标泛函对速度的准确性进行判定。模型试算结果表明,通过角道集可以更加直观地对速度的准确性进行判定,并且准确反映速度与深度的对应关系。

复杂条件下共成像点道集分析与评价

叠前深度偏移速度分析需要借助于共成像点道集进行速度准确性的判断,并利用曲率更新/反演速度。本文比较介绍了几种常用的共成像点道集的提取过程、表现形式及共成像点道集的优缺点。角度域共成像点道集(ADCIGs)不会受到多路径的干扰,可以为复杂构造条件下碳酸盐岩储层速度分析与反演提供保幅成像道集。

弹性波逆时偏移的角度域共成像点道集提取方法

对于多分量地震勘探,由于介质中纵、横波的耦合作用,多波角道集存在能量串扰和低波数噪声干扰等问题。针对横波Poynting矢量构建过程中存在的应力串扰问题,基于解耦延拓方程及伪横波应力构建方法,对质点振动速度和应力进行解耦,实现了无能量串扰的纵波和横波Poynting矢量构建;在基于Poynting矢量提取PP波反射角和PS波反射角的基础上,提出了基于弹性逆时偏移的PP波和PS波角道集提取方法;针对PP波角度域共成像点道集存在的低波数噪声干扰问题,提出了角度域共成像点道集的角度衰减叠加策略,提高了偏移成像精度。应用模型数据验证了方法的正确性。

基于G-D波场分解的角度域共成像点道集提取及成像

通常的叠前深度偏移都是通过偏移距域共成像道集和炮域共成像道集来实现的,这里则通过对G-D波场局部平面波的分解,提出了局部角度域共成像点道集方法,从而改善了偏移成像速度及效果,为研究地下构造,岩性分析以及偏移速度分析提供新的途径。

共中心点道集偏移速度分析

偏移速度分析是叠前深度偏移的关键步骤之一 ,它的准确与否直接影响叠前深度偏移的质量。考虑到效果和计算效率 ,本文提出了一种利用射线追踪进行速度扫描的共中心点 (CMP)道集偏移速度分析方法 ,它适用于层状介质和连续介质 ,不受上覆地层的复杂性、横向变速、地层倾角和炮检距大小的影响。经模型试算 ,浅、中层速度误差小于 1%～ 1.5% ,深层小于 2 %～ 3% ,反射层深度总体误差小于 2 0m ,薄互层分辨率可达半个有效地震子波长度。