一种避开旅行时的地震反射波成像方法

结合南水北调地震波勘探的资料解释问题，讨论了一种避开旅行时的地震反射波成像方法及成像理论与观测系统。对比多次覆盖及数值模拟表明。

基于FCM聚类模型约束的二维初至旅行时反演

最小结构模型约束正则化二维地震初至旅行时反演中存在模型边界刻画不清的问题,尤其是地质体内射线分布稀疏的情况下,反演效果不理想。为此,引入模糊C均值(FCM)聚类模型约束函数,旨在提高反演结果对模型边界的成像精度。该约束项将先验信息作为参考聚类中心,在迭代过程通过反复修改聚类中心及每个网格单元对聚类中心的隶属度,实现对速度的自动分类。在此基础上,采用以模型灵敏度信息为依据的多重网格反演策略,以提高反演的稳定性及效果;应用简单模型讨论了FCM聚类模型约束权重、先验信息引导项权重等参数选取方案;对比无监督学习与先验信息监督学习的反演效果,后者改善了反演速度模型边界刻画模糊现象,有效提高了反演结果的分辨率;最后,通过实测数据反演,验证该方法在实际应用中的实用性和有效性。

基于旅行时修正的钻孔雷达层析成像改进

基于钻孔雷达的波幅采用速度层析成像时,大收发角度雷达波幅因其信噪比低,旅行时提取较困难等问题,钻孔雷达雷达波幅层析成像精度不高。通过计算证明电磁波能量是从发射天线中心点传播至末端,再由接收天线末端传播至其中心。依据此传播路径采用互相关函数对旅行时的提取进行优化,并得到相应的电磁波波速。利用优化后的旅行时与波速得到旅行时的修正值,并根据修正后的旅行时进行速度层析成像,将进行旅行时修正的层析成像图与未进行旅行时修正的层析成像图进行对比。研究结果表明:经过旅行时修正后得到的层析成像结果更加精确,证明对钻孔雷达层析成像的改进方法是可行的。

自适应走时校正的Marchenko地震成像

Marchenko地震成像通过求解Marchenko方程重构完整的单程格林函数来对地下反射界面成像,能压制常规成像方法中的层间多次波偏移假像,且该成像方法可以仅对指定的目标区域成像。速度模型的正确与否会影响成像点到地面的直达波估计,从而导致求解Marchenko方程得到的单程格林函数不精确,影响最终的Marchenko成像结果。针对该问题,本文基于等旅行时原则提出了自适应走时校正的Marchenko成像方法。该成像方法基于等时原则计算速度模型不准确引起的直达波旅行时时差偏移量,并根据该偏移量直接校正不正确的直达波,重构正确的格林函数,从而使得成像结果在一定程度上不受错误速度模型的影响,提高了在速度模型不准确情况下的Marchenko成像质量。通过合成数据测试实验,对比分析了常规Marchenko成像和改进的Marchenko成像的结果,验证了在速度模型不正确的情况下,自适应走时校正的Marchenko成像方法能在一定程度上将地震波场归位,得到相对正确的地质结构。

三维旅行时场B样条插值射线追踪方法

传统的三维射线追踪算法由于受到计算区域网格离散化的限制,会导致追踪结果的射线路径出现不应有的弯折和相邻射线合并现象,进而影响追踪精度。本文根据地震初至波路径垂直于波前面的原理,提出基于B样条插值的旅行时场梯度反向射线追踪方法。该方法通过三次B样条插值得到空间连续的旅行时场,并计算旅行时场梯度;然后从检波点开始,沿着旅行时场梯度的负方向进行追踪,即可得到从震源到检波点的最小旅行时路径。由于通过样条插值能获得连续的旅行时场,故追踪步长不受网格尺寸的限制,从而克服计算区域离散化所带来的问题。应用具体算例对该方法的效果进行了验证,结果表明,该方法在计算精度和效率上都有明显改善。应用于地震初至波层析成像的正演计算时,能够使收敛误差更小。

复杂介质地震初至波数值模拟

发展了一种地震初至波(firstbreak)数值模拟的旅行时插值波前追踪方法.将复杂变速介质剖分成匀速的矩形或多边形单元,在单元边界上设置一些对波前旅行时采样的节点.首先从震源开始计算波前到达所有节点的旅行时,然后从接收点开始反向确定震源与接收点之间的射线路径.其中,到达任意一点的波前旅行时和射线是通过对该点所在单元其它两两相邻的已算节点旅行时的插值和Fermat原理求极小而获得的.该算法对介质的复杂程度、单元形状和震源与接收点的位置没有限制,能模拟直达波、临界折射波和绕射波以及盲区射线等,具有较强的适应性和较高的精度.用该方法对一些典型近地表模型的初至波进行了数值计算,清晰地显示出这些模型的波前形态和射线路径.

内蒙古阿拉善高放废物地质处置预选场址近地表花岗岩体地震成像

在内蒙古阿拉善高放废物地质处置预选场址采用高分辨多次覆盖反射波法与初至波旅行时层析反演相结合的地震勘探技术,跨目标岩体完成了2条总长度约27km的地震探测剖面。获得的地震探测成果揭示了目标岩体的空间展布、南侧不整合边界、岩体内部结构,尤其是断裂构造的存在情况和产状特征,对岩体南侧中新生代盆地内部的断裂和不整合地层接触关系也有清晰的反映。

地震层析成像发展回顾

回顾了地震层析成像方法近 2 0年来的发展历程。指出 ,地震层析成像的发展主要遵循三条主线 :一是从利用透射数据到利用反射数据 ;二是从利用运动学信息到利用动力学信息 ;三是从利用射线理论到利用波动理论。此外 ,亦探讨了层析成像中存在的主要问题及解决途径 ,例举了层析成像在地震勘探中应用的效果 ,并指出了层析成像未来的发展方向。

Wavetracing层析成像方法及其在井间地震中的应用

层析成像技术被广泛应用于矿产勘查、油气开发及工程勘查和检测领域。基于运动学特征的走时层析成像方法计算效率较高,但精度较低。基于动力学特征的波动方程层析成像方法精度较高,但计算时间较长。Wavetracing层析成像方法在射线追踪方面简单、高效,能够提供与有限频率实际资料相一致的传播路径和旅行时。应用该方法对胜利油田垦71地区多对井间地震资料进行的层析成像速度反演取得了良好结果。

Wavetracing层析成像方法及其在井间地震中的应用

层析成像技术被广泛应用于矿产勘查、油气开发及工程勘查和检测领域。基于运动学特征的走时层析成像方法计算效率较高,但精度较低。基于动力学特征的波动方程层析成像方法精度较高,但计算时间较长。Wavetracing层析成像方法在射线追踪方面简单、高效,能够提供与有限频率实际资料相一致的传播路径和旅行时。应用该方法对胜利油田垦71地区多对井间地震资料进行的层析成像速度反演取得了良好结果。

基于快速行进法地震层析成像研究

地震层析成像是通过对观测到的地震波运动学特征(射线路径、走时)和动力学特征(振幅、相位、频率)的资料进行分析,反演得到地下地质体结构、速度分布等信息的一种地球物理方法。由于快速行进法具有无条件稳定、精度高、适应能力强等优点,所以被广泛应用于地震层析成像领域。本文将二维快速行进法应用于地震层析成像的研究中,完成了均匀介质情况下的入射波和反射波走时场及射线路径模拟,结果表明基于快速行进法在二维速度随深度线性变化及横向各向异性的模型正演中取得了理想的效果。

用层析成像法确定地震速度界限

根据旅行时数据用迭代方法可以确定地层速度变化的上界和下界.实际上,求得的是与数据一致的取值在一定范围内的模型,而不是在某种意义上“最佳拟合”的单一模型。本文所采用的算法是层析成像反演中常用的行运算法的一种改进形式,对于十万到百万量级的旅行时数据集,该算法只需要较小的内存,并已证明这是可行的.任何不等式约束,诸如速度总是正的,都可以加到公式中.数据误差分为局部误差(作为对每一个数据的严格约束)和整体误差(作为对总误差估算的一个约束),这种方法也可以用来导出使残差的l^(?)范数为最小的速度结构。 Grimsel 井间实验的数据可以用来将1521个旅行时残余值的0.02毫秒置信区间映射成地震速度的上下界.这些界限的宽度是地下界面位置的函数,具有0.1～0.9公里/秒较大的变化范围,界限的分布与奇异值分解(SVD)方法得到的参数精度相近,在旅行时资料层析成像反演时糜棱状低速带已充分成像。尽管对地震数据进行了各向异性校正,但是在井间弱约束区域出现的明显的正负交替速度扰动表明残留的各向异性影响仍然存在。

应用广角地震数据进行玄武岩下成像

使用长炮检距记录的数据能够提高玄武岩层及其下伏构造的成像精度。应用广角折射和反射的旅行时及振幅能够建立更好的速度模型。应用选择部分广角波场的叠前偏移方法，在玄武岩和玄武岩下成像过程中能够使用无低速多次波和广角地震资料的高近临界振幅。

罗家地区井间地震方法与效果

周建宇 ,何惺华 ,李安夏 ,梁周军 .罗家地区井间地震方法与效果 .石油地球物理勘探 ,2 0 0 1,36 (6 ) :74 5～ 75 3 井间地震是将震源与检波器都置入井中进行地震波观测的一种物探新方法。胜利油田与 To-moseis公司合作 ,在罗家地区进行了成功的井间地震试验。在取得高质量原始资料的基础上 ,进行了直达波旅行时反演处理与反射波成像处理 ,最终获得较高分辨率的井间速度层析剖面与反射波成像剖面。最高视频率达 5 0 0 Hz,可分辨的最小地层厚度为 3～ 5 m。成果剖面经综合解释 ,对井间储集层的横向分布与连通性、火成岩蚀变带、小断层、砂泥岩薄互层等复杂的地质现象有了清晰明确的认识。井间地震资料不仅可直接服务于油气田的开发 ,而且也可以标定三维地震资料。

井间地震技术在樊124井区的应用

井间地震技术是油气田勘探开发领域的一项新技术,它是将震源系统置入井中激发并在另一口或多口井中接收地震波,通过对记录的地震波走时、振幅和频率等信息的处理,并结合测井、地质和地面地震等资料进行解释,最终得到井间地下介质的结构特征和物性变化情况。为了掌握胜利油田樊124井区断层的存在和单个砂体连通情况,采集了3对井的高质量原始井间地震资料,并对其进行了直达波旅行时速度层析反演和反射波成像处理,获得高分辨率的井间速度层析剖面与反射波成像剖面。通过综合解释,对樊124井区的井间储集层的横向分布与连通性、小断层、砂泥岩薄互层等复杂精细的地质现象有了清晰明确的认识,为提高油气采收率(EOR)及优化油气田开发方案提供了依据。

基于互相关函数对钻孔雷达层析成像的改进

常用的旅行时提取方法在针对大收发角度数据进行提取时,因其低信噪比而显得较为艰难且不够准确。提出一种新的基于互相关函数的方法对旅行时提取方法进行改进。首先对数据进行归一化并按角度对数据分类;然后对相同收发角度数据与该角度信噪比最大的数据进行互相关处理并叠加,从而得到该收发角度数据的参考波形;最后根据参考波形的初至波到达时间对该角度数据进行互相关处理,得到每道数据的初至波旅行时。通过计算机模拟的结果和对RAMAC雷达采集的实际数据进行分析处理的结果,对该方法的准确性进行了论证,与常规旅行时提取法得出的层析成像图相对比,该方法得到的层析成像图更为精确、清晰,能为判断地下异常提供更为有力的帮助。

江37-江372井井间地震技术应用效果分析

井间地震技术是油气田勘探开发中一项新技术,是将震源系统和接收系统分别放入井中,在目的层进行地震波的激发和接收,通过记录波的旅行时、振幅和频率等参数,利用其资料高信噪比、高分辨率的特点,结合测井或地面地震资料进行解释,以了解井间地下构造特征和储层岩性变化。该文针对江37-江372井井间含油砂体不连通情况,应用井间地震技术,采集了江37-江372井的井间地震资料,进行了速度层析成像和反射波成像处理,反演出了波阻抗剖面、孔隙度剖面和渗透率剖面,通过分析解释,确定了井间地下构造特征和储层岩性变化,验证了井间地震技术解决井间储层细节描述方面的能力。

近地表层速度模型建立的波路径层析成像方法

在地震勘探中,近地表层剧烈变化的速度和厚度往往对偏移成像的质量产生重要影响。本文提出了1种回转波波路径层析成像和深度偏移相结合的浅层速度建模方法。该方法首先通过正演模拟和实际观测记录求得理论和实际初至波间的剩余时差,然后将其沿波动理论体系下的地震波波路径反投影,从而实现速度的迭代反演,最后利用基于反演速度结果的叠前深度偏移来确定近地表层的底界面。数值模型实验和实际资料处理都表明:该方法可为近地表层速度模型的建立提供1种有效的手段。

Omega系统叠前深度偏移技术在平方王地区的应用

叠前深度偏移是解决复杂构造成像问题的最有效手段。在分析叠前深度偏移的技术特点及实现过程的基础上 ,提出了以叠前精细处理、约束建模、剩余速度分析模型优化迭代及变孔径Kirchhoff偏移为核心的一套叠前深度偏移处理流程。利用Omega系统三维叠前深度偏移软件对平方王潜山实际资料的处理结果表明 ,潜山部位的成像效果有了明显的改进 ,归位准确 ,断点清楚 ,潜山顶面反射清晰可靠 ,与上覆地层的接触关系更加合理 ,潜山内幕的反射也有所加强。为本区下一步的勘探布署工作提供了有利的证据。

一种基于网格剖分的两点射线追踪方法

两点射线追踪是解决复杂地质结构下反射波射线正演的有效方法。在初至波层析射线追踪算法基础上,提出了一种两点射线追踪方法,利用层析网格对模型进行离散化,通过两阶段法射线追踪,分别对激发点和接收点按向前处理过程计算模型单元及节点的旅行时,两次时间相加作为最小旅行时,再在目的层界面邻域扫描最小旅行时子震源网格单元,用粒子群算法在该单元内扫描全局最小旅行时点,得到反射点位置与反射夹角,再利用向后处理过程运用旅行时线性插值算法,从反射点分别到激发点、接收点反向追踪射线路径,最后得到反射波两点射线路径。