多次波分阶模拟及最小二乘偏移成像

地震正演模拟是地震数据反演及成像中极其重要的部分。基于波动方程的有限差分法是目前应用最广泛的正演模拟方法,该方法虽然精度高,但不能模拟某一特定成分的波场,缺乏灵活性。基于频率空间域单程传播算符的波场模拟方法(波场分阶模拟算符)不同于有限差分法,该方法可以分别模拟一次波与多次波(包含表面多次波和层间多次波)。在常规地震处理中,多次波往往被视为干扰信息,但多次波中包含着丰富且重要的地下结构信息,利用好这些信息将极大地提高地下结构的成像质量。通过分析多次波在常规偏移成像中的影响,利用波场分阶模拟得到一阶表面多次波以及一次波,并进行表面多次波最小二乘偏移成像研究,提高一次波的成像效果,压制表面多次波成像中的串扰,提高地下结构的成像质量。

基于非平稳滤波算子的成像域最小二乘偏移

岩性油气藏储层的精确描述需要宽带波阻抗的成像结果。假设已经得到准确的背景阻抗,可以采用最小二乘叠前深度偏移(LS-PSDM)估计高保真、高分辨率的反射系数,进而采用合理的深度域反演方法,将背景阻抗和宽带反射系数融合成宽带波阻抗成像结果。LS-PSDM有数据域和成像域两种求解方法。数据域LS-PSDM由于其高昂的计算代价以及较慢的收敛速率,通常不能很好地应用于实际生产中;成像域LS-PSDM的关键是估计线性算子Hessian矩阵的逆,对常规成像结果去模糊,提高成像质量。由于Hessian矩阵规模庞大,无法直接进行计算及存储,研究了成像域最小二乘叠前深度偏移Hessian矩阵逆的近似估计方法:在总变差正则化约束下求解非平稳匹配滤波算子,近似Hessian矩阵的逆。将计算得到的非平稳滤波算子直接作用到常规成像结果上,即得到成像域LS-PSDM的反演结果。该方法极大程度降低了LS-PSDM的计算代价,并且计算稳定,适用于各类偏移算子。局部Sigsbee模型以及Marmousi模型的数值试验结果表明,求得的非平稳滤波算子能够较好地实现Hessian矩阵逆的功能,得到的成像域LS-PSDM结果相较于常规偏移成像结果具有更均衡的振幅,分辨率也有一定提高。根据该方法求解成像域LS-PSDM得到的高保真、高分辨率的反射系数为宽带波阻抗成像提供了重要的数据基础。

在第87届SEG年会上5项备受行业关注的前沿技术——FairfieldNodal公司的4000m水深环境的节点系统ZXPLR和ZLoF，Wireless Seismic公司的实时传输无线地震采集系统，康菲公司的非规则优化采样技术（NUOS）……

第87届勘探地球物理学家协会（SEG）年会暨展会收录论文1100多篇，有250多家展商参展，并展出了多项新技术及技术进展，其中最引人关注的是无线、节点采集系统，全波形反演与最小二乘偏移成像，压缩感知及机器学习技术的应用：Fairfield Nodal公司推出适用于4000m水深环境的节点系统ZXPLB和ZLoF，Wireless Seismic公司改进了实时数据传输无线地震采集系统，康菲公司开发了专有知识产权的非规则优化采样（NUOS）技术和压缩地震成像（CSI）技术，美国橡树岭国家实验室提出了一种基于机器学习的自动时窗拾取的全波形反演方法．机器学习技术方面以Geophysical Insight和帕拉代姆公司最为典型。