OBN地震数据成像处理基本逻辑与关键方法技术

海洋油气勘探逐渐进入深水深层勘探领域,地下地质构造复杂(横向变速剧烈)、目标油藏复杂(由以构造油气藏为主转向构造与地层岩性油气藏并重),同时还可能伴随海底地形及附近岩性的复杂变化,所有因素促使海洋油气地震勘探技术不断变革。提高海洋油气勘探效益的首要问题是发展尽可能满足高精度地震波成像需求的地震数据采集技术及对应的高精度地震波成像技术。当前,无论海上和陆上油气地震勘探,“两宽一高”地震数据采集技术和全波形反演(FWI)/最小二乘逆时偏移(LS_RTM)为代表的地震波成像技术是标志性的领先技术。海上油气地震勘探中,海底节点(OBN)地震数据采集是目前业界公认的、最有可能真正实现“两宽一高”地震数据采集的技术。与拖缆数据采集相比,OBN数据采集具有宽方位照明、数据信噪比高、无检端鬼波、存在实测的(至少一阶自由表面相关)下行波场、四分量观测等优点。尤其是宽方位照明和存在至少一阶自由表面下行波场的特点,使得OBN数据具备了对中深层复杂构造和近海底介质进行高精度成像的能力。着重讨论了高精度地震波成像对地震数据采集的要求,指出OBN数据采集在海洋油气勘探中的必要性;分析了OBN数据采集的地震波场的特点,据此提出OBN数据地震波成像处理的基本逻辑及相应的关键技术;认为海洋油气勘探中地震波成像处理的特殊问题主要由特征反射层引起,海水面、海底面和地下介质中若干强反射层构成了这些特征反射层,提出了模型驱动波动理论特征反射层相关多次波预测与压制的技术路线,并对比了几种代表性的多次波预测的基础理论;指出对应当前的线性化偏移成像算子叠前数据域与叠前成像域是等价的,据此以成像道集后处理为中心,给出期望成像道集的定义,将弱旁瓣、定量的反射系数作为保真高分辨地震波成像的目标,在两个域中尽可能完美实现地下同一反(绕/散)射点、不同炮检距反(绕/散)射子波的同相位叠加,尽可能好地实现保真高分辨带限反射系数的成像;提出最好把带限反射系数成像推进到宽带波阻抗成像的技术路线;结合OBN数据的特点,给出了OBN数据地震波成像处理的基本技术流程,指出各环节的关键方法技术。最后,针对OBN数据四分量观测的特点,指出是实际观测的多波地震波场中的波现象(主要是P_SV波)与地震波传播及模拟理论不匹配导致了当前多波成像结果达不到预期,建议重点研究实际观测的多波地震波场中的波现象与地震波传播及模拟理论不匹配的物理根源,而不是发展更高端的矢量波成像算法。期望本文的思想观点对OBN地震勘探在海洋油气勘探中的进一步应用产生积极的促进作用。

东海OBN和三维DAS-VSP数据的联合采集与处理方法研究

近年来,光纤传感技术已经应用于地面地震数据、海洋地震数据、井中地震数据和井地联合地震数据的采集,推动了光纤传感技术在地球物理特别是地震数据采集中的应用。井地或井海联合地震勘探是陆地或海洋三维地震与三维DAS-VSP勘探相结合形成的三维立体地震勘探方法,利用井海联采的三维DAS-VSP数据,可以获得地下井周围准确的时深关系、地层速度、反褶积算子、球面扩散补偿因子、吸收衰减因子、各向异性参数和井筒周围的高分辨率构造成像,这些参数可以基于井驱处理提高陆地或海洋三维地震数据的处理质量。在中国东海某OBN数据勘探中首次开展了井下套管内铠装光缆同步采集的三维DAS-VSP数据的处理方法研究以及成像处理。首先,采用常规的三维VSP数据成像处理技术对三维DAS-VSP数据进行常规处理,具体处理流程包括:观测系统定义、预处理、初至拾取、静校正、振幅补偿、反褶积、波场分离、速度分析与建模和利用上行反射波进行井周围地层的构造成像;然后,再根据海上三维DAS-VSP数据下行多次波的特点,研发了海上三维DAS-VSP数据的下行多次波成像技术,扩展了三维DAS-VSP数据成像范围,提高了三维DAS-VSP数据成像的整体质量。与本工区早期的三维OBC数据成像结果相比,本次三维DAS-VSP数据的下行多次波成像结果表明,井周围三维构造成像质量得到了显著改进,大幅度扩展了成像范围;新采集的OBN数据和三维DAS-VSP数据的成像结果展示了更为详细和较高分辨率的构造成像,基于新的成像资料,对储层顶部和储层内流体的识别与追踪变得更加容易和清晰。井海联采技术生产效率高且成本低,既能快速获得三维DAS-VSP数据及成像,还能对三维海洋地震数据进行井驱提高分辨率处理。此外,三维OBN或OBC数据和三维DAS-VSP数据还能够进行融合处理,实现井地或井海同步采集数据的联合偏移成像,可以大幅度提高三维海洋地震数据的成像品质,值得在有条件的地方推广应用。

典型水深与海底介质条件下的OBC/OBN多分量地震数据波型特征

海底电缆或海底节点(OBC/OBN)多分量地震是开展海上复杂油气藏勘探的重要手段之一。由于地震波与自由表面及海底界面的互相作用,海底多分量地震记录中波型成分十分复杂。调查其中各类信号与噪声的形成机制及其影响,可为后续数据处理与解释提供关键依据。针对海底多分量地震观测条件下潜在的波场信号,按照不同水深与典型海底沉积物性质构建代表性的弹性参数模型,利用谱元法合成OBC/OBN多分量地震记录,分析各类波型成分的表现特征,揭示水深和海底介质特性对波场运动学及动力学特征的影响。通过与东海浅水区和南海深水区海底地震仪(OBS)采集的实际地震数据的对比分析,确认了水深与海底介质条件对表面多次波与海底界面波的调控机理,为海底多分量地震数据处理方法研究与技术应用提供有益的指导。

OBN资料多分量联合横波噪音衰减技术及在莺歌海盆地某区的应用

在OBN地震资料处理中,Z分量的横波噪音压制一直是纵波处理的关键环节,横波噪音压制的好坏直接影响Z分量的数据品质,对后续双检合并起着至关重要的作用。横波噪音具有强振幅、相干性、低频、低速等特点,并且三维空间上呈锥形。针对横波噪音的特点,笔者提出一种利用OBN资料多分量数据进行联合横波噪音衰减技术。首先将XY分量中记录的横波信号与Z分量进行联合匹配得到Z分量的横波噪音模型,并在十字交叉域共检波点道集上对数据和噪音模型进行三维曲波正变换,引入最小平方法对有效信号和横波噪音进行匹配减,最后再进行三维曲波反变换,达到压制此噪音的效果。该方法应用于莺歌海盆地某区OBN实际地震资料中有效地压制了Z分量横波噪声,为后续处理提供了高品质地震数据。

巴西桑托斯盆地S油田盐下地层的OBN地震数据与拖缆地震数据的对比

相较于拖缆地震数据,OBN地震数据品质较高,但OBN地震采集施工复杂、费用高昂,因此有必要厘清拖缆地震数据和OBN地震数据在成像质量以及构造和储层的刻画能力,了解OBN地震数据的相对优势,进而指导油气勘探、开发地震数据的优选。深入对比了针对深水盐下目标的OBN地震数据和拖缆地震数据:首先根据二者观测方式的特点,对比分析二者在偏移距、方位范围、照明度、信噪比和地震速度场方面的差异;然后针对复杂盐下地层成像难的特点,全面分析了两种数据的绕射波成像、断层成像、基底成像、纵横向分辨率等数据特征以及构造深度、地震反演等解释结果特征;最后针对OBN地震数据低频信号丰富的特点,通过测井数据滤波分析了丰富的低频信号对地质体轮廓刻画的作用,并提出了利用统计子波计算地震分辨率的方法。研究发现相较于拖缆地震,OBN地震作为大偏移距、宽方位的采集方式,使得其地震照明度更好和速度场精度更高,OBN地震数据品质更好;拖缆地震数据和OBN地震数据在盐下的构造形态和地震反演趋势大体一致,但OBN地震数据在构造和储层细节刻画上优势明显。OBN地震数据具有成像效果佳、断层反射清楚、基底响应清晰、地震分辨率高、地震频带宽且低频信号丰富、构造深度误差小、地震反演细节多等优点,研究结果可为同类型油田研究和应用拖缆地震和OBN地震提供较高的参考价值。

OBN宽方位地震在潜山勘探中的应用

海底节点(Ocean Bottom Node,OBN)因施工灵活,易于避障和实现宽方位,在海洋油气勘探中应用越来越广泛。针对珠江口盆地珠一坳陷惠州26-6潜山裂缝储层,在南海首次实施了OBN三维地震采集,获得了宽方位地震资料。经过信号预处理、噪声衰减、信号反褶积、波场分离与多次波衰减等处理之后,抽取了炮检距向量片(Offset Vector Tile,OVT)道集,进行了多方位网格层析速度建模和叠前深度偏移,获得了丰富的方位各向异性信息。新老资料成像对比显示,OBN宽方位采集能有效避免海底障碍物影响,处理的地震资料信噪比高,潜山顶面及潜山内幕断裂成像优,振幅各向异性椭圆拟合对潜山裂缝储层预测有较大潜力。

超短基线(USBL)在OBN定位中的应用

OBN由于其独立采集的特点,正成为在深水OBS海洋地震采集的主流方法。,OBN点位定位精度是决定地震资料好坏的主要因素之一,本文主要介绍新型声学定位系统超短基线(USBL)工作原理,工作过程,以及在OBN作业中的使用方法和应用效果。

OBN地震采集水下定位质控技术及应用

海底节点位置坐标误差会直接影响OBN地震资料成像品质,需要采取措施对节点位置进行质控。文章分别论述了超短基线声学定位系统和长基线声学定位系统在放缆过程中和节点沉放之后对节点位置的有效质控,并通过实际案例阐述了OBN地震采集水下定位质控技术应用效果。

海上油田OBC和OBN地震数据采集作业差异性分析

海底电缆(OBC)和海底节点(OBN)地震数据采集技术均是近些年发展起来的先进地震勘探技术,相比传统拖缆地震数据采集具有明显优势。但是OBC和OBN地震数据采集也存在明显差异,体现在放缆作业、定位作业以及数据采集作业等环节,因此,在进行海上地震数据采集时需要充分考虑两者差异,保障数据采集质量。

水下机器人在深水OBN地震采集中的运用分析

海底节点(英文简称OBN)采集因回收便捷、灵活性强,可观测长距离与多分量地震数据,观测时间长,地震成像质量高,为优化油藏地震监测效果创造重要条件。所以,OBN采集是深水地震数据采集的有效方法。然后,节点设备设于深水地形相对复杂的地区,极易引发节点采集单元悬空问题,影响节点设备耦合效果和所采集数据的质量,尤其是节点采集施工地区,会频繁产生渔网或绳索等缠绕螺旋桨问题,导致船舶安全隐患的增加。为此,本文以亚洲某深水OBN地震采集项目为例,提出水下机器人技术,剖析剖析该深水OBN地震采集中对水下机器人的有效应用。结果显示,水下机器人能够获取精度更高、点位偏移更稳定的深水OBN地震采集布放效果。

利用直达波计算稳健的深水OBN双检匹配算子

海上地震勘探中,鬼波对地震信号的陷波是海洋宽频地震勘探面临的主要挑战之一。进行合理的双检合并,分离上、下行波场一直是深水OBN地震数据成像处理关注的焦点之一。双检合并过程中,通过建立上、下行波场和水、陆检波场之间的数学关系,解决好水、陆检信号匹配是关键。深水OBN地震数据中,静校正难题和陆检中的横波泄漏噪声等因素导致基于反射波的双检匹配效果不好。提出了选取小时窗的直达波进行线性动校正和共检波点叠加,利用水、陆检数据共检波点叠加后的直达波信号求取每一个检波点的双检匹配算子的方法,用求取的匹配算子进行双检匹配,进而分离上、下行波场。用直达波求取双检匹配算子不需要交叉鬼波化,使用简便,可以避开反射波求取双检匹配算子时噪声等因素的影响。该方法在深水地震数据处理中的应用表明,用直达波求取的深水OBN双检匹配算子更加稳定,用求取的匹配算子校正后进行双检合并可以实现良好的深水OBN地震数据波场分离。

基于动态惩罚加权的浅水OBN直达波与折射波初至联合二次定位方法

海底节点(OBN)法在海洋地震勘探中表现出巨大优势。在实际作业中,由于受海浪、洋流和潮汐等因素影响,OBN实际沉放位置往往偏离预设位置,影响后期数据处理,因此需通过二次定位获取节点在海底的真实位置。在浅海地区,直达波初至数量少、方位分布不均且受炮端干扰,初至难以准确拾取,导致无法利用直达波初至实现精确定位。为此,通过引入信息量更丰富的宽方位折射波初至,实现了一种直达波与折射波联合的OBN定位方法;同时,应用基于动态惩罚加权函数的目标函数,并采用模拟退火法迭代求解,获得更准确的二次定位结果,克服了利用单一直达波定位时因初至信息量不足带来的误差,提高了二次定位精度。利用理论模型数据对方法的有效性和稳定性进行了测试,并应用于M海域实际OBN资料,取得了良好的定位效果,验证了方法的实用性。

用加权偏振滤波压制OBN纵波分量中的地震噪声

舒尔特波和导波是海洋地震勘探中常见的噪声,尤其在浅海地区,能量很强的舒尔特波和导波往往掩盖了地震信号,极大地降低了地震数据的信噪比。利用浅海OBN采集中的水检和陆检垂直分量数据,对信号和噪声进行加权偏振分析,并利用它们的不同偏振参数设计滤波器,在一定的频率内利用加权偏振滤波压制舒尔特波,在一定的速度范围内利用加权偏振滤波压制导波,从而取得很好的噪声压制效果。加权偏振滤波解决了OBN数据中的噪声在水检和陆检两个分量中的能量差异造成的噪声识别困难,而且基于同一物理点的地震道计算,并对每个接收点的多分量数据独立处理,不受空间假频的影响,相比基于FK或Tau-p变换的方法具有明显优势。模拟记录试算和实际数据处理结果表明,加权偏振滤波不依赖数据采样密度,可以有效分离OBN数据纵波分量中的舒尔特波和导波,并在压制噪声的同时很好地保护有效信号。

OBN数据三分量重定向分析与质控

海底节点(Ocean Bottom Node,OBN)地震数据采集时,通常会记录描述三分量检波器在海底放置姿态的定向参数。利用现场记录的定向参数,通过三分量旋转对三分量数据进行现场重定向校正,可有效消除由三分量检波器放置姿态引起的记录波场在不同分量上的串扰现象。但是,如果现场记录的三分量检波器定向参数缺失或精度低,就需对OBN地震数据进行基于数据的三分量检波器定向分析和校正。为此,提出了一种综合利用OBN三分量记录不同分量上的初至波和反射波能量的三分量检波器重定向分析方法,并给出了实际OBN数据的三分量检波器重定向处理流程及效果质控手段。由于综合利用了初至波和反射波信息,该方法既适应深水也适应浅水OBN数据三分量检波器重定向处理,并且具有很好的稳定性。

高精度时钟芯片在OBN中的应用

我国海洋油气资源丰富,海洋油气资源勘探是未来国家油气勘探开发的重要领域。OBN是当前海洋地震采集的主流仪器,OBN内部使用的时钟芯片的精度是评鉴地震采集资料的主要因素之一。本文重点介绍了恒温晶振及芯片级原子钟等高精度时钟芯片的原理,以及其在OBN中所关注的主要性能指标,通过几种时钟芯片在OBN中的实际应用及测试数据对比,说明高精度时钟芯片能够满足OBN在水下作业的性能要求,为OBN在海洋油气资源勘探领域的应用打下良好的基础。

东方1-1构造底辟模糊区OBN资料关键处理技术及应用

东方1-1构造位于南海北部大陆架莺歌海盆地中央泥底辟构造带的北部。该区发现的东方1-1气田是莺歌海盆地发现的第一个整装浅层大气田。该区油气储量资源丰富,然而底辟模糊区成像一直是制约该区油气勘探的主要因素。原有的拖缆地震资料经过多轮次、多公司的重处理,依旧无法有效解决底辟模糊区成像问题。因此在该区进行二次三维OBN地震资料采集,针对该区地质条件以及OBN资料特点,本文提出OBN预处理、多分量联合横波噪声压制、小波域双检合并以及全波形反演(full waveform inversion, FWI)、高精度速度反演等多项关键处理技术,对改善浅层断裂结构及中深层底辟模糊区成像卓有成效,为后续目标评价工作提供可靠的基础资料。

情境化条件下基于OBN模型的推荐算法研究

随着互联网的发展,用户获取信息精准度提高,个性化服务越来越重要.针对个性化推荐算法中用户相似性计算精度不高,导致算法的推荐精度低的问题,应用面向对象思想和贝叶斯理论、融合推荐对象的情境化因素,提出OBN模型,实现用户之间的相似度计算方法 ,该方法具有时间复杂度低、聚类稳定性强的特点.在此基础上设计个性化推荐算法.通过实验分析,提高个性化推荐的精度.

OBN资料二次定位质量监控方法

OBN地震采集需要把检波器布置到海底,但由于复杂的海洋环境影响,OBN节点在海底实际着床位置通常偏离设计位置,需要重新定位。目前,已经发展出多种海底地震检波点二次定位方法,但方法的提出者重点关注的是各种二次定位方法的原理以及应用效果,关于在实际应用中如何做好质量监控鲜有系统性描述。为此,在等效速度法二次定位的基础上,分析了影响OBN检波点二次定位精度的因素,包括直达波旅行时拾取精度、观测系统、旅行时系统误差等。结果表明:直达波旅行时拾取精度对二次定位的精度具有至关重要的影响;把炮点和检波点分别投影到x轴、y轴和z轴,炮点相对于检波点的分布越均匀对称,则该方向定位精度越高;较难发现旅行时系统误差,但对z方向定位精度有较大影响。同时还给出了做好OBN资料二次定位质量监控的方法与建议:首先,对初至旅行时进行筛选,保证用于二次定位的初至旅行时质量;然后,在计算过程中添加系统时移量这一未知数,用于计算可能存在的初至旅行时系统时移,并尽可能选择相对于检波点均匀对称的炮点的初至时间参与计算;最后,通过对比二次定位前、后共检波点道集直达波双曲动校正后形态、旅行时误差的空间分布、数理统计等,对二次定位质量进行监控。

拖缆与OBN资料联合成像域最小二乘逆时偏移成像

海洋拖缆地震资料的叠前深度逆时偏移是对海底地层进行地震成像的主要方法之一.然而,在地质构造复杂区域,因拖缆长度有限,难以接收到深部高陡构造的反射波信号,导致成像效果较差.海底地震节点(OBN)资料虽然含有深部地层信号,但因OBN间距较大,偏移噪声严重.为此,本文提出拖缆与OBN资料联合的成像域最小二乘逆时偏移成像方法.该方法有机地结合了拖缆与OBN资料的优势,同时利用拖缆和OBN资料进行最小二乘逆时偏移,得到更高质量的反射率成像剖面.此外,通过在成像域计算点扩散函数来估计最小二乘反演方程的Hessian矩阵,避免了常规方法通过多次偏移和反偏移估计Hessian矩阵极其耗时的缺陷.用理论模型合成资料的测试结果,表明了本文方法的正确性及其对复杂构造成像的有效性.

OBN地震勘探导航定位质量控制

OBN地震勘探近年已成为一种重要的作业模式,且仍在持续发展,而实时导航定位是其中基础和重要的作业环节。文中首先介绍了OBN勘探导航定位的过程及精度要求;根据OBN地震勘探作业的具体流程,分别从节点船、定位船、震源船三方面详述了作业现场实时导航定位质控;然后从导航定位数据处理质控和导航数据(文件)管理等方面,全面总结了OBN地震勘探导航定位的质量控制。为提高OBN勘探作业中实时导航定位操作的规范性、确保导航数据的可靠性,进而更好地保障OBN采集数据的质量,提供了参考。