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。

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。

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。

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。

基于FCT校正的OBN资料弹性波逆时偏移

OBN多分量地震勘探资料具有频带宽和矢量保真性高等特点,现有的弹性波逆时偏移技术难以解决OBN宽频多分量数据的纵横波偏移成像问题。以实现OBN宽频地震勘探资料的纵横波高精度成像为目标,研究一阶速度-胀缩-旋转弹性波方程逆时偏移中的数值频散压制方法,实现了基于FCT校正的OBN资料弹性波逆时偏移。在炮、检波场延拓过程中,依据相邻两个时刻的波场以及漫射因子和反漫射因子构建漫射通量和反漫射通量,并对每一时刻含数值频散的波场进行校正,实现了对由差分离散造成的数值频散的压制,消除了纵横波成像误差。模型测试与实测资料处理试验表明,本文方法能够消除由数值频散造成的偏移剖面同相轴错断或虚假同相轴等现象,可以获取高精度的深度域纵横波成像结果。

小波变换在OBN地震资料双检合并中的研究与应用

在OBN(Ocean Bottom Node)地震资料处理中,双检合并是目前认为最有效的检波点鬼波压制手段。利用水检与陆检对上行波和下行波的响应差异,通过标定求和,分离出上下行波场,达到压制检波点鬼波的目的。常规的双检合并方法都是基于单道或者单炮集进行振幅、相位等匹配,忽略了水检与陆检频率以及波场空间传播差异,难以求取精确的匹配算子,导致电缆鬼波压制效果差,严重制约了数据分辨率及真实地层的刻画。为提高双检合并效果,本文提出基于小波变换的双检合并技术。首先利用水检与陆检的仪器响应进行全局的相位及频率等方面的匹配,再将水检与陆检资料变换到小波域进行多尺度的局部自适应匹配后进行双检合并,最后再进行反变换,达到压制检波点鬼波的目的。通过理论模型测试结果表明,有力验证了所开发方法的准确性与有效性。通过实际数据应用结果表明,本方法相较于常规交叉鬼波化方法,检波点鬼波压制更干净,陷波频率补得更好,能够为后续处理提供更高品质的地震数据基础。

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。

复杂油区OBN地震采集单元中接收角度的优化

随着海洋油区的深入开发,海上地震勘探逐步由拖缆、OBC向OBN技术转变,地震资料的品质的要求也越来越高。对于OBN地震采集,节点采集单元位于海底的姿态是通过分量在三个方向上的角度表达出来,确定节点采集单元记录的姿态角度成为在野外采集现场质量控制的必要环节之一,对于后期解释处理尤为重要。本文为复杂油区OBN地震采集中,以Geospace公司的OBX750E节点数据为例,从节点采集单元在水下的姿态出发,对节点接收的姿态角度进行旋转分析与优化。

OBSOffice软件在OBN采集技术中的开发与应用

随着OBN采集技术的不断发展,对相应导航软件也提出了新要求。本文基于最近几个采用东方地球物理公司自主导航软件Dolphin系统的OBN项目,完善升级了自主研发导航数据处理软件OBSOffice,丰富了其在配套使用Dolphin综合导航系统的OBN项目中的导航数据处理功能,进一步满足了国内外甲方对于OBN采集技术中导航资料的质控要求。

SY/T 7614-2021《海底节点地震资料采集技术规程》的应用情况分析

随着全球石油勘探和开采的不断发展,海底节点采集技术作为一种重要的勘探手段,受到了广泛关注和应用。海底节点采集技术以其高精度、高分辨率和高效率的特点,成为海底地震勘探领域的热点和前沿技术。为了规范海底节点地震数据采集技术,提高数据质量和勘探效率,制定了《海底节点地震资料采集技术规程》。本文介绍了规程的研制背景,分析该规程在石油勘探行业中的应用情况,并总结相关经验和结论。

海底节点高效混采海量数据分离技术

与陆上混采数据混叠干扰类型单一相比,由于海底节点(OBN)高效混采施工的特殊性,OBN高效混采数据中存在多种混叠干扰类型,其中非生产炮数量过多造成逻辑坐标系统下的重炮以及复杂海域导致的严重变观现象,是OBN高效混采资料中产生多种类型混叠干扰的两种主要原因。为此,通过分析OBN高效混采数据中混叠干扰类型,研究了迭代动态映射技术以及炮点逻辑坐标预处理、稀疏反演法的技术方案。选择基于FKK变换的稀疏反演法预测噪声的分离方法,同时以迭代的方式对所有重炮的逻辑位置进行全局动态映射预处理,高效识别多种混叠干扰,从而精准、快速地分离高混叠度的OBN海量地震数据。对A区OBN高效混采数据的分离结果表明,分离的单炮数据保真度高,在优化分离效率的前提下,取得了较理想的分离效果。

双检数据上下行波场分离技术研究进展

随着海洋油气勘探开发技术的发展,水、陆双检海底接收的应用日趋广泛,上下行波场分离作为双检数据处理的关键技术,决定了资料处理品质及应用效果。在双检数据上下行波场分离技术的发展过程中,国内外学者提出了许多切实可行的技术方案。本文通过系统调研国内外相关文献,对上下行波场分离方法和技术进行了归纳和总结。首先基于波动理论,把双检数据与上下行波场联系起来,建立了双检数据标定和上下行波场分离的理论基础:水、陆检数据接收的波场分别为压力波场和质点垂直速度波场,可以分解为上行压力波场和下行压力波场及上行质点垂直速度波场和下行质点垂直速度波场;下行压力波场与下行质点速度波场振幅成正比,且极性相同,上行压力波场与上行质点速度波场振幅成正比,且极性相反。然后针对海底电缆/海底节点(OBC/OBN)水、陆检数据,建立了基于消除海水鸣震的双检数据处理技术。最后,总结出7种双检数据上下行波分离方法,包括:常数标定因子分离、频率—波数域分离、镜像分离、去虚反射分离、最优去虚反射分离、检波器脉冲响应分离和τ-p域分离等方法。双检数据上下行波场分离之前,首先要进行检波器脉冲响应校正;然后进行双检数据匹配和标定处理等,使水检数据中上下行压力波场与陆检数据中上下行质点垂直速度波场振幅和频率趋于一致,且由于下行压力和质点垂直速度波场极性相同、上行压力和质点垂直速度波场极性相反,陷波问题得到补偿,检波点端虚反射得到合理压制;最后实现最佳的上下行波场分离处理。

2020国外石油物探技术进展与趋势

为了解2020年国外石油物探业务和技术的主要进展及发展趋势,对EAGE(欧洲地质学家与工程师学会)和SEG(国际勘探地球物理学家学会)年会与展会情况,及国外主要石油物探技术服务公司的业务发展与技术研发动态进行跟踪。2020年新冠肺炎疫情叠加低油价冲击,对石油物探技术服务需求和地震作业活动产生重大负面影响,尚未完全复苏的石油物探行业再次面临巨大挑战和压力。石油物探业务发展更加依赖轻资产业务,石油物探技术更加依赖低成本、高效、环保型技术。基于人工智能的地震数据处理解释技术快速发展,软件产品不断完善,基于云的石油物探综合数据管理方案是行业发展热点。

oSeis海洋地震节点软件系统设计及应用

本文介绍了一种海底节点仪器——oSeis海洋地震节点采集系统的软件控制系统,作为自主设计的国产OBN仪器软件系统,实现了对海底节点从指标测试、参数配置、节点布放,到节点回收、数据下载、数据合成等一系列的管理,完成了海底节点施工作业的全流程控制。文章系统性地阐述了该软件系统的设计思想、软件系统各组成模块的设计及功能,以及该软件系统在某海洋节点海上试验项目中的实际应用情况,达到了预期效果。

Gator导航系统在海洋石油勘探中的应用

本文根据海洋节点仪器勘探对导航定位系统的技术要求,介绍和总结了Gator导航系统在如何提高施工效率,加强作业现场监控和数据质控,提供丰富的导航数据资料,以及生产安全管理等方面的功能和特点;并对一些生产作业中的常见问题提供了解决方案。

海底节点(OBN)地震勘探:进展与成果

海底节点(OBN)在有效弥补拖缆地震(TS)的勘探盲区、提供多波和宽方位角数据、定点和重复性等方面具有优势,成为海洋地震勘探的新技术方法.近十年来,OBN勘探技术和装备得到了快速发展,节点地震仪的性能进一步被优化,海底工作的时间和水深得到大幅度提升;智能自动化节点地震勘探系统走向实用,显著地提高了采集工作效率;针对OBN资料的特点,目前已研发了位置校正、上行/下行波场分离、镜像偏移、PS波成像与速度建模等处理方法,提高了成像品质,推动了OBN地震勘探在海洋油气田调查、地震识别和油气藏开发过程中的动态监测(4D)等方面的应用进程.本文重点介绍了OBN方法原理、工作特点、发展历程和应用实例,分析了OBN技术的发展方向.