基于贝叶斯原理的PP波和PS波AVO联合反演方法研究(英文)

基于Aki-Richards公式和贝叶斯原理,本文发展了利用叠前PP波和PS波资料联合反演P波速度比、S波速度比和密度比的方法。该方法假设参数之间满足正态分布,引入参数协方差矩阵来描述反演参数之间的相关性以提高反演过程的稳定性,并同时使反演的参数序列服从Cauchy分布,引入矩阵Q来描述参数序列的稀疏性以提高反演结果的分辨率。采用本文提出的方法对模型数据和实际多波资料进行反演,结果表明:本文方法正确有效;与传统的单一PP波反演相比,PP波和PS波AVO联合反演具有稳定性更好和反演精度更高等优点。

PS波合成记录制作方法分析及应用

多波多分量地震资料解释工作要开展好,确定PS波地震剖面上的地质层位是致关重要的内容之一.实际多波勘探工区中VSP资料常常不充足,甚至缺乏,此时借助PS波合成记录进行PS波层位标定是标定PS波层位的有效方法.为了在实际多波资料解释工作中确定好PS波地震剖面上的地质层位,对中心角度法、角道集叠加法、偏移距道集叠加法、递推法、波动方程正演及伪转换横波反射系数法6种PS波合成记录方法的原理进行了分析.依据研究区的实际地质情况建立了理论模型,对比了6种方法合成PS波记录的效果,表明各种方法合成的PS波记录的波组波系特征相似,只有少许同相轴有能量、波形差异.在实际PS波资料层位标定工作中对6种方法进行了应用研究,表明波动方程正演法、偏移距道集叠加法计算慢,不便于在层位标定工作中使用.递推法、伪转换横波反射系数法速度最快,但振幅近似精度略差.中心角度法、角道集叠加法计算速度和精度都较适应在PS波剖面层位标定工作中使用,并对研究区实际PS波资料进行了较好的标定.同时也提出了在PS波层位标定工作中发展PS波合成记录方法的一些建议,以期PS波井震资料能匹配得更好.

基于时间—振幅双γ模型的PP-PS波联合反演

在常规PP-PS波反演中利用走时计算纵横波速度比(γ)模型以对PP波、PS波进行时间匹配,这在构造复杂或岩性横向变化剧烈区会引起严重误差;另外常规PP-PS波反演通常假设γ=2来进行,这往往导致反演结果不准确。因此,本文介绍一种利用时间走时和振幅能量计算的双γ模型方法来求取最佳γ,使得PP波和PS波得到最佳匹配;在此基础上利用纵波截距、梯度和横波梯度三个独立参数反演得到纵波速度、横波速度和密度及泊松比等岩性参数。反演过程使用模拟退火方法进行全局寻优,可以有效避免局部极值。将该方法应用到苏里格气田某区块,预测结果的总符合率达到80%以上。

平均入射角道集PP波与PS波联合反演

在界面两侧地层的弹性参数弱反差的假设难以成立的情况下,本文提出用平均入射角道集进行PP波与PS波的联合反演.首先,在PP波与PS波AVA(amplitude versus angle,振幅随入射角变化)道集的基础上,分别选择小入射角范围与大入射角范围的AVA道集进行局部加权叠加,以获得由两个角度组成的平均入射角道集,并作为后续反演的输入数据.然后,再通过最小二乘原理建立了PP波与PS波联合反演目标函数,推导了模型修改量的向量公式,建立了平均入射角道集联合反演的流程.模型数据与实际数据的测试结果表明:在信噪比较低、地层弹性参数反差较大、层厚较薄的情况下,该反演方法的精度在很大程度上超过了基于近似反射系数的反演方法,为复杂油气藏勘探提供了新的思路.

穿透裂隙介质远震PS波的分裂

短周期远震P波在壳内激发的PS波的椭圆偏振特征显示了PS波的分裂。本文用各向异性合成地震图讨论穿透裂隙层PS波的分裂特征。结果表明,不同型态的裂隙介质可以引起观测到的PS波各种动力学特征的变化。PS波对深部裂隙型态反映敏感。

首都圈地区远震基底PS波分裂研究

远震PS波的一个重要优势是其携带台站下方介质的各向异性信息.本文基于首都圈数字地震台网2002-2003年记录的高精度远震波形资料,从基底PS转换波入手,采用三分量PS波分裂偏振分析方法,获取各个台站下方来自基底的PS波分裂参数,包括快波偏振方向和快、慢波的时间延迟等,分析台站下方浅部地壳介质的各向异性特征.几个台站的研究结果显示,该方法保持了原始波场的信息,可以用来分析PS波分裂特征;短周期台站记录的远震来自基底的PS波具有干扰少、信噪比高的特点,存在分裂现象,各台站快慢波时差超出我们的预期值,平均在0.1-0.2 s左右.此研究可与横波分裂相对比,对于认识地壳各向异性及其内部的应力状态,分析其构造及地震活动现象有较大的意义.

联合PP、PS波叠前AVA反演方法

从单一PP波数据中提取出来的弹性参数与岩性以及孔隙内流体之间的联系是不充分的,这就造成了在油藏的解释中包含有大量的不确定性。通过加入PS波数据信息,可以有效降低反演的多解性,提高反演的稳定性。笔者所研究的反演方法是基于精确的Zoeppritz方程,利用广义线性反演方法,通过迭代的思想来反演出纵波速度、横波速度和密度。该方法相对单一PP反演可以有效提高横波速度的估计精度。

一种基于井控的反射PP波和反射PS波振幅匹配方法

针对PP波与PS波传播方式不同,资料处理因素不同造成两者叠后地震剖面不能保持振幅相对强弱关系的问题,这里提出了一种基于井控的单层反射PP波和反射PS波的振幅匹配方法。该方法利用目的层附近标准层PP波和PS波合成地震记录上理论振幅关系,校正实际地震剖面上两者的振幅相对关系,能有效恢复PS波地震振幅。将该方法应用于四川盆地川中某地区三维三分量资料的振幅恢复,利用须三底界PP波和PS波理论振幅关系校正实际地震剖面两者振幅关系,有效恢复了PS波地震数据振幅,并利用振幅匹配后多波数据,采用最大波峰振幅比信息实现了储层的定量预测:PP波、PS波振幅比值大于2为含气有利区,后续6口开发井5口井与钻井吻合,振幅比符合率达83.3%。该振幅匹配方法具备一定的计算精度,能有效恢复PP波与PS波地震数据振幅相对关系,最终实现振幅信息的定量含气预测。

薄煤层PP波与PS波AVA地震响应特征

传统的AVA特征分析基于近似Zoeppritz方程,但是近似Zoeppritz方程并不适用于薄层。为获得更准确的薄煤层地震响应特征,建立了薄煤层模型,并采用基于Brekhovskikh方程的薄层反射系数谱理论,模拟薄煤层PP波与PS波的振幅及相位随入射角、入射波主频变化的地震响应;对薄煤层模型的底板采用精确Zoeppritz方程进行了AVA模拟,并与基于薄层反射系数谱理论的AVA响应进行了对比分析。结果表明:薄煤层AVA特征受到各层弹性参数、层厚以及入射波主频等因素的影响,基于薄层的反射系数谱更适用于薄煤层AVA响应特征的分析。

基于VSP的透射PS波成像

利用弹性波动方程进行了非零偏移距VSP波场的数值模拟,通过偏振投影和中值滤波技术相结合进行波场分离,对分离后的反射P波和透射PS波利用动校正(NMO)和VSPCDP叠加技术进行成像。成像结果表明:透射PS波成像与反射P波成像具有同样良好的效果,而且透射PS波成像是反射波成像很好的补充。利用透射PS波成像不需要增加数据采集的成本,所以透射波成像技术将会在石油工业中被广泛采用。

HTI介质PS波叠前偏移及各向异性校正方法应用研究（英文）

在对张量阻抗数据、倾子数据和共轭梯度算法深人分析的基础上,我们实现了大地电磁全信息资料三维共轭梯度反演算法。基于全信息资料的三维共轭梯度反演研究,探讨了同时利用五个电磁场分量整理得到的大地电磁资料进行三维反演定量解释的方法以及全信息数据在三维反演中的作用。理论模型合成数据的反演结果表明,在三维反演中使用张量阻抗和倾子数据结合的全信息数据的反演结果优于只使用张量阻抗数据(或只使用倾子数据)的反演结果,提高了反演结果的分辨率和可信度。合成数据的反演算例也验证了所实现的大地电磁全信息资料三维共轭梯度反演算法的正确性和稳定性。

北海PP和PS波反射数据的各向异性反演和成像

海底油气藏会受到气云遮蔽 ,引起纵波能量急剧衰减和发散。这时 ,用PS波成像却很有效 ,其中横波信息可降低岩性预测和流体饱和度预测的不确定性。资料处理时必须考虑介质各向异性对PS波时差和振幅的影响 ,否则会使转换点位置、CCP道集的射线轨迹和NMO速度等产生很大的误差 ,降低PS波成像的时间和空间分辨率。一个多分量各向异性处理的成功实例是用PP和PS波资料重建纯SS波反射旅行时 ,由PP和PS波的联合叠加速度层析成像得到假设的方位各向同性 (VTI)模型的层间参数 ,用P波校验炮的反射层深度信息消除参数估算的歧解 ,最后建立用于深度成像的VTI模型。

三维倾斜界面PS转换波CMP道集时距及参数估计

在PS转换波资料处理过程中,往往需要联合P波资料提供相应的模型.在实际应用中存在P波和PS转换波层位对比困难.本文仅利用PS转换波数据,通过三维倾斜界面PS转换波CMP道集精确时距关系推导了近似时距解析表达式;分析了PS波的精确与近似时距关系随测线方位、界面倾角与倾向的变化规律及其拟合误差;并讨论了近似时距关系的三个时距参数随方位的变化特征;理论上给出描述时距的三维倾斜界面倾角、倾向、深度、纵波速度和横波速度这5个独立参数的估计方法,并通过理论模拟数据证明了该方法的可行性.

鄂尔多斯盆地SX地区PP+PS波地震流体检测技术

鄂尔多斯盆地是典型的低孔、低渗、低压岩性油气藏,地震预测有效储层难度大,同时SX地区天然气储层特殊的地质条件导致PP波地震资料在有效储层的识别上存在多解性。开展多波地震勘探以获取不受流体影响的横波信息,利用PP+PS波联合解释含气层,尽量规避单纯利用PP波资料的多解性,是解决SX地区地震流体检测问题的新途径。故基于SX地区测井资料岩石物理分析的基础上,主要阐述PP+PS波地震流体检测技术系列,包括PP+PS波"亮点"特征分析技术、PP+PS波振幅比技术、PP+PS波AVO分析技术与PP+PS波匹配压缩对比分析技术等。本技术系列在SX地区取得广泛应用,减少了PP波检测流体的多解性,提高了地震检测流体的能力和预测钻井成功率。

上海长江农场台PS波速测试在选取井下地震仪器安置位置的应用

上海市综合深井长江农场台建于2011年,站点深井中安装地磁仪、应变仪、倾斜仪、测震仪、空隙压仪、地温仪、水温仪、水位仪等多种观测仪器.通过地层的PS波波速测试可以了解该地的地层结构及工程场地地震效应.本次是在第四纪松散土层钻孔完毕,未下套管之前,进行了单孔法PS波波速测试,取得了珍贵的资料和良好的效果.通过计算,取得各土层的P波、S波波速和动泊松比数值.从波速测试的结果可以认为290m到360m为最适合的深度,同时参考了环境噪声影响的角度,从而可以认为290 m以下至最深度均适合投放地震仪器,最终该台选定了460m的深度放置地震监测仪器.基于对PS波速测试结果的分析,可以科学合理选定投放地震仪器的位置,从而能够高质量得保证综合深井项目顺利进行,对以后的再建综合深井台积累了宝贵的经验.

3D3C陆地反射PS转换波CMP成像影响因素分析

三维三分量(3D3C)陆地反射PS转换波共中心点(CMP)叠加成像方法,虽然抽道集简单,但是对实际资料处理结果往往不理想.尤其当反射界面为三维倾斜界面时,其成像质量较差.本文提出有三个主要因素影响其成像质量:第一,转换点离散.运用实例计算得出,转换点离散度随着纵横波速度比、偏移距和界面倾角的增大而增大.相同界面倾角,不同测线方位的转换点离散度不同,视倾角的绝对值越大离散度也越大;第二,道集内静校正量差异增大.CMP道集中,由于转换点离散使得转换点横向跨度较大,经倾斜界面反射转换的S波出射到近地表地层时的角度差异也较大,导致静校突出;第三,加大动校叠加复杂性.三维倾斜界面PS波CMP道集近炮检距时距方程可表示为双曲形式,但是曲线的顶点位置和动校速度同时随测线方位变化,使得CMP道集同相轴很难校平,动校叠加过程很复杂.

PS转换波的时差估计

PS转换波时距曲线具有非双曲线特征，在炮检距远大于深度的情况下，这种特征十分明显。对PS转换波数据进行速度分析时，如果用常规的P波NMO校正公式，往往使大炮检距浅层的数据校不平，这对速度分析和以后的叠加成像都是不利的。因此，以往的作法是将这些大炮检距校不平的数据切除掉。本文依据Castle（1988）提出的对常规P波的三参量速度分析，导出了PS波的三参量速度分析公式，用该公式就可以将某些大炮检距的道展平，从而更为有效地利用这些数据。

汶川M_S8.0地震前后远震PS转换波与P波到时差的变化特征

利用远震初至波穿越地壳、上地幔等速度界面时产生的一系列PS型透射转换波,测定远震PS转换波与初至P波的到时差Δ t PS = t PS - t P随时间的变化特征,有可能监测孕震区转换界面以上有限的地层空间内介质物性的变化。选取2001—2012年作为研究时段,通过四川地震台网的YZP和JJS 2个台站记录到的兴都库什、苏门答腊南部地区2组震中距变化<3°的远震数据,得到2个台站在2008年5月12日汶川MS8.0地震前后记录的PS转换波与初至P波到时差Δ t PS 的变化特征。结果表明,在2006年以前Δ t PS 有一个缓慢增大的过程;汶川地震前约2a内Δ t PS 出现明显的降低过程,最大降幅达0.2~0.3s,超过测量误差4~5倍;震前2~3个月低值有一定程度的回返。文中讨论了可能引起Δ t PS 变化的原因,分析表明文中提出的远震转换波法在地震监测中有很好的应用前景,值得进行进一步实验研究。