SEG/EAGE盐丘和推覆体模型的波动方程三维叠前深度偏移成像

三维波动方程叠前深度偏移是复杂介质中进行构造成像、弹性参数反演的重要环节 .由于其技术实现不仅涉及波场延拓理论的创新 ,而且需要大规模计算 ,因而研究难度较大 .本文以实验效果的取得为目的 ,完整地实现了SEG EAEG盐丘和推覆体模型的三维波动方程辛几何算法的叠前深度偏移成像计算 .文中详细考察了所研制的波动方程三维叠前深度偏移软件系统及其对复杂地质构造的成像能力 .具体包括 :1)对于盐丘模型 ,文中讨论了成像参数的选择、地震子波对成像精度的影响、完成二维及三维叠前深度偏移的比较 ;2 )对推覆体模型 ,文中进行了脉冲响应测试 ;3)由两个模型的成像结果可见本文的波动方程三维叠前深度偏移软件系统已具有适应强速度横向变化、复杂构造的成像能力 .

盐丘模型弹性波方程正演模拟及波场特征分析

本文采用非均匀介质弹性波方程和声波方程的交错网格高阶有限差分法,对盐丘构造的理论模型和实际模型进行了正演模拟。采用单频谐波震源,通过弹性波方程数值模拟获得了弹性波的散度场、旋度场以及动能场和势能能流场,定量刻画了弹性波的能量特征及传播特征。通过弹性波方程和声波方程正演模拟的波场快照、单炮记录和零炮检距剖面记录,详细分析了复杂盐丘构造对地震波响应的影响。理论模型和实际模型数值模拟结果表明:①弹性波散度场、旋度场分别刻画了纵波波场能量特征和转换波波场能量特征,弹性波动能场和势能能流场则刻画了总场能量特征及其传播特征;与声波方程相比,弹性波方程数值模拟能够更加真实地表征复杂盐丘构造的波场特征及其响应。②盐体引起反射波、散射波场的能量聚焦效应明显,对透射波波前面的调制作用很大,且盐体产生的散射波、回转波以及高速盐体的能量屏蔽可形成能量阴影区,均影响了深部反射信号,降低了信噪比。③与基尔霍夫叠前时间偏移相比,基尔霍夫叠前深度偏移对大倾角盐侧和盐下成像较准确,但在盐内左、右侧的散射波成像质量不高,这是由于基尔霍夫积分偏移方法基于射线追踪所致,因此需要引入针对散射波的成像方法。

SEG/EAEG盐丘模型的三维分步傅里叶炮集叠前深度偏移

用分步傅里叶法对SEG/EAEG盐丘模型进行了三维叠前深度偏移。在偏移中 ,采用相位编码方法 ,使得每次可以同时进行多炮偏移 ,节省了计算量。在计算中 ,采用了MPI并行算法 ,提高了计算效率。数值计算得到了三维SEG/EAEG盐丘模型的精确成像结果 ,这表明三维分步傅立叶法叠前深度偏移是一种精度良好且高效的方法 ,该方法可用于对三维复杂构造的精确高效成像 ,具有良好的实用性。

通过射线追踪模拟理解盐下照射——第一部分:简单的2D盐丘模型

墨西哥湾盐丘的复杂构造和高速度差造成了一个地震成像难的问题。地震数据的3D叠前深度偏移(PreSDM)能够产生盐丘岩床下反射层和不规则外来岩体的成像。但是,3D叠前深度偏移不能填充盐丘下只有少数能量被反射的屏蔽区。另外,3D叠前深度偏移通常都处理不好由盐丘构造地震能量聚集和分散所引起的振幅变化。射线追踪模拟能够解释盐下成像问题,并且模拟结果应与勘探、开发方案相结合。 模拟过程包括:建立一个计算机模型,其中包括了盐丘形状和速度变化;用射线追踪模拟来模拟一个完全的3D地震测量,并将数据选排成CRP道集。模型建立和射线追踪时应注意,使产生的振幅结果与盐下反射产生的地震振幅有可比性。 由于版面所限,本项研究分三篇文章介绍。第一部分介绍了射线追踪模拟入门、射线追踪方法和简单的2D盐丘模型实例。第二部分对更复杂的2D和3D模型进行研究,以确定更为复杂构造的影响。在最后一部分中,用3D模型射线追踪的结果说明了同构造方位相关的激发方向的效果。在不同的情况下,对墨西哥湾3D叠前深度偏移测量中提取的真实地震数据中形状相似的盐丘进行了比较。本研究根据简单形状对可能的成像异常提出了新的认识,其结论可以外推到“真实世界”情况。然而,在真实构造中还有复杂的相互作用和速度变化,这也?

陆上盐丘区叠前深度偏移建模技术

针对陆上复杂盐丘区的地震、地质特点,将叠前深度偏移的速度建模分为盐上沉积层建模、盐间沉积层建模、盐顶建模、盐底建模、盐下沉积层建模五步,形成了一系列针对性很强的配套处理技术,主要包括:①面向叠前深度偏移的叠前道集配套处理;②时间域速度谱上异常时空调查;③借助于叠前时间偏移提高盐丘两翼的刻画精度;④叠前深度偏移迭代中CIP道集对盐丘顶、底刻画的约束;⑤地质、测井、钻井等信息对深度—速度模型迭代的约束。利用针对不同目标体的分步建模技术,建立了陆上A区盐丘区的符合实际地质构造的速度模型,实现了对盐丘侧翼的准确偏移归位,较好地消除了盐丘对下伏地层的影响,实现了盐下目的层合理、准确的成像。

地震模型正演在盐下构造中的应用

加蓬盆地是西非海岸盆地之一，自晚侏罗世开始成盆，下白垩统埃詹加组是一套膏盐层，局部发育多个巨厚盐丘，厚度从30～4000m不等。由于盐丘与围岩之间存在很大的速度差异，造成盐下甘巴组目的层地震反射在盐丘部位出现异常。通过地震模型正演技术对盐下地层构造形态进行了分析，研究表明，无论盐丘大小如何，盐丘都会使盐下地层产生“下拉”现象。

滨里海盆地东缘巨厚盐岩区盐下构造的解释方法研究

滨里海盆地东缘隆起带下二叠统是一套巨厚的膏盐层,局部发育多个巨厚盐丘,厚度从200～3500m不等。由于盐丘与围岩(上二叠统碎屑岩)之间存在巨大速度差异,造成盐下石炭系目的层地震反射层在盐丘部位出现构造上拉的现象。如何通过盐下构造地震解释方法研究来准确恢复盐下构造形态,成为制约研究区勘探突破和增储上产的关键。经过多年对盐下构造解释方法的研究,本文总结出了一套适合于盐丘发育区及类似地质特征地区进行精细解释的方法,包括速度分析技术、模型正反演技术、古构造恢复技术等。这些技术对于恢复盐下地层相对真实的构造形态具有重要意义,应用效果十分显著。

滨里海盆地盐下构造假象识别及真实形态恢复

滨里海盆地盐下石炭系碳酸盐岩地层上部普遍发育有巨厚盐岩丘(盐层厚度变化从数十米到3700m不等)。由于盐丘和围岩间存在巨大的速度差异,因此导致盐体本身和下伏地层在常规地震资料中出现反射品质降低、构造失真、畸变(如盐下石炭系目的层地震反射层在盐丘部位出现构造上拉现象),消除盐层的影响是含盐油气盆地勘探的重要课题。通过盐下构造解释方法的研究,总结出了一套适合于盐丘发育区盐下构造假象识别及真实形态恢复技术方法,包括速度分析、模型正演、假断层识别、古构造恢复等前沿技术。这些技术对于恢复盐下地层相对真实的构造形态具有重要意义,应用效果十分显著。

滨里海盆地东缘中区块盐下构造识别与储层预测

滨里海盆地东缘中区块风险勘探面临的主要地质难题在于二叠系巨厚盐丘(厚度大于3000m)带来的地震盐下构造假象的识别和消除,以及埋深近4000m的基质孔隙碳酸盐岩储层的非均质性储层预测。该专题从巨厚盐丘对盐下构造影响的实例入手,探讨该影响所带来的盐下假圈闭、假断层等问题,认为时间域内盐丘对盐下地层的上拉幅度大小主要与盐丘的厚度有关,盐下同相轴错断与盐丘厚度和盐丘翼部的陡缓有关,并尝试通过速度模型、多种地震数据联合解释等方法来消除这种影响,恢复盐下地层真实形态;同时,借助于地震反演和裂缝检测等地震技术成功地预测了碳酸盐岩非均质性储层的发育带。应用上述技术在滨里海盆地东缘中区块盐下目的层勘探中取得了较为理想的效果。

三维SEG/EAEG模型的更新资料

引言本报告介绍了三维SEG/EAEG模型(SEM)项目的最新状况。早先的更新资料出现在1994年2月,1994年10月和1995年2月的TLE上。目的是设计两个3-D模型:盐丘和逆掩断层,并由数值计算模拟实际的三维勘探。至今,项目的A和B阶段已经完成,得到约800千兆字节的数据。

基于地震照明、面向勘探目标的三维观测系统优化设计

基于水平层状介质假设的常规三维地震勘探观测系统设计方法难以适应复杂构造区。本文利用地震照明技术,参考前人对二维问题的研究成果,发展了面向勘探目标成像的三维地震勘探观测系统优化设计方法。该方法利用三维单程傅里叶有限差分波场传播算子将勘探目的层的平面源延拓到地表,通过分析从目的层延拓到地表的地震照明能量分布,确定面向勘探目标的最佳激发范围。利用该方法可明显提高照明阴影区的照明强度,进而改善地下阴影区的成像质量。基于三维SEG-EAGE盐丘模型的地震照明与偏移成像试验结果,验证了本文面向勘探目标的三维地震观测系统优化设计方法的有效性与正确性。

任意复杂介质中主能量法地震波走时计算

积分法叠前深度偏移及层析成像的核心是复杂介质情况下的地震波走时计算.复杂构造的高精度地震成像需要有稳健的走时计算方法。本文把Nichols提出的用地震波主能量计算走时的方法由二维推广到三维,并推导出三维波动方程Helmholtz形式在球坐标系下用因式分解法求解的差分表达式.三维SEG EAGE盐丘模型的理论走时计算和积分法叠前深度偏移的实践都验证了本文方法的正确性.

面向目标控制照明的合成波源偏移

应用Fourier有限差分算子,研究目标控制照明的合成波源偏移成像。平面波源与小束波源这些合成波源在目标控制照明下的偏移,都是通过增强对目标区域的有效照明来改善成像质量,通过减少非目标区域的计算冗余来提高计算效率。由分析和应用合成平面波源偏移和控制照明技术扩展开去,综合考虑平面波源和小束波源的合成与偏移,并通过有效照射合成波源的概念,分析合成波源的有利照明,进行面向目标区域的控制照明和合成波源偏移。最后,对具有速度强横向变化和陡倾角反射的复杂2D盐丘模型数据,做了相应的合成波源偏移数值试验。

基于共聚焦的三维最大能量积分法叠前深度偏移

本文从WRW模型理论出发,提出了基于共聚焦成像理论的最大能量积分法成像技术,其原理为:分别假设地下某深度点存在一个虚拟接收点和一个虚拟理想震源,通过对数据矩阵进行时移后加权叠加的方法,实现针对该深度点的上行波场反向延拓的检波聚焦,通过对CFP道集进行时移后加权叠加的方法,实现针对该深度点的下行波场反向延拓的震源聚焦,生成该网格点成像结果,最后可提取t=0时刻的成像波场。其核心技术在于对聚焦算子(格林函数)的计算。本文基于单程波动方程,在地震波的有效频带范围内计算携带最大能量的三维聚焦算子,在此基础上完成基于共聚焦成像理论的最大能量积分法深度成像。文中方法成像精度接近波动方程方法,同时又具有常规积分方法适应野外观测系统、计算效率高的优点,因此是一种兼具精度和效率的实用方法。

窄方位数据双平方根方程偏移应用研究

双平方根 (DSR)方程为波动方程偏移提供了一种新的理论框架。基于“沉降观测”概念的DSR方程叠前深度偏移已经成为了一类重要的地震波成像方法。与单程波方程偏移方法相比 ,其计算效率要高很多 ,便于输出角度域的共成像道集 ,有利于开展波动方程偏移速度分析。DSR方程全偏移方法对计算机条件要求太高 ,且对地震勘探中大量存在的窄方位三维地震数据不太适用。文章结合DSR方程叠前深度偏移的波场传播算子与成像条件 ,讨论了它在窄方位三维地震数据成像中的应用问题 ,对比分析了几种稳相近似DSR方程偏移方法的特点与适用条件。数值试例表明 ,基于DSR方程的窄 (共 )方位角叠前深度偏移方法对盐丘 (或礁体 )、古潜山等复杂构造具有很强的成像能力 ,值得在石油天然气勘探中推广应用。

混合法炮集三维叠前深度偏移

混合法深度偏移是一种精度较高的偏移方法,它在频率空间域和频率波数域交替实现波场外推,具有适应横向变速和陡倾角的优点。Fourier有限差分法(FFD)是一种典型的混合法,但计算表明,该方法用于三维 SEG/EAEG模型的叠前深度偏移时,由于速度的剧变,波场外推会产生不稳定现象,文中提出了一种新的三维混合法偏移,计算表明,该方法比Fourier有限差分法更加适应横向剧烈变速情况,没有不稳定现象。用该方法对SEG/EAEG模型的炮集数据进行了三维叠前深度偏移,取得了较精确的成像效果,该方法具有较大的实用价值。

乌拉尔-伏尔加区块高精度速度建模

乌拉尔-伏尔加区块地质认识程度仅限于从周围油田获得的地质信息。作者根据常规速度分析资料作为偏移速度分析的初始速度模型和主要约束研究,对乌拉尔-伏尔加区块层速度进行修正分析。由此建立的速度模型,同一层速度差异不大,速度模型和偏移剖面吻合较好,盐丘边界清楚准确,说明速度模型准确合理,能够消除巨厚盐丘上覆地层影响,为进一步的勘探提供地质依据。

复杂介质最小二乘叠前深度偏移成像方法

随着勘探开发的逐步深入,成像精度要求也越来越高,许多高精度偏移成像方法应运而生.本文推导并实现了最小二乘偏移(LSM)方法的理论及算法,通过对SEG-EAGE盐丘模型的偏移试算,证实了LSM方法对复杂构造模型具有较好的适应性和较高的成像精度.通过对LSM成像结果与傅立叶有限差分(FFD)方法和带误差补偿的频率-空间域有限差分(XWFD)方法及高阶广义屏(GSP)方法成像结果对比表明:LSM方法对复杂模型具有较好的适应性,尤其对中深部储层成像精度有了一定的提高.