井炮同步激发采集技术在塔北—塔中沙漠区的应用

近年来,塔里木油田在台盆区沙漠地带采取“区带整体部署,集中高效采集”的方式加快该区高精度三维地震资料全覆盖部署,地震资料采集面临工作量大、采集时窗短、多支队伍同时施工等诸多挑战。多支地震队施工距离较近造成的数据混叠严重影响深层有效弱信号,通过延长激发时间间隔和轮换交替施工方式势必大幅降低生产效率。为此,通过室内数值模拟定性分析及工区内大炮检距、长排列试验资料和现场录制的120 s长背景记录定量分析,综合建立数据混叠分析时间—空间图板,明确了沙漠区数据混叠的类型及产生机理,提出不同距离条件下井炮激发方案,并成功应用于富满油田Ⅱ区2408 km2沙漠连片三维地震采集。生产实践表明,所提方法可有效地规避数据混叠,在此基础上,采集日效提高约35%,确保了项目优质、高效、按期完成,夯实了油气高效勘探开发资料基础,为大沙漠区连片三维采集提供了借鉴,也为改进防重炮装备系统提供了技术思路。

井炮同时震源混叠数据分离技术

在地震勘探中,随着炮道密度的快速提升和大块三维的不断部署,海量的炮工作量对井炮“交替式”激发效率提出了严峻挑战,同时震源技术是提高井炮激发施工效率的有效方法,但存在混叠数据分离的难题。为了解决该难题,对混叠地震数据进行稀疏变换,分析稀疏域中有效信号与混叠噪声在连续性方面的特征差异,以此为基础,开展基于广义同步压缩曲波变换和最小二乘匹配滤波的井炮同时激发混叠地震数据的分离方法研究。广义曲波变换消除常规曲波变换产生的拖尾效应,为混叠地震数据提供了精细的多方向和多尺度分解,同步压缩方法用于精准地重新分配各向异性局部波矢量的能量,广义同步曲波变换以更佳的分辨率和更高的保真度分离有效信号和邻炮干扰噪声,以最小二乘匹配滤波为正则项约束,保证在滤除噪声的同时保护有效信号。数值模拟和实际地震单炮模拟混叠数据分离测试结果表明,与矢量中值滤波方法相比,该方法能够更好地分离混叠地震数据,能较好地保护有效信号。利用缩短井炮激发时间间隔的高效激发方式在SH三维工区进行了混叠高效采集试验,混叠数据分离后的成像效果与常规逐炮激发资料的成像效果相当,验证了井炮同时激发混叠数据分离技术的可行性。研究结果表明,井炮同时震源能够大幅度提高野外放炮效率,缩短野外地震激发时间间隔,经过室内数据分离处理,得到与常规井炮逐炮激发同等质量的地震数据。

地震勘探用混叠激发控制系统设计与实现

高效混叠采集是一种高精度地震勘探新作业模式,可大幅缩短野外地震勘探作业的周期,降低采集成本,而激发源控制是该新作业方法的核心内容之一,其控制时间的精度和随机性都将直接影响采集资料的品质。提出一种混叠激发控制系统的设计方法,采用基于MAX-7Q、STM32L475、SDINBDG4-16G-XI1等器件的低功耗设计技术,结合周期性启动MAX-7Q模块进行时钟同步算法,使用地震检波器拾取的数据作为种子,生成数值大小、偏差程度可控的随机数作为抖动激发时间。测试结果表明,设计系统的激发控制时间数据的抖动值具有数值大小、范围可控,随机性强的特征,满足混叠激发作业技术需求。

海上拖缆双源随机激发地震混合采集及波场分离

海上拖缆多震源混合采集技术因其能提高采集密度和覆盖次数而在国外得到发展和应用,但在国内尚处于研究和试验阶段。这里结合国内实施的海上拖缆双源随机激发地震混合采集试验的数据结果,阐述了多震源激发延迟时间的设置、多震源波场分离关键技术。首先基于多震源分离准则优选了拖缆双源随机激发延迟时间,并在南海进行了双源随机激发拖缆三维采集试验,获得了混合震源地震数据;然后利用混叠噪声在非炮域离散不相关的特点,在共偏移距域采用迭代多方向矢量中值滤波去噪,实现了混合数据的波场分离,得到了单炮记录。为了与常规采集效果对比,使用跟常规地震资料同样的处理流程和参数,进行了各种噪声压制及叠前时间偏移处理。与常规采集的资料处理结果对比表明,拖缆双源随机激发地震资料信噪比得到了提高,成像得到了改善,尤其是断面、断层阴影区、古近系地层和洼陷内幕结构成像改善较大。

基于迭代去噪的多源地震混合采集数据分离

多源地震混合采集采用随机线性编码方式同时激发多个震源,检波器连续接收地震信号,获得波场混叠的炮记录.该采集技术能够显著提升采集效率和成像质量,其实现关键在于炮分离,即将相互混叠的多源波场数据彼此分离,获得传统采集的单炮记录.最小平方算法只能得到伪分离记录,不能去除混叠噪声.在高混合度的混叠数据中,混叠噪声的能量往往数倍于有效信号,炮分离难度倍增.但在伪分离记录中,该噪声在除共炮点道集以外的其它时域均为随机分布.本文研究提出了一种多时域组合迭代去噪的炮分离技术:通过运用多级中值滤波与Curvelet阈值迭代去噪算法,在不同时域根据混叠噪声特性采用相应的去噪手段,并设计迭代算法优化炮分离结果.实际资料处理结果证明:将本方法应用于高混合度的混叠数据,无论是分离质量还是计算效率,都有明显提升.

基于稀疏反演的多震源地震混合采集数据分离技术

多震源地震混合采集数据(混叠数据)目前还不能直接采用传统的地震资料处理流程处理,必须先进行分离。基于滤波思想的分离算法可以初步实现对混叠数据的分离,但是当有效信号完全淹没在强噪声中时,该算法的分离效果较差,有效信号会受到损害。提出了一种基于稀疏反演的多震源数据分离算法,实现步骤是:首先输入野外采集的混叠数据,将其从炮集抽取为共检波点域或共炮检距域道集,使得来自邻炮的记录数据变成非相干噪声;然后通过稀疏反演,采用L1模的阈值噪声压制算法估计出混叠数据的噪声;最后从混叠数据中减去估计得到的噪声,从而分离出有效信号。模拟和实际数据测试结果表明,该方法能对混叠数据进行有效分离,很好地压制混叠噪声和保护有效信号。

基于多t-x域联合的多震源地震数据混叠噪声分离方法

随着多震源同时激发采集方法在地震油气勘探领域的应用逐年增加,许多学者对其关键技术多震源地震数据混叠噪声分离进行了研究,就目前为止,仍需开展保真度更高的方法研究。基于以下设想:对多震源地震数据做正常时差校正(NMO),可以加强反射信号的线性分布程度(尤其在共中心点CMP道集内),并扩大反射信号和混叠噪声的分布差异;单域分离混叠噪声,仅针对混叠噪声和反射信号的某一分布特性差异进行分离,多t-x域联合分离可综合利用各t-x域内混叠噪声和反射信号在各域内的分布差异,其分离效果更好。首先,通过对多震源数据CMP道集做NMO以强化反射信号的线性程度、扩大随机分布混叠噪声的离散程度,利用中值滤波分离大部分混叠噪声,再在其他t-x域内(如共炮点CSG道集、共检波点CRG道集和共偏移距COG道集等)根据残余混叠噪声分布特征利用随机噪声衰减等方法进一步分离,并在整个分离处理中使用保幅处理方法。提出的多t-x域联合分离混叠噪声方法,经理论数据验证,相较于单域分离方法可以有效且保真分离多震源数据中的混叠噪声,并对其他噪声和横波有一定的压制作用;实际数据应用效果表明,该方法比单域方法分离效果较好,叠后成像效果品质较高。多t-x域联合分离混叠噪声方法,能够稳定、可靠和保真地分离多震源地震数据中的混叠噪声。

Radon域下的K-SVD字典的混采分离

基于地震反演来分离混采数据的方法,笔者提出用K次迭代奇异值分解(K-SVD)来更新Radon域下混叠信号中的字典原子的方法:在同步源采集和地震稀疏反演的背景下,将混合地震信号的分离视为稀疏反演问题,将共检波点域的数据表示在Radon域内,此时有效信号同相轴收敛;对数据阈值滤波后进行分块字典学习,进一步稀疏地表示地震数据;最后,固定字典,更新恢复信号和稀疏系数完成分离。模拟和实际资料处理结果表明:该方法对于混采数据的分离相对中值滤波、小波变换等更有效、分离质量明显提升,可应用于实际混叠数据中。

三维多震源混合采集数据波场分离方法研究

混合采集由于单炮间的激发间隔远小于常规采集情况,具有采集周期短、作业成本低的优点,近年来,该项技术得到许多学者和石油公司的青睐;但在实际应用中,这种特殊观测系统的采集质量受波场分离因素的制约,许多学者开展了大量的工作研究;但对于三维多震源混合采集数据波场分离仍面临精度的制约。首先阐述了三维多震源混合采集的观测系统;并对其进行数值模拟。然后将稀疏反演方法应用于三维混采数据分离,建立了相应的公式;并使用该分离方法对模拟的混合数据进行波场分离,得到了满意的分离结果。通过对模拟数据的计算,验证了三维多震源混合采集数据波场分离方法的有效性和适用性。

基于稀疏反演的同步震源地震数据分离方法

同步震源混合地震数据的有效分离方法是同步震源采集技术得到广泛应用的关键之一。为此,在时间随机抖动的混合采集框架下,提出了一种同步震源混合地震记录分离方法。首先将未混合的共炮点记录作为训练样本,基于字典学习,得到学习型字典;然后基于稀疏反演构造分离混合地震记录的反问题表达式,并将待分离记录基于学习型字典的稀疏表示作为约束项,利用交替迭代策略进行求解。复杂模型数据和实际资料算例表明,与基于局部离散余弦变换的稀疏反演结果相比,利用字典学习能够有效提高分离结果的精度,为后续的地震信号处理提供高质量的数据。

超高效混叠地震采集实时质控技术

可控震源超高效混叠地震采集在数据量、记录特征、作业方式等方面均较以往其它高效采集技术存在较大差异,这给野外实时质控技术带来了巨大挑战。为此,研发了一套适应于超高效混叠地震采集作业方式的实时质控技术。通过搭建光纤网络环境,分析连续记录的数据特征,搭建基于用户数据报协议(UDP)的局域网,并分析问题排列出现的时空位置与炮点的对应关系,实现了数据文件的高效传输,连续记录的数据质控,排列状态与质控信息传输以及问题炮信息的实时反馈。融合以上方法形成了超高效混叠地震采集实时质控技术,该实时质控技术在实际应用中能够快速、准确地监测出数万道有线检波器采集的排列和数据质量问题,以及受此影响的不合格炮点,弥补了以往技术不能适应超高效混叠地震采集作业方式的不足,满足了现场对质控精度和效率的要求,达到了及时提醒野外整改排列和补炮的目的,提高了野外施工质量和效率,节约了勘探成本。

混采地震数据高效高精度分离处理方法研究进展

高效率采集是提高“两宽一高”采集效率的有效方式。对高效率地震数据采集和处理方法进行了综述,着重介绍了混采地震数据的高效高精度分离方法研究进展,包括:噪声压制类方法、反演类方法和预测相减类方法,并对各类方法的发展进行了评述。噪声压制类方法效率高、较稳定、易实现;反演类方法可以获得比噪声压制类方法更高信噪比和保真度的结果,但计算效率有待提高;预测相减类方法可以获得精度很高的分离效果,但算法受预测波场精度的影响,稳定性较差。基于3类方法的特点,分析认为多方法联合是混采地震数据分离处理的主要发展方向,多方法联合将进一步提高数据分离的精度和效率,并且适用于复杂地区的混采地震数据分离,从而拓宽“两宽一高”采集方式的应用范围,提高勘探精度,推动行业发展。

基于反距离加权法的混采地震数据分离方法

为将混合地震记录分离为单炮地震记录,笔者采用基于反距离加权的迭代分离方法,在非共炮点域对伪分离数据进行混叠噪声的压制,将其变换回共炮点域,得到分离后的单炮地震记录。模拟数据和实际数据的处理结果证明,本方法能够有效地实现混合数据分离。相较于单独使用多级中值滤波方法,本分离方法能更好的保留有效信息。

小容量六源混合采集技术在巴伦支海的应用及对南黄海海相地震勘探的启示

巴伦支海和南黄海具有大致相同的地震地质条件,由于浅部发育的区域性强反射界面,造成可用地震入射孔径窄,地震照明密度不足,海相油气目标层成像品质下降.在巴伦支海的油气地震勘探中,为有效提高地震照明密度,同时保持较高的采集作业效率及满足对海洋生物无伤害的环保要求,采用了一种新的小容量六源海洋混合采集方法,实现了更密集和更均匀的激发点分布,成倍地提高了地震照明密度,改善了强反射界面之下的油气目标层地震成像效果,提高了空间和时间分辨率.本文介绍了三维拖缆小容量的六源混合地震采集的技术方法和在巴伦支海高地的应用效果,分析了在具有类似地震地质条件的南黄海海相地震勘探中的应用前景,提出了地震资料采集方案建议.

基于时间窗边线检测和多级中值滤波的混采数据分离

针对多源地震采集技术中的混采数据分离,提出了一种时间窗边线检测和多级中值滤波方法.该方法利用了伪分离记录在非共炮点域,混叠噪声呈随机分布的特性.首先设计一个合适的时间窗口并且设定时间窗边线阈值,然后对转换到非共炮点域的伪分离记录进行检测,对不满足阈值条件的窗内记录进行滤除,接着对伪分离记录进行多级中值滤波,进一步压制残余噪声,并且利用时间窗边线检测和多级中值滤波对过滤信号进行有效信号提取,最后把伪分离记录转换回共炮点域从而实现混采数据分离.与常规的混采数据分离技术相比较,采用时间窗边线检测和多级中值滤波方法拥有更高的信噪比.

一种基于同相轴追踪的炮混叠记录分离方法的研究与应用

海上地震勘探中为提高采集效率会采取连续采集方案,导致地震记录尾端与下一炮起始记录重合,这种现象对浅层地震处理影响不大,但是会完全掩盖深层地震信号.由于混叠噪声与真实信号属于同方向及同震源采集,其频谱完全重叠,常规的噪声压制方法无法完全压制混叠噪声.本文提出了一种基于同相轴追踪的混叠记录分离方法,利用时域上混叠噪声与真实地震信号时距曲线的曲率差异得到混叠噪声的模型,再利用最小平方约束反演方法进行自适应相减,使有效信号误差最小,最终完成混叠炮集分离.通过理论分析与正演测试,混叠衰减的关键在于求取可靠的混叠模型,而自适应衰减则控制细微振幅与相位差异.通过对实际地震资料进行处理,并与F-K滤波方法进行了对比,证实了该方法的有效性.