非零偏VSP技术在油田复杂断块开发中的应用

非零VSP是一种地面激发,井中接收的地震观测技术.其信号能量强,频带宽,波场信息丰富.能够获得"三高"的地震反射信息.针对复杂断块油田开发后期的精细描述,非零VSP是一项有效的开发地震技术手段.多年来,在三维地震资料品质较差情况下,VSP是对三维地震信息的一种补充,解决了辽河油田复杂断块开发中存在的小断层、薄砂体认识不清的许多地质问题.为油田复杂断块开发提供了一种有效的技术手段.

三维三分量VSP多种波场分离方法对比

本文就VSP波场分离的有效手段问题进行了讨论,其中对比了f-k滤波、逐波分离迭代优化和局部参数反演等三种波场分离方法。传统的f-k滤波要求空间采样间隔足够密,而逐波迭代优化法弥补了传统的f-k滤波的不足,解决了实际资料存在的空间采样不规则、子波变化等问题,该方法是一个时间域迭代的整体非线性优化方法,但其缺点是需要手工拾取各同相轴的时间。局部参数反演方法是将波场视为矢量,结合三个分量进行反演的矢量波场分离方法。本文通过对速度和偏振角度施加约束条件达到方法优化的目的,实现了上、下行纵横波快速有效反演,得到了与真实波场较好近似的波场信息。通过对A地区的实际资料进行波场分离及VSP-CDP叠加处理,表明局部参数反演的矢量波场分离是一种实用、可靠的波场分离方法。

多方位Walk-away VSP处理方法

从观测系统的定义、抽道集、速度分析、波场分离、纵波和转换波深度域成像等方面对多方位Walk-away VSP资料处理方法进行了讨论。首先利用数据分选技术从三维数据体中抽取不同方位的Walk-away VSP数据;然后通过综合三分量定位处理和中值滤波、f-k滤波、τ-P变换、偏振分析等波场分离方法,将上行反射纵波(P-P波)和转换波(P-SV波)分离出来;最后根据速度分析结果建立速度模型,进行深度域偏移成像,得到纵波和转换波的成像剖面。在垦71井区利用多方位Walk-away VSP资料处理方法获得了很好的成像效果,偏移剖面与高精度三维地震剖面的品质相当。

复杂山前带有偏VSP数据处理方法研究

复杂山前带具有地表起伏大、地下逆掩推覆构造倾角大、断层关系复杂等地质特征,采用传统有偏VSP数据处理方法难以解决复杂山前带构造成像问题。为此,针对波场分离、静校正、成像方法和速度建模等VSP处理的几个关键环节提出了新的思路和方法。波场分离采用了F-K滤波与逐点偏振滤波相结合的方法,实现了复杂波场的有效分离。为解决静校正问题,改变了VSP成像策略,由传统的时间域成像改为深度域成像,成像后再进行统一基准面校正,从而消除了多方位有偏VSP传统成像剖面间的闭合差。在成像方法上,采用克希霍夫深度域积分成像方法,并根据VSP观测的特点,采用零偏VSP与有偏VSP初至时间计算积分成像中的关键参数———观测时间。将该方法应用于库车复杂山前带相邻两口井的VSP资料处理中,处理结果与钻井结果吻合良好。

Radon变换在VSP波场分离中的应用

从数学上讲,Radon 变换表示一种映射关系。VSP 观测中的上、下行波通过这种关系可以分别映射到τ-p 平面的正、负半平面上,从而使上、下行波得到分离。利用 Radon 变换,并考虑波的振动特性,还能将上、下行的纵、横波进行分离。为了提高 Radon 变换的分离效果,除对波场的边界处采取平滑处理之外,在沿某一斜率叠加时,应尽量选取与此斜率相近的波参与叠加,对于偏离此斜率较大的波给予适当的压制。

垦71井区三维VSP资料波场分离方法应用研究

三维VSP资料是多偏移距VSP资料,资料中多种类型的波叠合在一起形成复杂波场。从复杂波场中分离出单一的保幅反射波波场是三维VSP波场分离的重要工作。常规二维VSP波场处理方法单一,难以适用于复杂的三维波场处理。针对三维VSP资料的波场特点,以分离上行反射P波为例,将单一波场分离方法加以适当组合,对垦71井区三维VSP实际资料进行了应用研究。结果表明,波场分离处理中叠加消去法和中值滤波相结合以及F-K滤波和中值滤波相结合的方法克服了单一方法的缺陷,波场处理后获得了波组特征明显、波场清晰单一的上行反射P波保幅波场,取得了较好的波场分离效果。

VSP浮动坐标系偏振滤波

偏振滤波是三分量VSP纵、横波波场分离最常用的方法之一。在传统的偏振滤波方法中,偏振角的计算是基于直达波的传播方向而确定,没有针对所需要的上行波。本文通过建立针对反射波的主能量方向计算偏振角,建立随反射深度变化的坐标系,即浮动坐标系,以有效提高波场分离精度。理论模型试算和实际资料处理结果表明,在浮动坐标系下,偏振滤波方法以所需波场为基础,能够实现波场的最优分离。

VSP波场分离

视速度和偏振是地震波的两个重要特性。根据 P 波和 S 波运两个特性的差异,就可以分离 VSP 波场。本文所用的 VSP 波场分离方法综合考虑了视速度特性和偏振特性。在三分量 VSP 资料(H_1、H_2、Z)中,可将其两个水平分量H_1、H_2按矢量合成方法求出总水平分量H,再根据地震波的视速度特性,将 H 和 Z 分量经τ-p 正变换得到τ-p 谱 U_H和 U_Z;然后根据地震波的偏振特性,在τ-p 域由 U_H 和 U_Z 得到 U_P 和 U_(SV),即 P 波和 SV 波的τ-p 谱。最后,再将U_P U_(SV)经τ-p 逆变换得到 P 波和 SV 波。用这种方法对理论模型和野外实测三分量 VSP 资料进行了处理,效果良好。

3D3C VSP资料矢量波场分离方法的研究

本文介绍的矢量波场分离方法可实现对多分量非零井源距VSP资料的波场分离,该方法是一种局部参数反演方法,假定单道记录由上、下行纵波和上、下行横波叠加而成,每种波由傅里叶分量(波形)、视慢度和偏振角度构成。再利用邻近几道记录在有效频带内建立该反演问题的正演模型。当对多分量VSP资料进行波场分离时,往往要在正演模型中引入偏振矢量,这样就增加了反演问题解的惟一性和稳定性,但带来了非线性化问题。本文利用施加约束条件的优化方法,快速有效地计算出最优的偏振角度、速度值,克服了这种非线性问题,并通过求解此线性方程组得出各个波的傅里叶分量信息,最终由逆傅里叶变换到时间域实现了波场分离,也附带求出了各种波(上、下行纵波和上、下行横波)的速度和偏振角度等参数。经过对多分量非零井源距VSP模型数据及实际资料进行波场分离处理,验证了该方法的稳定性和实用性。

三维VSP资料波动方程叠前深度偏移研究

已有的一些三维VSP资料处理方法,存在保幅性较差、对复杂构造不能正确归位、成像分辨率低、噪声强和计算效率低等问题,为此,提出了三维VSP资料波动方程叠前深度偏移成像方法,其实质是把地表数据的三维单程波动方程叠前深度偏移成像方法推广应用到三维VSP数据。对方法进行了阐述,其基本原理是将三维VSP数据按井中检波器的位置抽成共检波点道集,对共检波点道集进行三维叠前深度偏移。实现过程为将VSP波场分解为背景波场和扰动波场,背景波场采用相移法偏移,扰动波场采用频率空间域有限差分法偏移,然后对偏移后的上下波场进行相关处理,获得成像结果。数值模拟证明方法正确可行,实际应用表明方法实用。

二道递归滤波VSP波场分离方法

上行波和下行波的分离是垂直地震剖面(VSP)资料处理的重要环节之一。本文提出一种用二道递归滤波分离 VSP 波场的新方法。这种方法在假定地层为水平层状介质的前提下,从一维波动方程出发,导出了相邻两道 VSP 记录的上行波和下行波计算公式。由于该方法参与运算的记录只有两道,因此,可以在资料道数少而其他方法又无能为力的情况下把波场分开。方法允许不均匀的检波点距,且不存在空间假频现象和混波效应。理论模型试算和实际资料处理的结果表明,该方法是切实可行的。

基于Qt的VSP波场分离系统的设计与实现

VSP技术是近几年发展比较迅速的一种重要地震观测方法,如何有效地分离上、下行波,是应用VSP资料所要解决的首要问题。介绍了几种常用的VSP波场分离方法原理及其实现步骤,利用跨平台的C++图形用户界面库Qt,开发了VSP波场分离系统。系统操作界面友好、功能强大,已在实际资料处理中得到很好的应用。

基于声波散射理论的零井源距VSP波场数值模拟方法

为了精确求解零井源距VSP波场记录,基于体积分方程提出了一种预条件最小二乘的数值计算方法。根据声波散射理论,将频率域一维声波方程通过格林函数表达为Lippman-Schwinger积分方程;在此基础上利用矩形积分公式将第二类Fredholm积分方程的求解问题转化为大型线性方程组的求解,为后续的精确计算奠定了基础;然后,使用最小二乘方法直接求解全波场,而不是通过迭代方法逐步将散射分量加入到全波场中;通过引入预条件算子,使数值计算过程更稳定;最后,以阶梯状模型和用实际测井数据建立的模型为例,利用提出的方法求解VSP波场,并与常用的有限差分方法结果对比,验证了利用所提方法进行零井源距VSP波场模拟的有效性。

VSP波场延拓求三维速度场

本文利用"相移法"波场延拓,把VSP上行反射波共检波点道集的炮点向下延拓至检波点所在的水平基准面上。延拓后的道集与地面资料类似,再进行速度分析可得到检波点以下地层的均方根速度,弥补了VSP旅行时反演不能求井下伏地层速度的缺陷。对塔里木轮古38三维VSP井区不同方位的walkway线进行速度分析,最终获得目标区域的三维速度体。

VSP弹性波方程正演模拟与波场分析

本文采用的VSP弹性波方程交错网格高阶差分法网格频散小、边界吸收精度高。不同井源距VSP正演结果表明,随着井源距增加,波场干涉对直达波影响加重、各类波场非线性特征趋于明显、能量分布特征变化增大,特别是上行反射P波与上行转换SV波视速度差异变小。这些结果在三维VSP处理中都要有足够的重视。

基于波场外推的3D VSP波动方程深度偏移成像方法研究——以胜利垦71-检41井为例

针对3D VSP成像方法中的保幅性差、对复杂构造的归位不准、分辨率低等问题,提出基于波场外推的波动方程深度偏移成像方法。该方法以三维声波方程为出发点,对有限差分法进行误差补偿,多方面确保成像的稳定性,并充分考虑到波场在地下传播过程中的绕射和折射效应,避免了Kirchhoff方法中的高频近似假设和在复杂构造区的焦散及多路径现象。实现过程是将三维VSP数据按井中检波器的位置抽成共检波点道集,对共波点道集进行三维叠前深度偏移,对偏移后的数据进行同深度叠加。该成像方法在胜利垦71井区3D VSP实际资料处理中取得了比较好的成像效果。实际处理结果证明:该方法正确、可行、实用。

非线性最小二乘法在三维VSP波场分离中的应用

传统的VSP波场处理多是假定波传播是在波形和振幅均一的条件下完成,这种假定条件对于现实的不规则空间采样、多变的子波和噪声因素是不存在的。针对以上因素的影响,提出允许接收到的波在振幅和初至时间上相互独立存在,处理并运用包含非线性最小二乘法和特征值的最优迭代方法,每次选取出具有某种特征的波,当具有较强特征的波被选取后,弱特征性的波就变强,重复以上步骤,完成对波场的选取过程。该方法对各种波场都适用,VSP数据量相对较小,对该方法不存在计算的局限性。实际数据处理证明,该方法应用于VSP波场分离优于常规分离方法,对提高VSP处理精度具有重要意义。

VSP波场极化特征分析

本文从波场的矢量特性出发,导出任意矢量在以直达波极化角建立的坐标系各坐标轴的投影关系式,指出传统的极化滤波方法除正交方向外,其他方向的波不能实现完全的波场分离。并进一步提出建立单道极化角度谱,在时间方向上帮助识别各波场的极化角关系;建立沿层极化角度谱,帮助分析某一反射层特定波的沿层极化角的变化规律,从而有效确定极化角。

二维波场变换及VSP波场分离

二维波场变换主要是二维傅里叶变换和τ-p变换。利用傅里叶投影定理可以把这两种变换联系起来,形成一个可逆序列的二维波场变换。在这个变换过程中,t-z域数据可沿两条路径变换到ω-k域、ω-p域和τ-p域。本文介绍的一套软件实现了上述可逆序列二维波场变换。把这一套软件用于VSP波场分离,取得了较好的效果。

三维三分量Walk-away VSP处理方法及效果分析

针对三维三分量Walk-awayVSP数据的特点,从观测系统定义、数据提取方法、抽道集、波场分离、纵波和转换波的一维深度域成像等方面进行了研究,初步形成了一套间接的三维VSP处理方法。在对垦71井区VSP数据的处理中,利用三分量处理和线性滤波、F—K滤波及基于τ—P变换和偏振分析的联合波场分离方法有效地分离出上行纵波和转换波;根据速度分析和一维速度模型在深度域对上行纵波和转换波进行成像,分别得到了两个成像剖面,其中转换波成像具有更高的分辨率和信噪比,显示出其良好的应用前景。