宽/窄方位三维观测系统对地震成像的影响分析——基于地震物理模拟的采集方法研究

“在复杂地区采用宽方位还是窄方位观测问题”,成为近十年中三维地震方法研究的一个热点问题。考虑到该问题的复杂性,本文结合中国东部滩海地区的地质特点,选择了一个水退模式扇形薄砂体构建地质模型,设计了16线4炮全方位和6线4炮窄方位两个观测系统,对扇体进行了地震物理模拟分析。通过对三维偏移数据体时间切片的宏观全局分析和偏移剖面的微观局部分析,得出如下认识:在上覆地层相对平缓、速度横向变化不大的地质背景下,通过采用CMP叠加偏移处理,宽方位和窄方位三维采集都能对地下目标实现基本正确的地震成像,且两者的成像分辨率基本相当。

不同介质模型的双聚焦计算方法

双聚焦计算方法模拟了两个三维波场响应过程:一是三维波场正演过程;二是三维波场叠前偏移过程,因此双聚焦算法的关键在于波场外推。不同介质模型采用不同的波场外推方法:直接外推法适用于最简单的均匀介质模型;大步长逐层递推法适用于层状均匀介质模型;小步长三维网格递推法适用于复杂介质模型。实际应用表明:针对复杂地质目标的双聚焦成像空间分辨率和照明强度预测,对于优化三维观测系统设计和提高地震成像质量具有重要作用。考虑到三维正、反向波场递推的计算量极大,建议在多节点的并行机上进行复杂介质双聚焦方法的软件开发。

一种新的混合相位反褶积方法

在地震资料处理中,常用预测反褶积方法提高地震资料的分辨率,它具有两个基本的假设条件:①地震子波是最小相位;②反射系数序列是随机过程。上述假设条件与实际地震子波的混合相位存在较大差别。为此,笔者在借鉴前人研究的基础上,提出了一种新的混合相位反褶积方法。其实现过程为:①根据地震记录的自相关和地震子波自相关之间的关系,由最小二乘法拟合出地震子波的振幅谱,进而计算出地震子波的自相关;②利用计算出来的地震子波自相关设计一个最小相位滤波器,然后加一个延迟量于自相关函数的主对角线上,将最小相位反滤波器分解为一个长度很短的滤波器,再与一个长度较长的滤波器进行褶积,可得到一系列的混合相位子波和混合相位滤波器;③将得到的混合相位滤波器和原始地震道进行褶积,选取一定的判别准则,以选出最佳的混合相位滤波器以及相应的混合相位子波。通过模型试算和实际资料处理可知,分时窗反褶积的效果要好于单时窗反褶积,混合相位反褶积效果好于最小相位反褶积。在分时窗求取地震子波时,为了得到更好的反褶积效果,要注意时窗宽度与算子长度之间的关系。

孔洞物理模型的地震属性特征研究

文中介绍了孔洞物理模型实验的设计、制作方法及模型数据采集、处理的过程,并在解释层位的基础上,利用物理模型进行孔洞的地震响应特征研究,分析了孔洞的分布形态和孔洞内不同流体对地震属性的影响以及它们之间的关系和变化规律。分析结果表明:有一定发育规模且顶、底和洞壁保存相对较好的孔洞在偏移剖面上表现为背景差异明显的强短反射,且当孔洞内含气时,孔洞绕射最严重、串珠状特征最明显;主振幅和积分最大值/最小值属性对孔洞内流体的反映最敏感,洞内含气时属性值变化最大,含油次之,含水最小。上述地震属性特征可为孔洞及其所含流体的识别提供有益的帮助。

混合相位反褶积在地震资料处理中的应用

实际地震资料处理中的子波是混合相位,对此提出一种改进的混合相位反褶积流程。在地震道中抽取一个标准道,利用谱模拟的方法求出地震子波的自相关;利用计算子波的自相关,设计了一个最小相位的滤波器,增加一个延迟量于自相关函数主对角线上,将最小相位滤波器分解为一个长度很短的滤波器和一个长度较长滤波器的褶积,得到一系列混和相位的子波和混和相位滤波器;将这些混和相位滤波器与原始地震道进行褶积,选出最佳的混和相位滤波器。通过理论模型与实际地震资料对比,证明混和相位反褶积优于最小相位反褶积。