基于波动方程的反馈迭代层间多次波压制方法可分为基于延拓数据的共聚焦点(Common Focus Point，CFP)方法和基于地表数据的Jakubowicz方法。与需要波场延拓的CFP方法相比，Jakubowicz方法直接利用地表数据分离得到波场进行多维褶积与相关来预测层间多次波，具有计算效率高，不依赖地下速度的优势。在简要介绍基于地表数据分离的层间多次波压制方法原理的基础上，针对地下介质中存在多个强反射界面的情况，重点论述了逐层消除层间多次波的递归实现过程。模拟数据和实际地震资料试算结果表明，基于地表数据分离的层间多次波压制方法能够有效地衰减层间多次波，恢复有效信号。
与常规纵波地震资料相比,多波多分量地震资料含有更为丰富的弹性波场信息,因此,研究多波多分量弹性波场的逆时成像方法可以更好地挖掘其潜在的应用价值。从非均匀各向异性介质弹性波波动方程出发,尝试从弹性波正演过程来计算纵波/准纵波初至走时,并以此走时作为弹性波联合叠前逆时成像值的筛选条件;同时给出了具体的逆时成像原理和计算步骤,并引入基于散度和旋度的纯纵、横波的波场分离算子,最终实现了弹性波波场中混合波场、纯纵波和纯横波(转换波)波场的联合逆时成像。均匀弹性介质模型算例验证了所提出的走时计算方法的准确性和有效性;各向异性弹性介质模型的数值模拟试验结果表明,所给出的弹性波联合叠前逆时成像方法能够考虑介质岩性和构造特征的复杂变化,获得符合理论和实际地质情况的成像结果。
Ricker类地震子波是由Ricker子波演变得到的零相位三参量理论子波，通过适当的简化，得到了二参量C子波，参量独立地控制波形特征。以两个波形参数(主、旁瓣极值比和主、旁瓣宽度比)来定量表征C子波，发现C子波(Ricker类子波)比常规的Ricker子波、宽带Ricker子波波形更为丰富。基于C子波的匹配追踪算法，以该类子波构建原子库，建立包络瞬时频率与子波参量的定量关系，通过“三步法”实现地震信号的分解。模型试算结果表明了该算法的有效性，时频谱具有较高的时频聚焦性，C子波比Ricker子波更适用于时变记录的匹配。基于C子波库对实际地震资料进行匹配追踪，分频结果取得了较好的解释效果。
针对子波相位提取不准确影响反褶积后地震剖面分辨率的问题，提出了一种基于纯相位滤波器的子波相位校正方法来校正子波残余相位，以提高反褶积后地震剖面的分辨率。该方法采用自回归滑动平均(Autoregressive moving average,ARMA)模型和单位化振幅谱的方式构造纯相位滤波器，以描述任意特性的子波残余相位;在最大方差模准则约束下，采用改进的粒子群算法对子波残余相位进行寻优，最终实现反褶积结果中子波残余相位的校正。正演模拟数据和实际地震资料处理结果表明了该方法的有效性和实用性。
为了提高地震资料各向异性参数谱的精度和分辨能力，基于各向异性介质反射波时距曲线方程，针对各向异性介质中纵波各向异性参数的提取技术，引入选择性相关法，对各向异性参数谱的绘制方法进行改进，提高了各向异性参数提取的精度。理论模型测试结果证实，引入选择性相关法后得到的各向异性参数谱的分辨率明显提高，能够有效地识别出薄层信息。弱各向异性地区实际地震资料的应用试验结果表明，采用改进后的方法进行各向异性参数分析，可以减小大炮检距地震道集的动校拉伸畸变，改善复杂地区地震资料的成像质量。
反褶积是提高地震记录分辨率的有效手段,它一般基于平稳子波假设。由于地层的非完全弹性性质，实际地震记录往往表现出非平稳性，因此直接对地震记录进行反褶积处理很难达到提高分辨率的目的。提出了基于衰减补偿的高分辨率处理方法，该方法首先利用稳定的反Q滤波技术对地震记录的衰减能量进行补偿，同时进行相位校正，消除其非平稳性;然后利用Wiener反褶积来压缩地震子波，扩展其频带宽度，提高地震记录的分辨率。对比了Wiener反褶积、时变Wiener反褶积和基于衰减补偿的高分辨率处理方法(稳定的反Q滤波+wiener反褶积)在合成数据和实际资料中的应用效果。结果表明，基于衰减补偿的高分辨率处理方法可以有效提高非平稳地震记录的分辨率。
地层中的断层、裂隙(缝)和孔洞等小尺度地质目标体是常见的油气运移通道和储集体,对油气勘探具有重要意义。这些地质目标体的地震响应为弱能量的绕射波,在偏移成像前进行反射波和绕射波的分离,然后实现绕射波成像,有利于识别这些目标体。常规绕射波分离方法主要基于反射波与绕射波的运动学特征差异。频率-空间域的奇异值谱分析方法同时利用反射波与绕射波的运动学和动力学特征差异,压制共偏移距道集中具有强能量和线性特征的反射波场,突出并分离绕射波场,进而实现绕射体的目标成像。模型数据和实际地震资料的测试结果表明,奇异值谱分析绕射波分离方法可有效改善断层及其它小尺度地质体的成像质量。
地震波在含油气储层中传播时,主频降低,振幅出现明显的衰减异常,为油气检测提供了有效信息。利用曲波变换的多尺度特性,提出了曲波域衰减能量属性识别储层的方法，首先利用曲波变换对地震数据进行分频处理,然后在曲波域应用扩展的2D Teager-Kaiser能量算子(TEO),得到突出地震信号急剧变化的多尺度数据子体,实现对气、水层的区分。实际地震资料的应用效果表明,曲波域衰减能量属性能够有效地识别含不同流体储层的强振幅异常,与基于常规时频分析技术计算的衰减能量属性相比,可以更为准确地预测含气储层。
转换波地震勘探分辨率一直是多波地震勘探争论的焦点。基于吸收衰减介质中地震波衰减机理以及纵波、转换波的纵向和横向分辨率定义，对衰减介质中转换波的主频以及分辨率随传播深度的变化进行了分析研究。首先针对胜利油田罗家地区实际地层物性参数，通过理论公式计算分析，获得了研究工区转换波主频、振幅和分辨率随目的层深度的变化规律，计算出其纵波与转换波纵向分辨率的理论交叉点深度在1 966~2 250 m；然后通过高密度3D3C地震资料纵波与转换波剖面的对比分析，显示出罗家地区的实际交叉点深度约为1 980 m，即在探测深度小于该交叉点深度的中浅层，转换波资料的分辨能力要优于纵波资料。浅层气藏识别的应用实例证明了转换波与纵波资料联合解释的良好效果。
塔河油田以奥陶系缝洞型储层为主,高精度三维地震勘探技术是提高该区小尺度缝洞体识别能力的重要手段。通过采集参数优化来降低高精度三维勘探成本,对于塔河油田勘探开发具有非常重要的意义。利用塔河油田现有高精度三维采集试验区采用可细分面元观测系统采集的资料,进行观测系统退化试验,按照相同面元尺寸不同覆盖次数、相同覆盖次数不同面元尺寸,将原始观测系统退化成若干子观测系统,分别抽取相应的资料进行叠加、叠后偏移和叠前偏移处理,从信噪比、分辨率、“串珠”反射数量与清晰度以及河道刻画等方面对不同子观测系统资料的处理结果进行评价。综合勘探成本与奥陶系缝洞型储层的预测识别能力之间的关系,提出了该区高精度三维地震勘探的关键采集参数建议,给出了应用该建议参数采集的相邻区块资料与试验区资料的效果对比。
全波形反演技术是当前勘探地球物理领域的研究热点之一。新一轮的全波形反演研究触及了波场模拟、梯度估计、数据预处理、目标泛函的选择等诸多深层次的内容,逐渐将全波形反演对实际观测系统、地震数据等要求的局限性以及其具备的潜力揭示出来。通过对全波形反演理论和技术研究进展及应用现状的全面调研,介绍了全波形反演算法研究从时间域到频率域、再到混合域和拉普拉斯域的发展进程；阐明了全波形反演技术已实现海上地震资料应用但对陆上地震资料还没有真正成功实例的应用现状；着重分析了陆上资料全波形反演应用的瓶颈主要在于观测系统的限制、低频数据的缺失、数据预处理面临的挑战以及近地表条件和激发-接收的影响等；指出了发展分步骤、分尺度的反演方法和反演策略以及多种手段的有效联合是实现陆上资料全波形反演的有效途径。
贝叶斯理论框架主要分为两个部分，一个是先验分布，一个是似然函数。目前反演中所用的先验分布基本聚焦在高斯分布、Huber分布、柯西分布以及改进柯西分布等，以此构建出的贝叶斯框架在特定地区反演效果较好，但其普适性较小。通过对多个地区的多口井数据进行提取统计，发现待反演参数基本满足t分布，而与高斯分布、柯西分布等存在较大误差。鉴于此，构建了以t分布为先验函数的贝叶斯反演算法。该算法可以通过对自由度的选择来适应参数分布不同的多种地区，通过提高先验信息的吻合度，增加了后验函数的可信性，保证了反演的效果。模型试算表明，基于t分布为先验分布的贝叶斯反演方法具有较高的分辨率和较好的稳定性。实际资料的叠前弹性参数反演表明，该方法反演结果准确可靠。
大牛地气田储层横向岩性变化剧烈、纵向砂泥叠置，具有非常强烈的非均质性，为典型低渗特低渗油气田。为进一步提高储量动用率，2012年针对大牛地气田实施水平井规模化整体部署。水平井整体部署成功率的提高所面临的难题是在单砂体精细刻画的基础上进行水平井轨迹设计。通过攻关研究，形成了适用于水平井轨迹设计的深度域随机模拟反演技术，通过利用测井资料的准确深度信息，有效解决了A靶点及导眼井测井数据测深不够，无法准确标定的难题。经数百口水平井部署及跟踪证实，该技术不仅极大提高了目标砂体埋深预测精度，同时有效降低了井间合成记录标定的误差，地层对比关系正确可靠，反演外推能力明显提高，有力地支撑了大牛地气田2012年10×108 m3及2013年9×108 m3天然气产能建设任务的圆满完成。
在基于射线理论的初至波地震走时层析成像方法中,很多因素会影响反演效果,其中观测数据能否有效利用是影响反演结果精度的一个重要因素。数值实验表明,初至层析成像反演表层速度结构时,不同偏移距数据对于提高不同深度反演精度的贡献是不同的。根据这一认识,提出了多偏移距(MOR)层析反演策略,以提高表层建模反演的精度;通过理论模型与实际资料测试证实了该策略的有效性。但MOR反演策略实现过程复杂,且只能实现偏移距的离散利用,考虑到多偏移距层析实质上是对观测数据的一种加权实现,进一步提出了利用偏移距构建协方差矩阵的偏移距加权地震层析成像方法。模型数据与实际资料的反演实验结果表明,偏移距加权地震层析成像方法避免了MOR层析过程中的多次嵌套反演,只需一次反演就可以达到连续多偏移距层析策略的反演效果。
川西坳陷二叠系拥有巨大资源,具备发现大型气田的可能。为此，利用川西坳陷海相层序地层格架剖面,结合下古生界厚度图，对川西坳陷二叠系成藏条件进行了全面研究。首先分析了生烃中心的发育状况及运移通道;然后通过分析二叠系地震相异常,探索了长兴组、阳新统发育生物礁的可能,描述了阳新统溶蚀性储层发育的状况。研究结果表明：在震旦系-下古生界地层中,存在一个古坳拉槽——川西古坳拉槽,古坳拉槽边缘为大邑、龙泉山、老关庙3个大型古隆起,槽与隆起之间以基底断层过渡。古坳拉槽表现为复合三叉裂谷特征,盆地内的三联点大致在绵竹一带，二叠系绵竹-武胜台洼是古坳拉槽在峨眉地裂运动中的继承发展。在台洼两侧高部位,叠置沉积了阳新统-长兴组生物礁、滩。洛带-广汉长兴组具有典型的生物礁地震相,阳新统也可能发育生物礁。阳新统有较长时间的暴露,顶部发育大量缝洞、冲沟。因基底断层可构成热液运移通道,长兴组-阳新统生物礁、滩有可能发育孔隙性的白云岩储层。综合古坳拉槽巨厚生烃中心、阳新统-长兴组礁滩相发育,以及暴露溶蚀作用和潜在白云岩化储层等因素,预测川西坳陷二叠系阳新统-长兴组存在一个大型气田,两个层的圈闭资源量达15 207×108 m3,具有巨大的经济价值。
针对碳酸盐岩溶洞储层流体识别问题,开展了基于地震物理模拟数据的叠前AVO反演和叠前同步反演弹性参数属性交会分析流体识别方法研究。设计并制作了一个充填不同流体(气、油和水)的溶洞物理模型,模拟采集了溶洞模型的超声地震数据;通过模拟数据的叠前AVO反演和叠前同步反演,获得截距P、梯度G、纵波阻抗ZP、横波阻抗ZS、泊松比σ等多种弹性参数属性;对各种弹性参数属性分别进行两两交会分析,在交会图上划分出分别对应油、气、水的3个区域,将3个区域中的数据点投影到反演剖面中,实现溶洞不同充填流体的识别。结果表明,P-G交会、ZS-σ交会、μρ-σ交会、λρ-σ交会等识别油、气、水效果较好,因此它们均可以用于碳酸盐岩溶洞储层流体识别。
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