常规拖缆采集时其单边激发、单边接收的作业模式会导致采集方位角单一。在潜山或高陡倾角构造区采用此方式采集地震数据时,会造成一侧照明不足、成像模糊。在分析常规拖缆采集作业局限性的基础上,提出了拖缆前后源双向同时激发采集技术,该技术可有效提升高陡倾角构造两侧的照明度。对比不同的实现方式,优选辅助震源船追随尾标航行激发的作业模式,首次在国内实现了拖缆前后源双向同时激发采集。渤海油田JZ区块实际应用结果表明，与常规拖缆采集相比，该方法有效提高了潜山面的成像效果,提升了高陡倾角构造区拖缆作业潜力;其技术流程可行,作业模式合理,对挖掘拖缆作业潜力有一定的借鉴意义。
为研究介观尺度下斑块饱和对地震波传播规律的影响,对随机斑块饱和孔隙介质模型(Continuous Random Model of Patchy Saturation,简称CRM)进行了研究并提出改进模型MCRM。利用MCRM模型研究了介观尺度下气、水两相流体非均匀饱和时纵波速度频散和衰减特征,并对实验测量的数据进行了模拟分析。结果表明:①MCRM与CRM模型的纵波速度高低频极限相同且具有相同的衰减峰值,但前者特征频率增大,衰减曲线收窄;②MCRM与White模型有相同的高、低频极限,但MCRM模型的频散曲线变化相对缓慢、衰减峰值稍小;③利用MCRM模型能够模拟渗透率、含水饱和度、频率等参数对速度频散和衰减的影响,并能解释实验室测量的高、低孔隙度砂岩频散、衰减数据。该研究成果有助于更好地理解岩石的黏弹性行为,提高定量地震解释的精度。
鄂尔多斯盆地北部D气田奥陶系马家沟组马五段发育了岩性和孔隙结构均复杂的碳酸盐岩,储层岩性为白云岩、灰岩中夹杂硬石膏、石英,部分层段黏土含量较高,采用工业界常用的经典碳酸盐岩岩石物理模型Xu-Payne模型不能有效求取该储层的横波速度。针对这一问题,将储层岩石等效为由白云石、方解石、黏土、石英、硬石膏及孔隙流体组成的混合物,将岩石中的孔隙简化等效为刚性孔隙与柔性裂缝,综合利用多孔隙类型微分Kuster-Toksz(简称DKT)岩石物理模型、Gassmann方程、Wood方程、VRH平均公式构建岩石物理模型,在纵波速度的约束下求出刚性孔隙与柔性裂缝的体积分数,进而求取横波速度。研究区实际测井资料应用上述方法求取的横波速度均方根误差、相关系数要明显优于用多矿物扩展的Xu-Payne模型及原始Xu-Payne模型的预测结果,验证了方法对于求取复杂岩性、复杂孔隙结构碳酸盐岩储层横波速度的适用性和有效性。
岩心的非均质结构使得采用实验手段研究弹性波速度与岩石力学参数之间的关系时面临较大困难,且超声波测试工作量大,耗资耗时。基于弹性波动理论和Wood孔隙流体模量模型,采用交错网格有限差分方法对气水两相裂缝型介质的弹性波场进行了数值模拟。计算了岩样在不同裂缝分布位置、孔隙度、裂缝产状、裂缝密度和含水饱和度情况下的纵、横波速度及波速比,讨论了这些因素对波速的影响。模拟分析结果表明,该数值模拟计算方法简单、精度高,对利用岩石波速来反演岩石的孔隙结构有一定的指导作用。
针对倾斜横向各向同性(TTI)介质声波波动方程的特点,研究了TTI介质分裂式完全匹配层(Split perfectly matched layer,SPML)吸收边界条件。首先对常见的几种TTI介质声波波动方程进行了归纳,并从TTI介质波场传播稳定性的角度进行对比分析,结果表明,引入横波分量的TTI介质纵横波耦合方程适用于TTI介质。然后从TTI介质纵横波耦合二阶波动方程出发,推导得到其一阶波动方程的形式,进而推导出一阶波动方程形式的SPML波动方程,并给出了高阶交错网格有限差分算法的具体实现过程。数值模拟结果表明,SPML吸收边界条件能达到很好的人工边界反射吸收效果,相比优化海绵吸收边界条件,其人工边界反射吸收效果更好。
地层的粘弹性对地震波产生的吸收和衰减规律非常复杂,所以研究地震波在粘弹性介质中的传播规律对地震勘探有着重要的意义。近似解析离散化方法是近年来出现的一种有限差分数值模拟方法,籍此探讨了几种近似解析离散化方法的原理和过程。通过与一维粘弹声波方程解析解的对比,认为改进的近似解析离散化方法(INAD)的精度、稳定性和计算效率更具优势,并将其首次应用于二维粘弹声波方程数值模拟。通过数值模拟,重点分析了声波振幅、频率、频带宽度随品质因子及传播距离的衰减规律,粘弹介质中的地震波不仅因波前扩散导致振幅衰减,还因吸收作用导致振幅和频率同时衰减,利用其衰减特征可以指导含油气储层的预测。
海上多分量地震勘探能够提供丰富的海底地层信息，有效降低常规纵波勘探的多解性，在气云成像和流体检测等方面具有优势。由于海上多分量资料一般由四分量海底电缆(4C-OBC)采集,可以同时记录上行和下行纵、横波,因此波场分离处理十分关键。首先介绍了SCHALKWIJK和EDME两种常用的波场分离计算公式,然后采用海底水平多层介质模型对其进行了测试,并与在波场延拓时采用亥姆霍兹算子和坡印廷矢量分离得到的上行和下行纵、横波理论记录进行了对比;最后,针对两种常用波场分离计算公式无法剥离上行微屈反射等干扰波的问题,根据海底界面波型转换关系推导得到上行声波有效反射波和PP型纵波的计算公式,可以有效剥离水检上行分量的微屈反射和上行纵波分量的转换纵波。
采用射线追踪方法的常规Kirchhoff深度偏移不能全面描述焦散区的波现象,有可能导致偏移成像产生畸变,利用此类方法进行复杂介质条件下的偏移成像,不可避免地存在焦散问题。详细推导了二次震源的波场模拟理论方法与区域分解的实施方案,在确保局部空间不存在射线交叉的前提下进行区域分解;基于惠更斯二次震源理论进行波场外推,逐步完成整个区域的波场延拓。提出了基于随机稀疏采样与低秩分解的波场模拟高效算法,借助于GPU的计算能力实现了频率域多路径波场模拟与成像,大幅提高了计算效率。数模实验结果表明,该方法能正确处理焦散问题,实现多路径情况下反射界面的正确成像。
YKL气藏开发迫切需要高品质地震成像资料的支撑,尤其是要求有高精度的构造成像资料。由于该区块三维地震勘探资料存在缺失近炮检距、覆盖次数低等不利因素,因此,常规单一的速度建模方法难以解决该区井震误差大的问题。为此,针对性地提出并联合应用了井控各向异性网格层析和逐层速度建模技术。在选好区内标志层、建好初始速度模型的基础上,利用区内多口已知井信息求取各向异性参数,先消除浅部大套稳定地层速度对气藏深度的影响,再由浅到深逐层对标志层反演,更新迭代各向异性参数、速度及深度成像,直至各标志层的井震误差降低到规定范围内。3口验证井的应用结果显示,实际资料最终成像成果的气藏构造深度预测值与实钻井深度误差均在5 m内,气藏构造成像的精度得到了显著提高,断裂成像也得到明显改善,降低了开发钻井的风险。
地震DNA算法是一种新的层位自动提取算法,因其匹配出符合条件的地震特征较多,所以拾取到的地震层位连续性较差,且层位划分不够明显,很难区分所找到的地震波是否属于同一个地震层位。为此,尝试将聚类方法引入到地震DNA算法中,对地震DNA算法所找到的地震波进行分类,然后使用欧氏距离连接聚类好的点,并使用C3相干算法找出并屏蔽掉断层区域,使其具有更好的连续性和准确性。应用改进后的地震DNA算法对胜利油田某二维叠后地震数据进行测试,结果表明,该方法的追踪结果比改进前的结果连续性更好、准确性更高,验证了该方法的可行性和有效性。
零偏VSP以水平地层为假设条件,当地层倾斜时,零偏VSP时深关系精度和走廊叠加记录精度出现误差,更严重的是,走廊叠加记录上观测井段之下地层的上行反射波成像位置错误,需进行倾角时差校正处理。针对复杂高陡构造零偏VSP资料处理,提出了空变倾角时差校正的基本概念和方法,利用零偏VSP上、下行波场计算反射界面倾角,建立二维层速度初始模型,通过射线追踪修正速度模型,使倾角空间变化的高陡构造地层的VSP上行反射波场得到充分拉平,不仅提高了零偏VSP走廊叠加记录的精度,而且观测井段之下地层的上行反射也得到有效拉平并能精确成像,从而实现观测井段之下地层深度的精确预测和波组特征预测,时深关系也校正到地震波自地面震源到井下检波器的铅直传播时间,有效解决了复杂高陡构造的零偏VSP时深关系、层位标定和钻前地层预测等问题,实际资料处理效果验证了方法的有效性。
联合基于压缩感知的稀疏脉冲反射系数谱反演方法(CSSRI法)和常规频率域波阻抗直接反演方法(FIDI法)提出了一种频率域高分辨率地震波阻抗直接反演方法(FIHDI法)。该方法不仅继承了CSSRI法拓宽地震频带宽度的高分辨率性能,同时也保留了常规频率域波阻抗直接反演法的可靠性、稳定性和计算简洁性。理论模型试验结果表明,频率域高分辨率地震波阻抗直接反演法能够精细刻画具有薄层结构的复杂礁滩模型的地层叠置关系、确定岩性尖灭位置以及区分相邻两独立礁体的波阻抗响应。川东北地区实际资料应用效果证实,FIHDI法可以避免受到地震数据失真的低频和高频成分的影响,保持反演结果的稳定性和可靠性,与测井计算的波阻抗模型在整体趋势和细节特征上均保持了较好的一致性,具备刻画薄层波阻抗异常细节特征的能力,能够为地层岩性识别、岩相分析、储层描述提供可靠的高分辨率地震波阻抗数据。
当存在噪声时,常规弹性阻抗分解算法不稳定,借助贝叶斯理论引入模型参数的先验分布作为弹性参数提取过程的正则化项,可以有效降低其不适定性。联合一阶差分矩阵和三变量柯西分布构建更为合理的稀疏约束项,使得三参数反射率“尖脉冲化”,提高了层分界面的识别能力;与此同时,引入低频软约束项,可以有效降低弹性参数剖面的“门帘”现象,提高了其横向连续性和光滑度。模型试算和实际数据测试验证了基于双项约束的弹性阻抗分解方法具有较好的稳定性和精度。
松辽盆地三肇凹陷扶余油层以浅水三角洲沉积体系为主,单层砂体厚度薄,横向变化快,受T2界面强反射层屏蔽作用影响,目的层砂体无明显地震反射特征。如何降低强屏蔽层的调谐影响,突出薄砂体并进行精细刻画,一直是困扰本区勘探开发的技术难题。研究发现强屏蔽现象主要与反射系数的干涉作用有关,地震波是反射系数干涉作用形成的,当地层中存在较大反射系数时,由于地震波主频较低,会突出强阻抗界面的影响,弱反射系数被淹没,解决强屏蔽效应问题主要应减少地震波干涉效应的影响。由于提高分辨率处理手段局限性较大,经研究分析及试验,采用地震波形指示反演技术,即利用地震波形的横向变化信息代替传统变差函数,实现高频成分的井震联合反演,降低地震强阻抗界面的影响,有效解决了研究区强屏蔽下的薄储层预测问题。
为了建立等时性更好的地层格架,提高井网稀疏时储层参数的预测精度,提出了基于地震等时格架的倾角导向储层静态建模方法。以地震倾角体为导向划分垂向网格层并建立三维地层网格模型,利用敏感地震属性计算储层参数的空间变化规律,再结合井筒信息预测储层参数值,建立三维储层参数模型。与传统构造建模方法相比,该方法的优点是采用了倾角导向来建立等时地层格架模型。该方法基于地震属性求取的转换函数来建立储层参数模型,有别于传统地质统计学采取变差函数建模的方法,克服了井网稀疏条件下建模精度低的缺陷。模型测试与海上油田的实际应用表明,与传统地质统计学方法相比,该方法建立了更等时的三维地层网格模型,提高了井网稀疏时储层参数建模的精度。
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