三维叠前时间偏移方法应用研究

摘要

常规叠后地震偏移处理技术在国内外各大油气田的勘探开发过程中发挥了重要作用，但随着油气藏勘探开发难度越来越大、成本越来越高，叠后地震偏移已不能满足日益增长的精细构造成像和储层描述的要求。叠前时间偏移是地震叠前成像的方法之一，不仅可以在一定程度上解决复杂构造共反射点变模糊、受倾角影响水平叠加不可靠以及DMO与叠后偏移相结合都无法解决的准确归位等问题，而且提供振幅保真度好、适于AVO/AVA叠前岩性分析和反演研究的共成像点道集，同时与叠前深度偏移相比受地质认识等人为因素影响小、实现容易、处理周期短、成本低。随着高性能计算机和微机群的广泛应用，叠前时间偏移已成为叠前成像处理中一个不可缺少的流程，而且正在逐步取代叠后地震偏移成为石油工业勘探领域的一项常规处理技术。本文提出的各种叠前时间偏移应用方法和相关处理技术，区别于传统的基于简单理论模型的叠前时间偏移理论方法，能够真正用于实际地震资料处理，具有很强的技术实用性和发展潜力，是目前国内外油气田需要解决的叠前偏移应用性课题。本文深入研究了多种叠前时间偏移应用方法，包括保幅性好的频率波数域共偏移距方法和平面波方法、实用性强的积分法及其配套处理技术，并编制了相应的源程序，目的在于探索符合实际生产需求并具有自主知识产权的叠前时间偏移处理技术和软件，以实现地震资料的准确构造和良好振幅保真的成像处理，达到高精度地震属性预测和反演的目的。主要研究成果和技术创新包括以下5方面(1)研制了能够进行并行化计算的积分法叠前时间偏移源程序，集成为具有自主版权的叠前成像处理软件Stseis2.0的一个处理模块，实现了陆地三维地震资料的叠前时间偏移处理，应用效果较好。(2)提出了三维非递归的频率波数域共偏移距叠前时间偏移应用方法和实现技术，编制了源程序。参照叠前相移偏移方法，推导出适用于均匀介质的非递归的频率波数域共偏移距叠前时间偏移算法；针对三维算法具体实现时的效率和难度，制定了计算偏移相移量的先造表再查表的技术对策，使得方法的实用性大大提高。实际资料处理效果较好。(3)为克服积分法和频率波数域共偏移距叠前时间偏移得到的偏移距共成像点道集有时存在成像假象、浅层覆盖次数低的缺陷，从振幅保真和提高计算效率角度考虑，基于平面波法叠前偏移理论，提出基于中点-半偏移距射线参数ph平面波和波数kh平面波两种思路进行叠前时间偏移的具体算法。当进行三维陆地地震资料的平面波法叠前时间偏移时，针对陆地采集系统的crossline方向偏移距分布比较稀疏、速度分析困难、易出现假频、计算难度大等问题，提出适用于陆地数据的用中点-半偏移距波数kh标识的三维叠前时间偏移算法。利用从实际地下构造情况抽象出的理论模型分别检验了中点-半偏移距射线参数ph平面波法叠前时间偏移和中点-半偏移距波数kh三维平面波法叠前时间偏移的成像能力，得到了共射线参数和共波数两种成像道集，为今后基于平面波法叠前时间偏移的共成像点道集速度分析方法的研究打下了基础，同时体现了平面波法叠前时间偏移在构造成像和AVO岩性分析方面的应用潜力与推广价值。这些算法都编制了相应的源程序，具有自主知识产权，完全可用于算法的进一步发展和完善。(4)为解决叠前时间偏移应用中的现实问题，分析了叠前时间成像与观测系统的相互关系。根据目前陆地三维勘探的实际情况，选择了正交(炮线与检波点线垂直)和斜交(炮线与检波点线不垂直)两种有代表性的野外数据观测系统，分析了它们各自的覆盖次数分布、偏移距分布情况以及对叠前时间偏移响应的影响，指出理想的叠前时间偏移不仅要求采集到的地震数据信噪比较高，而且覆盖次数、偏移距间隔、方位角分布、地下目标体的照明度都要尽量均匀，应当放弃过去为叠后偏移设计的观测系统，根据叠前时间偏移覆盖谱的原则设计能够取得较好成像效果的叠前时间偏移野外数据观测方式。(5)针对积分法叠前时间偏移在陆地实际资料处理中成像效果不理想的问题，经过认真分析，指出现有野外数据观测系统得到的地震数据质量在一定程度上影响叠前时间偏移处理结果。结合某油田BS地区的三维叠前时间偏移实际资料处理，提出了适用于生产的叠前道集预处理技术和应用本文研制的积分法模块进行叠前时间偏移处理的具体流程。与过去的叠后时间偏移剖面相比，本文处理后的BS地区叠前时间偏移剖面，资料品质得到了较大改善，断点清楚，较好地解决了凸起与凹陷交界处速度发生突变引起的叠后偏移假象，大断层断面及其附近的次级断层断面得到清楚的成像，基本满足地质解释的需要。关键词：地震波，叠前时间偏移，积分法，共偏移距，频率波数域，平面波法，观测系统，叠前道集预处理

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 前言

1.1地震叠前时间成像的研究意义

1.2叠前时间偏移的国内外研究现状

1.3主要研究内容和创新点

第2章 积分法叠前时间偏移应用研究

2.1引言

2.2基于运动学的积分法叠前时间偏移

2.3积分法叠前时间偏移的替代方法

2.4积分法叠前时间偏移三维应用方法

2.5数值试验

第3章 频率波数域共偏移距叠前时间偏移应用方法研究

3.1引言

3.2均匀介质中Dubrulle的共偏移距频率波数域偏移算法

3.3均匀介质中的非递归频率波数域共偏移距叠前时间偏移算法

3.4数值试验

第4章 平面波法叠前时间偏移

4.1引言

4.2平面波合成与分解

4.3共偏移距道集数据的平面波分解

4.4平面波法叠前时间偏移

4.5理论模型试验

第5章 积分法叠前时间偏移应用实例分析

5.1引言

5.2叠前时间成像与野外观测系统的关系分析

5.3叠前时间偏移三维处理实例

第6章 结论与展望

6.1研究成果与结论

6.2基于叠前时间偏移应用研究的展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果