三维VSP波场分离与成像

论文摘要

随着油气勘探开发的深入和井中地震技术的不断提高,三维VSP测量技术的研究与应用,也得到了快速的发展。三维VSP观测中由于检波器在井中多极接收,震源在地面呈不同形式的变化,因此其波场相当复杂,在不同道集中,上、下行P? P波及上、下行P?SV波等不同波型的波场分布特征以及能量分布特征差异较大。通过研究各种不同波型的时距方程及理论模型,探索变化规律,为做好波场分离打好基础。极化滤波是三分量VSP纵、横波波场分离最常用的方法之一,由于方法是相当于单道处理（单激发点、接收点）,可直接套用到三维VSP。但由于三维VSP总道数多,井源距变化大,常规方法中极化角的判定以及固定坐标系有待改进。通过研究极化滤波的实现过程,分析极化滤波方法的应用条件,指出常规方法只能实现下行P? P波场及上、下行P? SV波场的主能量分离,对于上行P? P反射波往往受观测角度的影响,分离效果有待改进。并进一步研究极化角的计算方法,用空间导数作为附加条件减少方法的多解性。浮动坐标系极化方法是相对于固定直角坐标系方法而提出的,常规方法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。浮动坐标系方法对于地下任意一个反射点,以该点的反射波的主能量方向建立坐标系,不同的点坐标系不同。该方法完全以所需波场为基础,能够实现波场的最优分离。成像处理是三维VSP资料处理的关键技术之一,目前三维VSP数据的高品质成像方法较少,在成像过程中,仍采用常规VSP-CDP转换方法或克希霍夫积分法成像。波动方程成像相对于常规方法成像精度高、保幅性好,其核心问题是波场外推算子。一般的,要求算子能适应陡倾角反射的成像及较为剧烈的横向速度变化,同时要具有较高的计算效率。通过构造三维VSP波动方程波场外推算子,研究小尺度地质体三维VSP波动方程成像方法,并进一步分析三维VSP波动方程成像的保幅特性。研究成果以垦71地区三维VSP实际资料为基础,针对资料特点,修正研究思路和方法,最终处理结果要明显优于VSP-CDP与克希霍夫偏移。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 VSP 的发展历史
• 1.2 3DVSP 技术国内外发展现状
• 1.3 论文的立项依据
• 1.4 论文的主要研究内容
• 1.5 论文的主要创新点
• 第二章 三维 VSP波场特征分析
• 2.1 地质模型分析
• 2.1.1 模型简介
• 2.1.2 观测方式
• 2.1.3 子波类型
• 2.2 不同道集中地震波场的分布特征研究
• 2.3 不同波型在道集中的能量分布特征研究
• 2.4 不同观测方式中纵波波场的分布特征研究
• 2.4.1 线性观测系统
• 2.4.2 3DVSP 环形观测系统（常井源距 VSP）
• 2.4.3 3DVSP 放射状观测系统
• 2.4.4 3D 斜井 VSP 观测系统
• 第三章 共井源距 VSP资料不同波场分离方法比较研究
• 3.1 共井源距不同波场分离方法比较研究
• 3.1.1 τ-р域滤波
• 3.1.2 F-K 滤波
• 3.1.3 中值滤波
• 3.1.4 基于模型波场分离技术
• 3.1.5 最优中值滤波
• 3.2 数据边界效应处理方法
• 第四章 极化滤波应用条件研究
• 4.1 极化角计算方法研究
• 4.1.1 常规极化角计算方法研究
• 4.1.2 浮动坐标系极化角计算方法研究
• 4.1.3 浮动坐标系极化滤波方法技术流程
• 4.2 极化滤波后不同波场能量分布特征研究
• 4.2.1 理论模型实验一
• 4.2.2 理论模型实验二
• 4.2.3 实例试算
• 第五章 分步傅立叶三维 VSP波动方程成像
• 5.1 波场外推
• 5.2 有限差分法的误差补偿
• 5.3 波场成像条件
• 5.4 VSP 数据成像
• 5.5 二维模型试算
• 5.6 三维模型试算
• 5.6.1 模型简介
• 5.6.2 成像研究
• 第六章 垦71井资料处理
• 6.1 工区概况
• 6.1.1 工区的地理位置
• 6.1.2 工区的构造位置
• 6.1.3 工区地表条件
• 6.2 地震地质条件
• 6.2.1 表层地震地质条件
• 6.2.2 深层地震地质条件
• 6.3 原始资料分析
• 6.4 观测系统参数分析
• 6.4.1 成像区分析
• 6.4.2 拉伸率分析
• 6.4.3 入射角分析
• 6.4.4 覆盖次数分析
• 6.5 波场分离
• 6.6 反褶积及去噪
• 6.7 波动方程偏移
• 6.7.1 速度场与CRP 道集
• 6.7.2 VSP—CDP 与波动方程偏移效果对比
• 6.7.3 偏移效果分析
• 6.8 成果展示
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢