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1、正演模型地震响应的应用研究蒋立郑鸿明蒋在超( 新疆油田分公司勘探开发研究院地球物理研究所，新疆乌鲁木齐8 3 0 0 1 1 )1前言目前准噶尔盆地油气勘探的重点是：岩性地层油气藏的勘探，需要高保真、高分辨率的处理流程和叠前地震反演技术：低幅度构造和小断块油气藏的勘探，需要进行高精度静校正和速度分析研究；南缘复杂构造油气藏的勘探，需要进行叠前偏移、高精度静校正、速度分析和基准面选取方法研究。我们针对准噶尔盆地的勘探重点，设计了三种包含准噶尔盆地各种典型地质现象的地质模型，通过波动方程和射线追踪正演技术产生叠前炮集记录，用于上述系列处理技术的研究工作。本文首先概略介绍这三个地质模型，然后阐述针对
2、这三个地质模型展开的应用研究情况。2地质模型简介( 1 )盆地岩性地质模型盆地岩性地质模型包含有推覆体、油水界面、油气界面、低幅度构造、煤层、正断层、逆断层、薄互层、不整合、侵蚀等地质现象，基本涵盖了准噶尔盆地常见的地质现象。该模型主要用于岩性处理流程和叠前A V O 反演的研究。( 2 )复杂地表地质模型该模型的表层结构包括冲沟、高程变化区、低降速带速度变化区、高速夹层、山前区等准噶尔盆地常见的表层结构。在表层模型之下设计了两层水平地层，主要用于试验一些静校正方法。在水平层之下设计了几套较为复杂的地层，用于试验复杂表层条件下的偏移方法。( 3 )南缘山前地质模型南缘山前地质模型模拟了准噶尔盆
3、地南缘山前各种典型的地质构造：托斯台构造、南玛纳斯背斜隐伏构造、清水河鼻状构造、吐谷鲁背斜、东湾构造、玛纳斯背斜、呼图壁背斜，该模型主要用于叠前偏移技术的研究。3正演模型的应用( 1 )盆地岩性正演模型的应用目前用射线追踪方法模拟出了该模型的叠前炮集记录，形成了无衰减炮集、透射加球面衰减炮集和透射加球面衰减加Q 衰减炮集三套数据体，并针对这三套数据体进行了保振幅处理、Q 补偿、反褶积处理、A V O 处理、去噪处理等多方面的研究。射线追踪方法用几何地震学的射线理论来描述波的传播，它只是简单地按地震波旅行时阆把振幅放到地下去，因此它是一种简单的近似。而波动方程方法用波动力学原理描述地震波传播的全
4、部特征，包括时间、能量以及波形特征，它是一种精确的数学工具。用该方法可模拟各种地震波在非均匀弹性介质和各向异性弹性介质中的传播过程，同时考虑Q 衰减和透射衰减，其振幅能量和波形特征更接近实际资料。目前岩性模型用波动方程方法模拟的炮集记录也已产生，已用该数据进行了Q 补偿方法的研究。在保振幅处理研究方面用透射加球丽扩散衰减的射线模型单炮记录进行试验，使用球面扩散补偿方法和球面扩散加剩余振幅补偿方法分别对该炮集进行处理，并将处理的结果与无衰减单炮的结果进行对比，发现球颟扩散加剩余振幅补偿的单炮记录振幅增益曲线更接近无衰减单炮记录。在q 补偿方面试验了F o c u s 处理软件中A N T I Q
5、 和Q C O M P 两种处理模块，发现A N T I Q 的Q 补偿效果更好，从补偿后的频谱图来看，该模块能补偿大部分损失掉的高频成分，而Q C O M P模块只能补偿小部分高频成分。准噶尔盆地表层结构比较特殊，特别是腹部沙漠区，巨厚的低速沙层对地震波的吸收衰减非常严重。目前的Q补偿方法基于射线理论，通过试验或扫描确定空变的Q 值，以传播时间进行补偿，不考虑传播路径，因此难以求6 1。取符合实际大地吸收衰减的Q 值，特别是空变的Q 值更难确定。另外，高频部分由于噪声比有效波强，Q 补偿因子对有效信号和噪声同比例放大，造成Q 补偿后的地震剖面信噪比降低。针对上述问题新研究了以波动理论实现粘弹
6、介质的Q 补偿方法，按实际地震波的传播路径补偿，依据Q 与速度的关系建立空变的Q 模型数据体，采用补偿回加的方法，提高补偿后的信噪比。用该方法对Q 衰减的波动方程炮集模型进行补偿，与原始炮集相比，Q 补偿后的炮集记录的信噪比有较大幅度的提高，其高、低频噪声都得到衰减，有效波同相轴更加连续，与衰减炮集相比，有效波高频成分得到提升。该Q 补偿方法也存在一定的缺陷，从补偿后的频谱图来看，会损失一些高、低频成分。由于补偿被地表吸收的高频成分对准噶尔盆地的高分辨率处理来说十分重要，因此对高频补偿方法进行了大量的研究，其中时频补偿方法是一种新方法。对该方法用球面衰减加Q 衰减和透射衰减的射线追踪炮集进行了
7、试验，选择不同的时窗进行对比，发现选择8 0 0 m s 时窗参数的处理结果更接近无衰减模型。另外，用射线模型对处理中的关键环节反褶积也进行了试验，试验了振幅补偿和叠前去噪对反褶积的影响。发现振幅补偿放在反褶积前后并不影响处理后的频谱，但会对相位谱产生一定影响，反褶积前进行振幅补偿的相位谱更接近原始无衰减模型的相位谱。对去噪加反褶积和反褶积加去噪的结果进行对比发现，前一种方法能更好的展宽有效波的频带，后一种方法虽然有效波的频带窄一点，但信噪比更高。用射线模型对地物所新引进的G D C 软件进行了测试，该软件主要用于A V O 反演研究。从测试的结果来看，该软件能较准确的预测含油气层位，从输出的
8、角度剖面来看，含油气层位的A V O 现象比较明显。( 2 )复杂地表正演模型的应用目前已产生了该模型的波动方程正演炮集记录，由于该模型最近才形成，因此对该模型的研究工作尚未展开。针对该模型主要展开如下的研究工作：进行不同基准面选取方法的研究，进行层析静校正和波场延拓软件的测试、比较：进行波动方程叠前偏移软件的测试。( 3 )南缘山前正演模型的应用南缘山前模型目前已产生了射线追踪的炮集数据，用该模型试验了不同偏移参数、不同基准面对叠前时间偏移的影响。叠前时间偏移削面在陡倾角地层和复杂断裂区的成像效果与叠后时间偏移相比有大幅度提高，尤其是逆断层下盘成像效果较好，反射层更加丰富，有效波连续性得到改
9、善。对叠前时间偏移参数和基准面的试验得出以下结论：在浮动面或高程面进行叠前时间偏移比在固定基准面的偏移效果要好；偏移孔径的选择要适当，太小不能较好的归位，太大会降低剖面信噪比，画弧现象严重；弯曲射线的偏移算法与直射线算法相比没有本质上的改变，只是在大倾角的地方有微弱变化；叠前时间偏移能比较准确地还原地下真实构造。地物所新引进的数据驱动共成像点叠加技术相当于叠前时间偏移，它以曲率半径扫描自动求取成像速度，省去了速度分析建立速度模型的复杂过程。用南缘山前模型对该方法进行了测试，测试结果与叠前时间偏移的效果基本相当。4结论从岩性地质模型试验的结果来看，地物所现有的保振幅处理流程能基本满足保振幅处理的要求，但还需加强高频补偿方面的研究和应用新的时频补偿技术的应用只能补偿部分损失的高频成分，由于准噶尔盆地特殊的地表条件，大部分的高频成分被地表吸收，如果无法补偿回来，就会大大降低了地震处理的精度。从南缘山前地质模型试验的结果来看，在复杂构造区叠前时间偏移是很好的处理手段，选择浮动基准面进行偏移并选择合适的偏移孔径参数是叠前时间偏移需要注意的问题。6 2
