[发明专利]基于全波波场VSP/RVSP地震资料的逆时偏移方法

说明书

本发明属于油气勘探地震资料处理领域，是基于地面、井间、井中多种地震资料的联合成像方法，是实现地震高分辨率高保真度成像的重要内容，具体涉及一种基于全波波场VSP/RVSP地震资料的逆时偏移方法，基于VSP/RVSP观测系统采集的地震数据，把优化后的最佳有限差分系数应用于变网格的有限差分算法，进行波场延拓，利用延拓后的震源波场得到模拟的所有边界接收的震源炮记录，然后利用这些震源炮记录重建震源波场，并与反向延拓后的检波波场做相关成像。全波波动方程无须做预先的波场分离，因此波场计算更为合理和精确。

技术领域

本发明属于油气勘探地震资料处理领域，是基于地面、井间、井中多种地震资料的联合成像方法，是实现地震高分辨率高保真度成像的重要内容，具体涉及一种基于全波波场VSP/RVSP地震资料的逆时偏移方法。

背景技术

VSP(Vertical Seismic Profiling)技术是以研究井为中心按设计的观测系统在地表激发地震波，在目的层段沿井孔不同深度进行地震信号采集的一种物探方法。与地面地震相比，避免了表层衰减和地表性干扰。可以获得较高精度的井旁三维成像资料，为精细刻划井周复杂的构造、储层和流体的空间展布特征等研究提供有价值的信息。国外在3DVSP技术研究方面一直领先于国内。

1、在仪器设备方面：井中接收系统已高达400级，级间距从3-15m不等，国内最高采集级数为80级。

2、在3DVSP处理软件开发方面：美国的VSFusion和GeoTomo合作开发了VS33DVSP处理系统，挪威的Read公司和俄罗斯的Univers公司、CGG等也相继开发了3DVSP处理系统。

3、在应用方面：国外石油公司在研究地层的各向异性，裂隙型油藏特性的描述、高速屏蔽层下地层成像、与三维地面地震联合采集以及时延VSP技术监测气驱前缘等方面进行了更深入的研究和尝试，取得了一些应用成果。

常规VSP成像方法直接借鉴地面地震成像方法。首先对VSP数据进行上下行波场分离，然后对上行反射波进行成像；王珺(2006)等利用高斯束柯西霍夫偏移算法，实现对P波和S波多波资料成像，提高了VSP资料成像精度。孙文博和孙赞东(2010)开展了VSP资料伪谱法逆时偏移研究，对比了全波场偏移和分离后偏移成像效果；近年来，地震干涉成像方法得到地球物理学界的广泛关注，能够较好地对VSP自由表面多次波进行成像，大大扩大了VSP资料的成像范围，改善了VSP成像效果，得到高陡倾角构造的准确成像。但是，地震干涉仍旧难以处理VSP层间多次波，而且对VSP波场分离精度要求较高。另外，吴世萍(2011)等通过估计VSP虚源子波，提高了地震干涉成像对薄层的分辨能力；刘守伟、王华忠(2012)等提出了VSP上下行反射波联合成像方法，不需要进行VSP上下行反射波场分离，能够同时对VSP资料中的一次反射波、自由表面多次波、层间多次波进行成像，比常规成像剖面具有更宽的成像范围和更好的成像效果。

RVSP技术是将震源置于井中、检波器固定在地面进行接收。地面布设检波器，采集道数可以达到上万道。因此，与常规VSP相比，RVSP可以具有以下技术优势：(1)由于地面可以大量布设检波器，使全三维记录数据成为可能，RVSP可以获取井周精细构造信息；(2)改变了激发环境，使地震波直接靠近目的层进行激发，大大降低了能量的衰减，提高了地震波的高频成分。

目前，R-VSP技术正由2D向3D的方向发展。利用R-VSP地震技术，通过实时采集到的数据对钻井过程进行分析对比，可以完善和优化钻井工艺技术。由于RVSP资料与VSP资料有很大相似之处，可以借鉴VSP资料处理方法来进行RVSP资料成像，但也需要根据观测系统差别而有所区别。朱龙生(2003)实现了多方位角逆VSP层析成像，求取了更准确的表层速度；近几年来，对于VSP逆时偏移成像方法的研究越来越引起广泛关注，何兵寿(2010)实现了非零井源距VSP多分量地震资料逆时偏移，李渊(2013)利用高阶交错网格有限差分法精确模拟VSP地震波场,同时加上完全匹配层边界(即PML)吸收边界反射。然后分别对VSP全波波场以及上行波场进行逆时外推。最后根据成像条件进行成像。提高了成像精度。