2023年, 第58卷, 第3期　刊出日期：2023-06-15
  

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    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 0-0.
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    • 智能地球物理
  • 波动方程正演引导的深度学习地震波形反演
    段友祥, 崔乐乐, 孙歧峰, 杜启振
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 485-494. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.001
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    物理驱动的全波形反演方法计算成本高，数据驱动的深度学习反演方法对标记数据集的依赖性强。为了在有限的数据条件下获得更好的反演结果，结合数据驱动与物理驱动，提出了波动方程正演引导的深度学习地震波形反演方法。首先，利用地震数据应用神经网络重建速度模型，对网络预测的速度模型进行正演建模，通过最小化速度模型的误差及地震数据的误差训练网络；其次，使用有限差分法将二阶偏微分波动方程近似为可微算子，使正演过程能够传递梯度，并根据梯度方向动态调整地震数据损失的权重。实验结果表明，该方法能在一定程度上降低数据驱动方法对标记数据集的依赖性，可得到更准确的速度模型，且具有较强的鲁棒性。
  • 砂样岩屑图像特征的岩性智能高效识别
    夏文鹤, 谢万洋, 唐印东, 李皋, 韩玉娇
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 495-506. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.002
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    在录井过程中，岩屑的岩性分析主要依靠人工，效率较低且稳定性较差，难以在钻进地层过程中快速识别岩性变化。为此，提出基于砂样图像中颗粒岩屑纹理、色泽和形状等特征的岩性智能识别方法。首先，计算砂样图像的像素值梯度并求取颗粒质心，采用分水岭算法获取颗粒岩屑轮廓线并标记；然后，采用图像分割算法从砂样图像中分离出待检测的单个颗粒岩屑图像，建立颗粒岩屑图像样本库；最后，利用注意力机制及特征融合模块改进MobileNetV2网络，提取颗粒岩屑特征并分类，实现单个颗粒岩屑图像岩性识别，进而获取砂样岩性成分比。该方法将以往岩性智能识别过程中常采用的砂样整体识别方式转变为对砂样中单颗粒岩屑的岩性识别，大幅度减少了颗粒岩屑之间的相互干扰。多个油气区块的砂样图像测试结果表明，该方法对灰岩、泥岩、砂岩和页岩的识别准确率均不低于92%，一组砂样图像岩性分析的用时小于10 s。
  • 基于双注意力U-Net网络的提高地震分辨率方法
    李学贵, 周英杰, 董宏丽, 吴钧, 徐刚, 王如意
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 507-517. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.003
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    提高地震数据分辨率的传统方法，如反褶积、Q补偿等，受到子波为最小相位、反射系数为白噪声等假定条件的限制且需要求取复杂参数，不便于实际应用。深度学习方法使用数据驱动的方式可以自适应地刻画输入与目标间的关系，具备良好的自主学习能力，但目前基于深度学习提高地震数据分辨率的方法对注意力信息的利用不够全面。因此，提出一种基于双注意力U-Net网络的提高地震数据分辨率方法。首先，在原始U-Net网络中加入改进的通道注意力模块、空间注意力模块和级联残差模块，不仅可以快速学习高、低分辨率数据间的映射关系，还能够合理分配不同通道和空间的权重、充分利用数据间的相关性；然后，使用L1损失和多尺度结构相似性指数损失的组合作为损失函数，提高模型对局部信息变化的敏感度，便于恢复细节信息。模拟数据和实际数据的测试结果表明，该方法提升了地震数据的主频，增加了频带宽度，同相轴变得更清晰，细节纹理信息更丰富，有效提高了地震数据的分辨率。
  • 基于LinkNet的地震相自动划分
    陈海洋, 汪玲玲
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 518-527. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.004
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    地震相人工解释需要耗费大量的时间和精力，并存在很大的主观性和不确定性，从而直接影响地震资料解释的准确性。虽然深度学习算法已经广泛用于地震相划分，然而由于地震相出现的模式及其空间尺度的多样性，在保证高分辨率以及高精度的同时，提高计算效率仍是一项具有挑战性的任务。为此，提出基于LinkNet的地震相自动划分方法，采用多分类交叉熵与Tversky的加权线性组合作为网络训练的损失函数。Tversky通过调整参数平衡假正类和假负类，进而提升召回率等指标以提高不均衡数据中少数类地震相边界的刻画精度。LinkNet解码层共享编码层的学习特征，使解码层的结构更精简，大大提高了计算效率。在荷兰北海F3区块的测试结果表明：所提方法刻画地震相的精度高于U-Net+PPM (金字塔池化模块)，在面对不均衡数据时，对占比较小的类别的关注度更高，并具有更好的边界刻画能力； LinkNet计算速度快，可以在配置更低的设备上运行，较U-Net+PPM更实用。
  • 沉积相智能地震识别技术研究及应用
    杨存, 孟贺, 叶月明, 雍学善, 常德宽
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 528-539. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.005
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    通常利用地震反射同相轴的几何形状、横向连续性、振幅、频率和层速度等参数描述沉积相类型。传统的沉积相地震识别方法利用人工解释目标沉积体，受限于解释人员对目标工区的地质认识，工作强度大、效率低，存在多解性。在很多地震勘探工区只能够标定少量标签，这些标签不足以支撑完成强监督学习，此时小样本学习可以作为好的解决方案。为此，以小样本学习为切入点，主要研究碳酸盐岩丘滩体沉积相预测方法，探讨了基于小样本学习方法在沉积相识别方面的应用效果。在小样本弱监督学习方面，首先根据地震反射构型以及钻井信息建立了典型地震剖面地震相标签库，在川中地区灯影组地震数据中共解释了14条地震剖面作为训练标签，占总数的2.8%。其次，基于层序地层格架控制的沉积相智能分类方法，利用地震层序格架构建隐式标量场，引入地震层位的空间变化信息，避免了深度学习在地震相预测过程中未引入地质信息的缺陷，提高了沉积相智能预测精度。利用所提方法刻画了四川盆地川中地区灯影组碳酸盐岩微生物丘滩体，结果表明：礁体受控于台地边缘斜坡，对礁体边界等的预测结果与地震信息高度吻合，符合地质规律；在平面上，礁体呈条带状分布，与台地边缘的分布基本吻合，与沉积相一致。
  • 基于Yolox算法的碳酸盐岩储层溶洞“串珠状”异常反射智能检测
    张傲, 李宗杰, 刘军, 闫星宇, 李伟, 顾汉明
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 540-549. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.006
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    识别碳酸盐岩溶洞的传统方法主要基于地震反射特征分析，对数据的要求较高，普适性不强，效率低下且存在主观因素。利用卷积神经网络(CNN)的特征提取能力识别地质构造方法的研究对象主要是盐丘、断层、地层等大尺度目标，但对于识别溶洞等小尺度构造容易出现误判。由于不同尺度的溶洞在地震剖面上呈不同的反射特征，溶洞与“串珠状”间存在一定的映射关系。因此，可首先在地震剖面上识别相对大尺度的“串珠状”，然后基于“串珠状”与溶洞的映射关系识别溶洞。为此，提出了基于Yolox的“串珠状”目标检测模型网络结构，主要包括特征提取、特征加强、解耦头三个部分。输入地震剖面后，经特征提取得到不同尺度的有效特征，然后输入特征加强网络完成多尺度的特征融合，最后由解耦头获得检测框的信息，经解码后得到“串珠状”异常反射边界的位置并输出检测框。合成地震数据测试及实际地震数据测试结果表明：①传统方法以振幅为基础，当“串珠状”处于强同相轴及其附近时难以识别，且高值部分无法反映“串珠状”实际范围；②U-Net模型识别结果反映了“串珠状”的位置，但不能获得边界坐标，易将两个很近的“串珠状”误判为一个，识别准确率不高，存在错拾或漏拾；③Yolox模型识别结果的检测框反映了“串珠状”的位置和实际大小，同时可得到“串珠状”的具体坐标。因此，Yolox模型识别效果优于传统方法和U-Net模型。
    • 采集技术
  • 三维地震观测系统OVT属性评价方法
    瞿长青, 李传强, 蒋先勇, 张松平, 王莉
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 550-557. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.007
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    宽方位、高密度地震勘探技术在现阶段的常规及非常规油气勘探开发中发挥着越来越重要的作用。作为主要针对宽方位地震数据处理的OVT (Offset Vector Tile)技术，经多年的发展与沉淀，现已处于大规模工业应用阶段；但在设计宽方位、高密度三维地震观测系统时，因未充分考虑三维观测系统的OVT属性，从而影响后续OVT处理和OVT域五维地震资料解释，使最终的OVT应用效果达不到预期。文中研讨了三维地震观测系统OVT属性均匀性定量计算方法，即先从三维正交观测系统提取对应的OVT，计算各个OVT的炮检距和方位角属性，并统计每个OVT的平均炮检距和方位角，作为该OVT的标准值，求取每个OVT均方差值作为该OVT属性的评价指标；最后用全部OVT属性评价指标的平均值及各OVT属性评价指标的均方差值定量评价观测系统的OVT属性。对应值越小，说明观测系统的OVT属性越好，对应值越大，则说明该观测系统的OVT属性越差。
  • 南疆沙漠区单炮记录间品质差异的原因分析及解决方法
    张伟, 宋智强
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 558-566. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.009
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    南疆沙漠区地层平缓，同相轴连续，从浅到深层位也较齐全，但常会遇到“不同位置的原始单炮记录间同相轴信息相差较大”的现象，包括同相轴的数量、清晰度、相对能量关系等，表现为同一条同相轴在某些炮记录中有，而在另一些炮记录中不可见，或者在有的单炮记录中非常清晰，而在另外单炮记录中非常微弱，给人感觉这些同相轴在单炮记录间“上蹿下跳”，而且人们在整个工区都难以挑选到品质相当的典型单炮记录做展示。究其原因，本文分析认为，各个排列上的沙丘鸣震不同，导致单炮资料品质差异大。将沙丘鸣震压制之后，单炮记录的品质趋于统一。同时，通过理论计算和实际资料对比分析，厘清了该区沙丘鸣震波场特征，并据此进一步完善了相应的压制沙丘呜震方法。
    • 处理技术
  • 基于L1范数正则化约束的叠前数据衰减补偿方法
    程万里, 王守东, 孟巾钰, 王梓旭, 张俊杰
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 567-579. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.008
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    由于地下介质的吸收作用，地震波在传播过程中经历了能量衰减、波形畸变及频带变窄的过程，严重降低了地震资料的分辨率。对于叠前地震数据而言，地层吸收衰减效应会随着传播路径发生变化，进而扭曲地震数据的AVA反射曲线特征。为此，提出一种针对叠前数据的衰减补偿方法。该方法考虑了射线路径对于衰减补偿的影响，首先在水平层状介质假设下推导出衰减介质中的叠前道集正演公式；然后将衰减补偿简化为一个反问题，并通过L1范数进行正则化约束；最后采用交替方向乘子算法(ADMM)求取最优解，进而实现叠前数据的衰减补偿。数值测试结果表明，所提方法不仅能对振幅和相位进行补偿，而且还能恢复叠前道集的AVA反射特征。通过与叠后补偿、常规叠前反Q滤波方法对比分析，所提方法的精度更高、稳定性及抗噪能力更强。同时，Q值敏感度分析实验说明所提方法对Q值模型不敏感，仅借助低频Q值模型也能保持较高的补偿精度。实际资料处理结果也表明，该方法能够提高叠前道集的分辨率，有效还原数据的AVA反射特征，为高精度叠前地震反演奠定了基础。
  • 零相位合成记录约束下利用匹配滤波实现频变剩余相位校正
    明君, 周建科, 彭刚, 王建立
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 580-589. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.022
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    在相同振幅谱、不同相位特征子波中，零相位子波分辨率最高，且主峰值对应反射界面，因此在地震资料处理中，需要通过相位校正技术消除子波剩余相位的影响。常相位校正技术未考虑子波相位随频率发生变化从而导致相位校正结果不理想。为此，提出零相位合成记录约束下利用匹配滤波实现分频相位校正的方法。该方法将井旁地震道作为输入，零相位合成记录作为输出，利用匹配滤波算法求出二者间的相位匹配因子，然后将相位匹配因子与地震数据褶积得到零相位化地震数据。该方法考虑了实际地震数据剩余相位的频变特性，充分利用测井合成记录进行高精度相位校正。理论模型和实际数据处理结果表明，所提方法可以有效消除频变剩余相位影响、显著提高地震数据分辨率，且抗噪性强，具有较高的实用价值。
  • Bayes决策理论下的速度谱智能化解释及建模方法
    伍国富, 肖明图, 王华忠, 凌越, 赵玉合
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 590-597,625. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.011
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    高精度的速度建模作为强非线性问题，需要一个比较正确的初始速度模型，而基于CMP道集的初始背景速度扫描估计是最稳健的方法。面对规模巨大的CMP道集，研究智能化的初始背景速度扫描估计方法是有必要的，其核心是合理的速度谱解释。这可以看作是基于速度谱解释人员的先验知识和层位约束信息，在Bayes决策意义下，在高维速度谱数据体中，以风险决策函数值最小为原则、挑选最合理的时间—速度(TV)对。为此，提出了一套以人工交互拾取速度谱逻辑思想为指导的决策框架。首先生成速度谱数据体及类叠加剖面，通过计算相干属性从类叠加剖面提取层位结构；再依据结构信息对速度谱能量团进行K均值聚类，对于每个类别以先验信息和数据空间分析的统计信息为约束，自动迭代搜寻使代价函数最小的TV对；最后通过插值平滑生成速度场，且经过基于统计量约束的质量控制降低了横向不连续性。该方法将层位信息的利用贯穿到从聚类到自动拾取的整个过程，并且将解释人员的先验认识及邻域拾取结果量化为自动拾取时的约束量，体现了速度谱解释的智能化，缩短了速度建模周期。
  • 杂交粒子群优化算法反演瑞雷面波频散曲线
    陈昊, 李红星, 李涛, 艾寒冰, 张嘉辉, 戴田宇
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 598-609. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.012
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    针对传统粒子群算法反演面波频散曲线易陷入局部极值的问题，通过非线性的自适应惯性权重、引入压缩因子以及边界条件约束三种优化策略对该算法进行优化，提出一种杂交粒子群优化算法(Hybrid Particle Swarm Optimization，HPSO)进行瑞雷面波频散曲线反演，提高了反演的精度、减少了反演的多解性。通过典型地质模型的无噪声、含噪声及多模态理论频散曲线反演，验证了该方法的有效性、抗噪能力和多模态频散曲线联合反演能力；与边界约束粒子群算法反演结果的对比分析表明，HPSO具有更高的反演精度；最后，对实测数据进行了反演，验证了HPSO的适用性。
  • OBN数据三分量重定向分析与质控
    张文波, 张少华, 孙鹏远, 钱忠平, 李建峰, 李晓宇
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 610-616. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.013
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    海底节点(Ocean Bottom Node，OBN)地震数据采集时，通常会记录描述三分量检波器在海底放置姿态的定向参数。利用现场记录的定向参数，通过三分量旋转对三分量数据进行现场重定向校正，可有效消除由三分量检波器放置姿态引起的记录波场在不同分量上的串扰现象。但是，如果现场记录的三分量检波器定向参数缺失或精度低，就需对OBN地震数据进行基于数据的三分量检波器定向分析和校正。为此，提出了一种综合利用OBN三分量记录不同分量上的初至波和反射波能量的三分量检波器重定向分析方法，并给出了实际OBN数据的三分量检波器重定向处理流程及效果质控手段。由于综合利用了初至波和反射波信息，该方法既适应深水也适应浅水OBN数据三分量检波器重定向处理，并且具有很好的稳定性。
  • 基于Gabor纹理学习的地震数据重建算法
    贾永娜, 吴杰, 王国伟, 田玲玲, 顾军华
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 617-625. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.014
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    地震数据重建技术主要用于解决地震数据采集过程中出现的地震道缺失或空间采样不足等问题。针对支持向量回归(SVR)地震数据重建方法未充分利用地震数据物理信息的不足，引入可提取不同尺度和方向纹理特征的Gabor变换，旨在充分挖掘地震数据的物理信息，并基于SVR算法框架重建缺失的地震数据。即首先利用Gabor滤波器提取地震数据的纹理特征，并与原始数据特征相结合，构建新的特征向量数据库；然后通过SVR算法学习回归模型，用于重建缺失的地震数据。通过大量合成地震数据与实际地震数据重建实例，表明由Gabor变换提取的纹理特征能有效提高SVR算法的重建精度，并获得更高信噪比。
  • 一种数据驱动的面波预测和自适应衰减方法
    孙郧松, 李培明, 郭振波, 王文闯, 李国发
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 626-631,640. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.015
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    面波压制是地震数据处理的重要环节，为了在压制过程中确保信号保真度，减少空间假频的影响，近年来基于频散特征的面波预测与压制方法受到青睐。该方法利用面波固有的频散属性，通过分析计算得到的频散关系预测面波，并将其从原始数据中消减，以达到压制的目的。但该方法也存在频散谱精度不高、面波预测欠准确，或频散谱精度虽然较高但计算耗时长等问题，导致该方法未能广泛应用。文中介绍一种经过改良的频散面波压制策略，即通过使用自适应面波数据提取技术、随炮检距变化的面波重建方法及面波模型匹配相减，结合高精度的频散谱分析方法对面波噪声进行准确预测，使该方法在对海量数据的处理中得到有效应用。实际资料测试结果表明，该方法能有效去除面波，最大限度地保护有效信号，在面波发育区有广泛应用前景。
    • 地震模拟
  • 倾斜正交各向异性介质中多次反射qP波射线追踪
    王迪, 吴翔, 白超英, 李兴旺
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 632-640. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.016
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    实际地层中常发育裂隙，表现出正交各向异性介质特征。为研究此类复杂介质中qP波的传播规律以及计算旅行时和射线路径，首先从Christoffel方程出发讨论了正交各向异性介质中qP波相速度和群速度的计算方法，并利用旋转矩阵求得倾斜正交各向异性介质的群速度分布，然后结合分区多步改进型最短路径算法，实现了在倾斜正交各向异性介质中追踪直达、反射和多次反射qP波。求取群速度分布时，引入了球面三角剖分算法确定近似均匀分布的相速度方向采样点，能够节省约一半的计算量；此外采用GPU并行计算技术可进一步提高计算效率。数值模拟结果表明，该算法旅行时计算相对误差不超过0.35%，具有较高的稳定性和计算精度，可应用于追踪复杂的多次波；效率分析结果显示，求取群速度分布是较为耗时的过程，串行程序中该过程约占总耗时的61%，采用GPU并行计算后，计算效率提高了近30倍。
  • 应用自适应变网格紧致差分的地震波数值模拟及逆时偏移
    陈亮, 黄建平, 王自颖, 慕鑫茹
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 641-650,712. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.017
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    紧致有限差分(Compact Difference，CD)格式相对于中心有限差分(Finite Difference，FD)格式具有计算精度高、边界处理简单等优点，其中，规则网格四阶CD格式所需计算节点数少，计算精度高，但使用该格式求解声波方程时需求解大型稀疏对角矩阵方程组，当模型较大时，该格式计算效率较低，同时用于存储和计算对角矩阵方程组的内存需求也较大。自适应变网格策略能够通过优化网格剖分，有效降低模型网格数，从而达到提高计算效率、降低内存占用的目的。文中推导了求解二维声波方程的时间二阶中心差分、空间四阶CD的离散格式，并应用于正演模拟；通过引入自适应变网格策略，推导了修正声波方程，发展了高效、高精度的自适应变网格紧致差分逆时偏移成像方法。数值实验表明：该方法可实现复杂构造的高效、高分辨率成像；与规则细网格剖分方法相比，在保证精度的前提下，该方法可将Marmousi模型的成像效率提高约33.7%。
    • 偏移成像
  • 基于P/S波解耦和上下行波分离的二维VTI介质弹性波逆时偏移
    李映艳, 张乐乐, 陈刚, 李维, 张方, 宋斯宇
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 651-659. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.018
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    VTI介质弹性逆时偏移可以有效地揭示地下地层结构，是当前流行的成像方法之一。首先构建VTI介质下的Christoffel方程，对该方程进行特征分析得到VTI介质下P波和S波的极化方向向量。根据Helmholtz分解原理，将各向异性弹性波场投影到P/S波极化方向矢量上，得到VTI介质下向量P/S波波场分离公式。然后通过一阶泰勒展开式对P/S波分离公式中的归一化项进行近似，得到一种高效且适用于任意复杂介质的各向异性P/S波解耦方法，并应用于弹性波逆时偏移。此外，低频噪声和成像假象严重干扰了逆时偏移的成像质量，前者由同路径波场成像造成，后者由于炮点上行波与检波点下行波相关形成。为此，将上下行波分离成像条件引入VTI弹性波逆时偏移成像，提出一套结合各向异性P/S波模式分离技术和上下行波分离的成像流程，有效地压制了成像中的低频噪声和串扰假象，提高了成像质量。最后，简单和复杂模型的成像结果均验证了方法的有效性。
  • 基于深度偏移角道集共聚焦分析的炮域炮检距矢量片优化叠加方法
    汤聪, 符力耘, 陈康, 肖寒, 曾鸣, 马智超
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 660-669. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.019
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    复杂构造地区断块和高陡构造发育，相比于平缓地层，高陡构造区域地震照明有限，数据信噪比较低，全偏数据参与叠加对提高成像信噪比不利。由于区域构造特征的差异性，不同高陡构造带对应的反射具有明显的方向性，不同炮检距(即入射角)段的反射信号具有明显分带特征。据此，在炮域深度偏移角道集上进行炮检距矢量片(Shot Domain Offset Vector Tile，SVOT)划分，有效分离出不同倾向、不同倾角界面的深偏数据。采用共聚焦分析方法，分析各SOVT叠加剖面的信号聚焦特性；根据其成像清晰度属性，进行SOVT剖面加权优化叠加，突出有效信号，改善高陡界面的成像信噪比。理论模型与实际数据测试验证了该方法的有效性；同时，它可依托商业软件深度偏移模块运行，只需额外增加少量运算，适于工业化推广。
    • 综合研究
  • 自适应优化参数模拟退火的叠前地震联合反演方法
    郭强, 雒聪, 刘红达, 黄剑
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 670-679. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.020
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    叠前地震反演是一种地震数据定量处理与解释的重要技术，全局优化算法是叠前地震反演中一种有效的弹性参数估算方法。作为一种主要的全局优化算法，模拟退火算法广泛用于地震数据反演，但该算法涉及的多种优化参数(如初始温度、扰动范围等)对反演结果具有重要影响。模拟退火参数优化主要是通过模型试算进行设置，但此类经验性方法易引入误差，不具备推广性。为此，提出了一种基于自适应优化参数模拟退火的叠前地震联合反演方法。首先，联合贝叶斯线性反演与模拟退火非线性反演方法，通过线性反演结果驱动后续优化参数的估算及先验模型的构建；其次，针对不同地震道的数据差异，逐道计算适用的初始温度及扰动范围，有效提升了算法的适用性及稳定性。合成数据测试及实测资料应用表明，相比常规模拟退火反演方法，该方法的弹性参数反演结果与测井数据的相关系数更高。
  • 横向二阶导数TV正则化三维反射系数反演
    郝亚炬, 张鹏, 文晓涛, 张红静, 朱宝衡, 戴已晨
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 680-689. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.021
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    三维反射系数数据体一般采用逐道(或逐线)稀疏反演的方式获得，但由于道与道(或线与线)之间缺乏联系使三维反射系数横向连续性不佳而产生抖动假象。为了全方位压制抖动假象，在反演目标函数中加入合成数据三维空间中的横向二阶导数全变分(Total Variation，TV)约束项提高反演结果的空间连续性，进而将常规的逐道L1范数正则化反演目标函数扩展为三维反演形式。但时间—空间域三维反演目标函数中存在三维卷积运算而难以直接进行优化求解，因此在分裂Bregman优化框架下将该三维反演目标函数转化到频率—波数域实现了快速求解。合成数据实验及实际数据处理结果表明，该反演方法不仅可以高效地获得三维反射系数数据体，而且能显著改善易被抖动假象掩盖的小构造和薄层的成像效果。
  • 稀疏广义S变换及其在储层地震低频异常检测中的应用
    刘俊杰, 陈学华, 吴昊杰, 张杰, 姜晓敏
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 690-699. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.010
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    时频分析(TF)是地震资料处理与解释中非常重要的方法之一，时频分辨率是高精度储层预测的关键参数。常规S变换及广义S变换的时频分辨率已难以满足高精度储层预测的需求。为此，将稀疏约束的思想引入TF中，在利用广义S变换参数可灵活调节的基础上，通过优化窗矩阵构建一种稀疏广义S变换方法。合成信号的对比分析结果表明，稀疏广义S变换方法能够获得时频分辨率更高、能量聚集性更好的时频分布，在高频和低频部分均能保持较高的时间分辨率。在实际地震数据的低频阴影检测中，该方法能更清楚地刻画油气储层的空间展布，有利于减小油气储层检测的多解性。
  • 曲流河道井震联合识别技术及应用——以大庆长垣西部斜坡区为例
    杨春生, 杨会东, 杨莹彬, 陈宝玉, 张秀丽
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 700-712. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.023
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    以大庆长垣西部斜坡区萨尔图油层萨Ⅰ组为例，利用高密度三维地震资料横向信息丰富、测井资料纵向分辨率高的优势，采用井震结合的方法，以海拉尔曲流河现代沉积的4种典型模式为指导，在地震剖面上分析点坝和废弃河道的响应特征，建立了点坝和废弃河道的地震响应模式；由于常规分频解释技术受限于短时窗，为此，在地震数据分频计算中引入小波分频变换算法，将地震数据由时间域数据体转换为频率域数据体，应用“基于小波分频变换的RGB属性融合技术”识别点坝边界、内部废弃河道及物性变差带，精准预测了点坝和废弃河道的展布特征；首次利用地震储层预测成果建立了古河道内部单一侧积体长度、宽度与河流满岸宽度之间的关系，相关系数达0.9以上，为西部斜坡区稠油开发提供了精准的地质依据。结果表明：研究区废弃河道在平面上呈“S”形，平面上精细识别出与现代曲流河沉积对应的4种典型模式，完成了萨Ⅰ1废弃河道精细识别和平面组合；应用废弃河道和点坝识别成果指导井位部署197口，其中99口直井成功率为100％，98口水平井平均钻遇水平段426 m，水平段含油砂岩钻遇率为92.6％，利用地震资料解释成果规模部署近百口开发水平井。
  • 多分量地震资料在识别隐蔽河道砂岩中的应用
    张明, 甘利灯, 尉晓玮, 张昕, 孙夕平, 于永才
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 713-719. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.024
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    中国石油勘探开发研究院，北京100083)摘要：在四川盆地秋林地区的多分量地震资料解释过程中，发现一类特殊的沙溪庙组砂岩储层：在纵波剖面上反射特征不明显，很难发现；在转换波剖面上反射特征明显，能够清晰地识别。多分量地震资料采用炸药震源激发、DSU3数字三分量检波器接收；资料处理以PP、PS波保幅处理为目标，针对PS波信噪比低的难点，使用分区、分域、分步保真与保幅噪声衰减技术，有效地提高了PS波资料信噪比；在井震标定的基础上，分别解释了PP、PS波目的层，并以PP波层位为基准，将PS波层位校正至PP波时间域，从而使PP与PS波在时间域匹配。根据多分量地震解释结果获得以下认识：①由于沙溪庙组砂岩纵波速度对孔隙度较敏感，致使PP波反射振幅受砂岩孔隙度影响较大；在一定孔隙度范围内，纵波速度、密度等弹性参数组合导致隐蔽河道砂岩在PP波剖面上没有明显反射，隐藏在泥岩中难以识别，以往的勘探过程常常漏掉这类储层。②PS波反射振幅受孔隙度变化影响小，在预测岩性方面比PP波更具优势，利用多分量地震资料进行属性分析，能够清晰地刻画河道的空间展布特征。钻井结果验证了上述认识，并利用多分量地震资料在沙溪庙组发现了大面积纵波勘探遗漏的河道砂岩，为该区下一步油气勘探部署奠定了良好基础。
    • 非地震
  • 时频电磁与大地电磁数据联合反演
    胡祖志, 刘雪军, 王志刚, 何展翔, 杨俊
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 720-727. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.025
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    时频电磁法属于一种人工源电磁方法，具有抗干扰能力强、对中—浅层的电性层有较高分辨率的优点，但目前受限于最低激发频率，对深层电性层反映有限；大地电磁是一种天然场源电磁方法，具有测量频率低、探测深度大的特点。因此，这两种方法具有互补性。基于奥克姆反演算法，笔者提出新的联合加权方法，对时频电磁与大地电磁的数据进行联合反演处理。模型和实测数据试算结果表明，时频电磁与大地电磁的联合反演既可提高对浅部电性异常体的分辨率，也能提升对深部电性层的探测精度，增强了利用电磁勘探技术解决地质问题的能力。
  • 均匀磁化直立长方体磁力三阶梯度张量无解析奇点正演计算公式研究
    王震, 杜劲松, 钱博浩, 袁常青, 胡正旺
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 728-739. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.026
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    均匀磁化直立长方体是磁力异常正演模拟与三维反演的最基本、最常用的一种场源模型，推导其正演计算解析公式具有重要的理论意义和实用价值。磁力三阶梯度张量是最近提出的一个新概念，可能是未来卫星与航空等磁测研究的一个重要发展方向。此外，多种磁力异常转换参量也涉及磁力三阶梯度张量的部分元素。因此，在前人研究基础上推导了均匀磁化直立长方体的磁力三阶梯度张量无解析奇点正演计算公式。首先验证了该公式的正确性，然后将其应用于总磁场强度异常一阶垂向导数的解析信号、磁力二阶梯度张量不变量的一阶导数、正则化磁源强度的一阶导数的计算。这些高精度、高效率的正演计算解析公式可为将来磁力三阶梯度张量勘探方法研究及基于磁力异常转换参量的解释方法研究奠定重要基础。
  • 基于CEEMDAN和ICA的油气勘探大地电磁噪声消除方法
    曹小玲, 唐新功, 蒋涛
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 740-750. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.03.027
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    大地电磁(MT)信号中的噪声会严重影响大地电磁勘探的观测数据，导致后续反演、解释工作出现严重偏差，影响油气勘探效果。为此，提出了一种基于带自适应噪声的完全集合经验模态分解(CEEMDAN)和独立分量分析(ICA)的噪声消除方法。该方法将经验模态分解(EMD)中的CEEMDAN方法与盲源分离(BSS)中的ICA方法进行有效结合。首先，利用改进的端点检测技术识别电磁信号中的有噪声信号分段；其次，利用CEEMDAN方法对其进行分解，提取具有代表性的固有模态分量(IMF)分量并进行ICA处理，达到消除噪声的目的；然后，利用获得的独立分量对有用MT信号进行逆向重构；最后，将未受噪声污染的MT信号与去噪后的有用MT信号进行拼接，获得最终的消噪后的完整MT信号。对合成信号和实测MT数据的实验结果表明，该方法能有效消除MT信号中的噪声。
    • 消息
  • 《石油地球物理勘探》第十七届编委会会议纪要
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 751-751.
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
  • 本刊获中国石油天然气集团有限公司优秀科技期刊奖
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 752-752.
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    • 人物介绍
  • 石油地质学家 徐礼贵
    石油地球物理勘探. 2023, 58(3): 753-753.
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏

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