VSP全波场反演偏移成像

Vertical Seismic Profiling (VSP) makes seismic acquisition immediately next to the subsurface targets, so that the high-resolution seismic data can be used to enforce the ability for the identification of small geologic bodies and to improve the accuracy of characterization for reservoirs and oil deposits. To fully exploit these potentials, we propose this research project on VSP migration with two emphases. The first one is that migration uses VSP full wavefield, in which seimic multiples are treated as valid signals,and the compressional wave and P-S converted wave are used simultaneously. The second emphasis is injunction with the iterative inversion processing during VSP migration, so as to improve the accuracy and resolution of the final images. For this full wavefield migration with iterative inversion scheme, there are a number of advantages. (1) It will increase subsurface illumination range and broaden spatial coverage. (2) The intra-constraints between the compressional wave and P-S converted wave will improve spatial resolution and enable the identification of small geologic bodies. (3) Because the upgoing and downgoing waves are used simultaneously, and any interface reflectivity is constrained by both waves, it will result in high accuracy and high resolution of the images. (4) As it performs inversion iteratively for migration, the final image will be reflectivities but not the reflections. In summary, this project will perfectly unify the advancement of the wave theory and the practicality of the geophysical method.

垂直地震剖面（VSP）直接对地下地质目的层实施地震观测，所获取的井旁高分辨率地震数据体可有效提高小目标和小地质体的识别能力，有效提高储层和油藏的描述精度。为充分发挥VSP的诸多优点，本项目有针对性地研究VSP偏移成像的理论和方法，一是全波场的偏移成像, 将观测数据中的多次波视为有效信号，将纵波和转换波等波场同步利用，二是在偏移之中采用迭代反演的手法，改善偏移成像的精度及分辨率。其优势体现为：（1）有效增加地下介质的照明范围，使其空间覆盖区域显著增大；（2）纵波和转换波两种波场的约束和互增，提高对小地质体识别的空间分辨率；（3）因为同步利用上行波场和下行波场，任何反射界面上下两侧的反射系数同时得以约束，有效提高成像的精度和分辨率；（4）由于在成像时引用了反演方法，因此，VSP全波场偏移是对地下的反射系数而不是反射波进行成像。总之，该项目在理论领先和实际有效两个方面达致完美统一。

垂直地震剖面（VSP）直接在地质目的层附近实施地震观测，所获取的井旁高分辨率地震数据体可有效提高小目标和小地质体的识别能力，有效提高储层和油藏的描述精度。本项重点开展VSP全波场反演偏移成像研究，将观测数据中的多次波视为有效信号，开展一次波和多次波联合逆时偏移成像研究；将纵波和转换波同步利用，开展弹性波逆时偏移成像研究；采用迭代反演的方法，改善偏移成像的精度及分辨率。研究实现了一步法波场延拓的地震波场模拟方法，降低了波场存储成本，提高了波场模拟稳定性；研究实现了一次波和多次波联合逆时偏移成像方法，包括基于data-to-data migration(DDM)联合成像方法、基于SRME的多次波分阶逆时偏移成像方法、基于de-primary成像条件的多次波分阶逆时偏移成像方法，有效增加了地下介质的照明范围；研究实现了VSP最小二乘逆时偏移成像方法，通过变阶数有限差分、衰减随机边界、双缓冲区最优化策略，提升了成像算法运算效率，降低了存储成本；研究实现了弹性波最小二乘逆时偏移方法，利用迭代反演有效压制纵横波场之间的串扰，在转换波成像方面，对基于矢量纵横波场分离的内积成像条件以及矢量基激发振幅成像条件进行了深入研究；研究实现了粘弹性最小二乘逆时偏移成像，有效补偿了地下介质的吸收衰减特性，改善了强吸收衰减区域的成像效果；研究实现了转换波共炮域极性校正方法，解决了转换波成像中的极性反转问题；研究实现了基于解析法波场分离的逆时偏移成像方法，避免了低频噪音和虚假反射对偏移成像的干扰。本项目研究对推动VSP成像发展有重要意义，对认识地震波传播规律，提高复杂油气目标的识别精度有重要的理论指导和推广借鉴意义，对推动油气勘探取得突破进展和保障国家能源安全有重要作用。