基于广义Radon变换偏移的高效VSP全波成像研究

Conventional seismic imaging methods for VSP data mostly use the upgoing primary wavefield only, and large amounts of downgoing multiples have not been used effectively. The image from these kinds of methods is limited to a local area around the borehole, and also suffers from incomplete wavefield separation processing. There are still some problems to be discussed and improved in the new VSP imaging methods using multiples or full-wavefield proposed in recent years. For instance, the wavefield separation and amplitude preserving processing reduce the efficiency and effectiveness of ray-based methods. The storage cost and computational efficiency also limit the application of wavefield-based method..The robust VSP migration imaging method should take into account the following considerations: using the dominant multiple wave signals, reducing the wavefield separation or no separation, showing amplitude-preserved ability, high efficiency and convenience. This research intends to study the VSP imaging method based on the generalized Radon transform (GRT) migration, which can fully take advantages of high resolution and high SNR of VSP data. And also, full-wavefield information containing upgoing and downgoing wavefields is used for joint imaging. The proposed method does not require wavefield separation and can combine the advantages of the two kinds of signals, which contributes to achieving high-precision imaging of the subsurface in the vicinity of the borehole also away from it efficiently.

当前VSP偏移方法多数只利用到资料中的上行反射波，大量下行多次波信号未得到有效利用。这类方法仅能对井旁局部范围成像，而且受波场分离效果的影响。近年来提出的新型多次波或全波VSP成像技术仍存在一些问题待讨论和改善：比如波场分离和保幅处理等问题降低了射线类方法的效率和效果；存储开销和计算效率等问题制约了波动类方法的推广应用。.稳健的VSP偏移成像方法应该兼顾以下考虑：能利用到主要的多次波信号，减少或者无需波场分离，具有一定的保幅能力以及尽可能高效快捷。本项目拟研究基于广义Radon变换(GRT)偏移的VSP成像方法，充分挖掘VSP数据高分辨率高信噪比的优势，同时利用VSP数据中的上、下行全波场信息进行联合成像。该方法不需要进行波场分离，能结合两类信号成像的优点，高效实现井旁和远井区域的宽范围高精度保幅成像。

垂直地震剖面(VSP)技术可以获得高信噪比、高分辨率的地震资料，是油气勘探中高精度偏移成像的重要手段。然而，在过去的几十年里VSP技术并未得到广泛应用。除了采集成本昂贵之外，一个主要原因在于，VSP处理效果常常难以达到人们的预期。近年来分布式光纤声波传感技术(DAS)在井中地震勘探的应用发展迅速，这种低成本的采集技术有望促进VSP采集技术在油气田区大范围推广应用。如何配套稳健的VSP资料偏移处理技术是亟需研究的课题。. VSP采集接收到的数据中既包含上行波场，也包含下行波场。当前主流的VSP成像处理方法，尤其生产中使用的方法都是基于上行反射波信号成像的方法。这些方法广泛存在波场分离不彻底和偏移噪声突出等问题。另外，仅利用上行反射波信息，往往只能对井旁局部范围照明，大量多次波有效信号没有得到合理利用。新近出现了一些利用下行多次波进行成像的方法，单一强调多次波的效果，忽略上行反射波和下行多次波信号的优缺点和互补的重要性。一些波动方程类全波偏移方法存储开销和计算效率等问题仍旧是瓶颈。 . 本项目在以上背景下设立，目标是基于广义Radon变换(GRT)偏移理论，研究联合下行多次波信号的全波场偏移成像，实现VSP资料井旁及远井区域内的高质量宽范围成像。主要研究涉及VSP动力学射线追踪，基于GRT偏移的VSP成像和复杂地表的GRT偏移成像。通过该项目的支持，研究并发表了一种稳健的基于GRT偏移的全波VSP成像方法，能够利用上下行波场信号高效实现井旁及远井宽范围的高精度成像，无需波场分离。该方法已通过合成数据测试，并成功应用于野外实际资料并取得效果。通过该项目的研究已发表两篇SCI期刊论文，达到项目计划的预期研究结果。更重要的是通过研究该方法，我们在一定程度上解决了VSP数据成像处理中备受关注的问题。在分布式光纤广泛应用的背景下，项目研究形成的方法为高质量的VSP数据处理提供了亟需的技术储备。