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叠前深度偏移技术在北黄海盆地东部坳陷中的应用

更新时间:2009-03-28

0 引言

北黄海盆地位于中国胶东半岛-辽东半岛一线以东与朝鲜半岛以西之间的海域,构造上处于中朝板块东南部,属华北地块向东部海域的延伸部分,西邻郯庐断裂与渤海湾盆地,北近海洋岛-腊岛隆起区,南胶东隆起与苏胶-临津江造山带,东接朝鲜安州盆地(图1a)[1-2]。北黄海盆地呈隆坳相间的构造格局,包括东部坳陷、东部隆起、中部坳陷、中西部隆起、西部坳陷及南部坳陷群六个基本构造单元(图1b),其中东部坳陷油气潜力最大。

  

图1 北黄海盆地地理位置与构造单元及东部坳陷构造区划图Fig.1 The geographic map and tectonic unit map of the North Yellow Sea Basin,and tectonic map of the Eastern Depression

 

a.北黄海地理位置[3];b.北黄海构造单元;c.东部坳陷基底断裂分布与构造划分

东部坳陷可划分为北部、西部、东部与南部四个隆起,以及中部凹陷、东南凹陷、中部次凹、西部次凹与西北次凹等多个凹陷,主要勘探层位为中生界,其中中部凹陷是整个坳陷的主体部位。该坳陷历经多期构造运动,地层发育和展布复杂[4],属中-新生代叠合盆地,其基底主要为太古宇-下元古界石英岩、片岩、片麻岩、板岩等中深变质的结晶岩系和中上元古界-寒武系的碳酸盐岩、板岩等。沉积盖层自下而上为中侏罗统、上侏罗统、下白垩统、始新统、渐新统和新近系-第四系地层,以陆相沉积为主,主要发育河流-三角洲和湖泊相的碎屑岩沉积,局部层位有火成岩侵入[5]

自中侏罗世以来,盆地经历了中侏罗世-早白垩世断陷、晚白垩世-古新世构造反转、始新世-渐新世断陷、晚渐新世-早中新世构造反转及中中新世第四纪区域沉降等5个发育演化阶段[4]。盆地内断裂较为发育,走向以NE、NW向为主的两组断层共同控制了盆地的构造和沉积(图1c)。断层活动可分为晚侏罗世-早白垩世、晚白垩世-古近纪早期、始新世-渐新世和渐新世末四个主要期次。东部坳陷由于经历了燕山期与喜山期的多次构造运动,断裂也多期活动,故现今的构造面貌异常复杂,这使得研究区的三维地震资料存在较多的不足,主要包括地层岩性横向变化快、区域构造走向变化大、浅层不整合界面及隆起部位火成的岩屏蔽作用导致中-深层反射弱和信噪比低等问题。

目前北黄海是中国唯一未取得油气突破的海域,此地区的成功对于我国的海域油气勘探具有重要的意义。然而,北黄海盆地东部坳陷虽为该区域最具潜力的勘探区,但地质构造复杂、倾角大及断裂发育使得区内叠前时间偏移剖面存在严重的模糊带,同时主要目的层中生界的信噪比极低(图2a)。由于地震剖面成像较差,使得地震解释十分困难,尤其在隆起末端的地层破碎区域(图2b)。

  

图2 研究区LineA叠前时间偏移剖面(位置见图1c)Fig.2 The pre-stack time migration section of LineA in study area (location in Fig.1c)

由于在介质速度存在明显横向变化,地层倾角较大或地质构造复杂的情况下,常规叠后偏移与叠前时间偏移并不能准确地刻画其速度的变化,因此不能进行正确的反射波偏移成像,而叠前深度偏移恰恰能弥补这些不足,体现其在偏移成像上的优势,但其受速度模型准确性的影响也越大。为解决研究区目的层构造成像问题,对该区三维地震资料分别应用了Kirchhoff积分法叠前深度偏移和逆时叠前深度偏移两种算法,并对实际应用效果进行了分析。

1 叠前深度偏移原理

能量补偿也是一个重要的参数,其可在偏移前通过道集能量补偿来实现,也可在偏移过程中利用地震波旅行时进行补偿。逆时叠前深度偏移中是通过补偿完成能量补偿,而Kirchhoff偏移则利用地震波旅行时效果更好。旅行时的算法一般为程函方程数值解法和射线追踪法,前者是通过直接解程函方程来计算旅行时,在首波相比直达波先到达的情况下成像不精确,后者通常以最短路径来求取旅行时,当最短的射线不一定携带最大能量时,会造成构造复杂区成像质量差。克希霍夫叠前深度偏移采用的波前重构法则选择了最大能量射线计算旅行时[13],其成像效果较一般方法好。

此方法所建立的初始速度场不仅具有地震速度的横向趋势,而且遵循了声波速度的纵向趋势,速度场整体趋势不仅反映了地质构造,也反映了其在不同层段的变化(图4)。

地方院校本科生通过参加科研活动,扩大了知识面,感受到较好的学术氛围,对科研工作的目的、意义有了更深层次的理解,独立分析和解决实际问题的能力得到提高。通过参与科研训练,学会掌握现代文献检索工具和手段,增强了获取新的理论知识和了解科学研究动态的本领。

波动方程偏移算法是基于标量波动方程差分求解的偏移方法,可在T-X(时间-空间)域或FX(频率-空间)域里通过一步一步地向下进行波场延拓求取偏移成像位置[9-10]。与克希霍夫叠前深度偏移相比,波动方程偏移不用考虑走时与振幅,通过波场延拓来实现,可以处理各种复杂的波动传播,并能自动处理屏蔽区和相移等,实现起来相对简单;同时成像结果不再易敏感于速度的高频误差,速度趋势比速度细节更重要,从而使成像更容易。由于波动方程叠前深度偏移考虑了地震波传播的运动学特性和动力学特性,可以实现最大近似的振幅保真,对其后的岩性反演及预测意义重大。有限差分算法分为上行波和下行波的双程波的延拓,已经投入实践的双程波动方程算法偏移成像技术称为逆时叠前深度偏移。

水稻育秧主要采取软盘细土育秧与双膜细土育秧这两种方式。以软盘育秧为例,通过软盘细土进行水稻育秧必须保证各个育秧操作环节的标准化,其中,播种的质量好坏将对秧苗的质量和水稻机插秧的效果产生直接的影响。所以,在育秧和插秧的实际操作中,要根据具体的水稻品种准确计算好播种的数量和质量,无论是人工育秧还是机械育秧,都需要尽可能的做到播种均匀。

2 叠前深度偏移技术

漏电断路器在建筑电气设计中时一个必不可少的部分,在漏电断路器的选择时必须加强对额定动作电流的限定。①应严格按照标准来限定漏电断路器的电击能量,以防系统末端出现漏电的安全隐患;②做好漏电断路的保护工作是减少电路损坏减少电气火灾发生的有效对策;③漏电断路器的选择也不能大意,应该遵循既定的原则,并且慎重考虑漏电断路器的合理安装地点,以便发挥漏电保护器的作用;④应该清楚地低压配电系统的实际情况,并且在选择漏电断路器型号的时候也应该考虑多方面做出有效的选择。

  

图3 叠前深度偏移处理技术流程图Fig.3 The processing flow chart of pre-stack depth migration

2.1 初始速度模型建立

叠前偏移参数的测试主要包括偏移孔径,反假频因子等。偏移孔径决定于地下构造倾角的变化,理论上越大越好,但实际情况因噪声存在,孔径过大反而可能影响成像质量。一般是在保证陡倾角能够成像的情况下尽量选择较小的孔径,这既可保证平层的成像质量,而且可缩短偏移时间。当道间距和最高频率一定时,绕射波到达检波点的角度太陡,偏移剖面会出现假频现象,因此需要进行三维反假频滤波。叠前深度处理中进行了偏移孔径和反假频因子试验,根据试验结果最终选择了合适的处理参数。

(1)平滑时间偏移速度及测井声波速度,用平滑后的声波速度为主变量,以平滑的时间偏移速度场为约束趋势的漂移变量,同时辅以解释层位构建构造模型,将主变量声波速度在各层间作外漂克里金差值[12]

Kirchhoff积分法叠前深度偏移算法是应用最广泛的叠前深度方法,一般由旅行时计算和积分处理两部分组成[8-9]。该方法利用射线追踪的方法计算旅行时,进而求取偏移成像位置,其关键为走时计算和网格,而运算精度取决于旅行时的计算精度。此技术结合了倾斜因子、球面扩散因子和子波整形因子的绕射求和偏移方法,其实质为沿双曲线轨迹直接做振幅叠加。它虽然有方便和高效的特点,但显然存在一些问题。克希霍夫偏移的主要问题包括:计算旅行时的方程所用速度允许横向变化,故必须考虑到其对绕射模式的双曲性质的影响,该速度通常选取输出时间的双曲线顶点的值,所以适应速度横向变化的能力有限;积分解算法并不是直接解波动方程,而是求解空间任意点的波场值,偏移结果对输入速度-深度模型依赖较大,可以反映相对宏观的物理模型,但对构造细节有所忽略。

(2)将插值得到的各层速度场上下合并为完整初始速度场,无测井速度的层位利用时间偏移速度场来充填。

叠前深度偏移是一个解释性的处理过程,遵循了地质与地球物理相结合以及地震资料处理与解释一体化的指导思想。它包括常规时间域处理和叠前深度偏移处理2部分。常规时间域处理重点围绕叠前道集的信噪比和均匀性以及浅层,海底地下构造的速度刻画,目的是为后续叠前深度偏移处理提供高信噪比道集数据做准备。整个叠前深度偏移处理流程(图3)大致概况为两部分:初始速度模型建立和深度域层速度模型优化。

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图4 声波速度与初始深度偏移速度对比(a)及LineB初始深度偏移速度与叠前时间剖面(位置见图1c)的叠合(b)Fig.4 The comparison of sonic velocity and initial depth migration velocity (a) and the LineB pre-stack time section (location in Fig.1c) with the overlay of initial depth migration velocity (b)

2.2 深度域层速度模型优化

叠前深度偏移的成像质量很大程度上依赖于深度-速度模型的合理性,深度-速度模型是否合理,一方面要结合地质认识来分析是否合乎实际地质情况,另一方面要分析偏移得到的CRP道集是否拉平。准确的速度深度模型能使CRP道集拉平,若速度偏大,则CRP道集向下弯,速度偏小,则CRP道集向上弯。在叠前深度偏移的深度域剖面上进行层位解释,再沿层提取层速度,建立深度-速度模型。通过层析反演法迭代修正深度-速度模型,直至剩余速度相关谱中能量收敛于0,得到最终的深度-速度模型。

2.3 偏移参数测试及旅行时的计算

建立深度域初始速度场一般方法有:均方根速度转换法、相干速度反演法、约束速度反演方法。但它们与测井曲线的关系不大,所生成的速度场不能与声波速度严格对应。由于叠前时间偏移速度分辨率较低,仅反映大趋势,而测井曲线虽分辨率高,可反映不同层段速度细微变化,但平面分布局限。故本文采取结合两者优势,以叠前偏移速度、解释层位、声波速度为基础建立初始速度场[11]。具体的过程如下:

对于构造复杂,横向深度变化剧烈的地区,叠后偏移和叠前时间偏移都不能取得理想的成像效果,需要使用叠前深度偏移进行复杂构造成像。常用的叠前深度偏移技术包括积分法和波动方程法[6-7]。

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综合而言,初始速度模型的建立、速度场的优化、各偏移参数的选取是深度偏移处理的必要步骤,其中速度模型建立是最关键步骤。

3 地震资料成像效果分析

北黄海盆地东部坳陷历经多期次的构造运动,构造地质条件复杂,在该区分别应用Kirchhoff叠前深度偏移和逆时偏移技术进行了三维地震资料处理(如图5)。对比图5和图1可见:与叠前时间偏移相比,两种叠前深度偏移剖面在地震反射波组的连续性、剖面整体结构清晰度、断面归位的合理性、剖面信噪比等各方面均有显著提高,很好地解决了深凹内部反射信息无法归位的问题

  

图5 研究区Line A的 Kirchhoff叠前深度偏移(a)与逆时叠前深度偏移(b)的处理效果Fig.5 Processing results comparison of Line A between Kirchhoff pre-stack depth migration (a) and reverse-time pre-stack depth migration (b)

对比图5中(a)和(b)可以看出逆时叠前深度偏移对陡倾角复杂构造成像较Kirchhoff有明显的优势,同时准确的能量归位使得前者在深层反射的成像效果较后者更好(图5)。逆时叠前深度偏移具有较好的振幅保真性,其振幅的变化更符合地下岩性变化的特征,可为后续的叠前反演提供更好的原始资料。

4 结论

通过对北黄海盆地东部凹陷三维地震资料分别应用了Kirchhoff积分法叠前深度偏移和逆时叠前深度偏移两种算法,得出了以下结论:

(1)结合测井声波速度、时间偏移速度及解释层位通过克里金插值建立初始速度模型,可以保留地震速度的横向趋势,同时遵循了声波速度的纵向趋势,其为一种较为合理的初始速度场构建方法。

(2)与叠前时间偏移相比,两种叠前深度偏移剖面在同向轴连续性、断面信息归位、剖面信噪比等各方面均有显著提高。

(3)对比两种深度偏移的效果,发现在陡倾角复杂构造区和深层反射层段逆时叠前深度偏移比Kirchhoff叠前深度偏移具有更好的成像效果。逆时叠前深度偏移技术具高保真性,波组特征更加明显,地层连续性增强,成果数据的振幅变化更符合岩性变化的特征,利于解释人员进行层序划分,也可为叠前反演提供较好的原始资料。

肾脏科不合理应用伏立康唑片的另一显著问题是给药剂量不足。91.91%的患者在第一个24 h内未给予负荷剂量,则其血药浓度无法在第一天接近稳态浓度,即使之后给予足量维持剂量也需到第6天才能到达稳态[1,14]。病历资料显示,除1例在用药几天后改为正确维持剂量外,其余135例患者全部存在维持剂量过低的情况,既不科学也不经济。另外,若腹膜透析患者发生腹膜炎,“指南”推荐可使用抗真菌药物预防和治疗真菌性腹膜炎,此时伏立康唑片的推荐剂量也为常规维持剂量200mg q12h po[9]。

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[2]王立飞,王衍棠,胡小强.北黄海盆地西部坳陷地层与沉积特征[J].海洋地质与第四纪地质,2010,3(3):97-104.

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[13]杨振武.海洋石油地震勘探-资料采集与处理[M].北京:石油工业出版社,2012.

 
杜民,薛花,王衍棠,万晓明,简晓玲
《华南地震》 2018年第01期
《华南地震》2018年第01期文献

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