粘弹性与各向异性在地震勘探正演中应用

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1、粘弹性与各向异性在地震勘探正演中应用　　【摘要】介质粘弹性和各向异性在地震正演中的应用使得地震波逐渐衰减和频散，不能直接从地震数据上得到准确的地下信息和分辨率更高的图像，基于粘弹性和各向异性的正演模拟接近真实性的描述了地震波的波动学特征，有利于观测系统设计、储层研究以及对地震资料的分析处理解释。【关键词】粘弹性；各向异性；正演模拟随着地质勘探对象由简单到复杂油气藏方向的发展，传统水平层均匀介质基础理论上的勘探方法、手段正面临越来越大的挑战。基于粘弹性和各向异性地质模型的正演方法为我们提供了一种有效、可靠的勘探技术手段，在实际应用中具有重要意义。地球物理模型是正演模拟

2、技术的基础和前提。模型建立主要有结构上的构建和和纵波速度、横波速度以及密度地球物理属性。除此还有模型介质对地震波场的响应，主要表现在粘弹性和各向异性。6常规地震处理技术的理论前提是：大地介质是完全弹性介质，地震波在其中的传播满足达朗贝尔方程，地震波在其传播途中没有能量的损失和波形的畸变。但是，实际上地表检波器接收到的是有一定延时而且频率很低的地震复合波。离震源不同距离接收的波谱也不同，这说明大地对地震波有衰减和吸收的作用，对其高频成分，吸收更为严重，导致地震资料的分辨率降低。在处理分析以及正演过程中我们有必要模拟这种衰减因素对地震波的影响。1介质粘弹性地震波在真实介

3、质中传播与在理想介质中传播不同，介质的粘弹性会损耗地震能量吸收，使振幅衰减并且视频率逐渐降低。地震波的这种衰减和频散，使得不能直接从地震数据上得到准确的地下信息和分辨率更高的图像。这种衰减效应主要由地球介质本身的粘弹性所致，与岩性、含流体性质、饱和度以及渗透率等有关，是造成地震反射波高频成分衰减的主要原因之一。地震波的这种衰减和弥散，使得不能直接从地震数据上得到详细的地下信息和分辨率更高的图像，所以研究地震波在粘弹性介质中传播的性质具有重要意义。粘弹性介质的正演模拟，对于深入研究地层吸收衰减效应，对于提高分辨率等具有重要意义，是观测系统设计、复杂储层研究、地震资料分

4、析、处理的基础。2介质各向异性6地震勘探实践说明了地球内部介质的复杂性。对于地震勘探而言，地球介质的复杂性主要体现在介质的纵横向非均匀性、各向异性和非线性。其中，介质各向异性和非线性研究是近年来地震学和勘探地震学领域的研究前沿。各向异性介质按其弹性性质变化的程度进行分类，主要分为极端各向异性介质，正交各向异性介质，横向各向同性介质本文主要考虑最后一种横向各向同性介质，它具有这样的特点：在波长远大于地层厚度的情况下，一个各向同性层序（例如沉积层理）会产生薄层各向异性（亦称周期薄层和极化各向异性）。由于平行层理的纵波（P波）和水平偏振横波（SH波）的速度远大于垂直层理的

5、速度，对称轴是垂直层理的。平行于层理的速度较大是因为高速的层段使能量优先传播，而垂直于层理测量时所有小层都影响穿过其地层厚度所花的时间。3实例应用黔渝地区是我国非常规油气资源勘探开发的重要战场，具有南方海相非常规页岩气勘探的代表性，地表起伏较大，切割严重，出露岩性以三叠系-寒武系老地层碳酸岩盐等为主，岩层破碎、风化严重，岩溶发育，非均质变化较大，表土稀薄，激发、接收条件差。如何获得高品质的原始地震记录，对其勘探开发进程至关重要。根据该地区已经掌握的地质信息建立黔渝地区某三维模型（图1）并采用基于波前面构建的射线追踪正演计算方法模拟野外地震观测系统设计是比较可靠的技术

6、手段。在大规模正演前，我们有必要验证模型正演的合理性。至于正演算法和模型构建在此不多做陈述。63.1介质粘弹性验证本文在正演数值计算精度一致的前提下分别对地质模型的粘弹属性设计为Qp=0，Qp=9。在模型（6500，1500，0）位置，只保留地质目的层，即模型中第二层和第四层的简单情况下，得到如下图2所示不同的正演结果。从两正演结果分析得出，粘弹性对地震波的传播有较为明显的影响，频谱降低，频带变窄，分辨能力下降，且地震波的能量也明显衰减，说明通过模型粘弹属性模拟，可以使正演结果尽可能的接近实际情况。3.2介质各向异性验证本文作者在模型中设置横向各向异性因子参数，正演

7、得到如下（图4）不同结果。从正演得到的单炮来看，单炮远偏移距接收道的时间有较为明显的提前。地震波速度受到横向各向异性的影响而改变。通过合理的地质模型构建以及地球岩石物理参数的设计，正演得到该地区的正演剖面。从上图（5）说明在同一地质模型下，不同介质参数正演得到的剖面有明显区别。带有介质粘弹性和各向异性的正演剖面较真实的反应实际情况。上图（右）为真实采集资料的叠加剖面频率、信噪比较低。4结论与建议6本文通过对黔渝地区某地质模型下不同岩石物理参数的地震波正演模拟充分说明了粘弹性和各向异性在实际应用中的效果。证明带有衰减因素的地质模型正演结果更能说明实际情况，为后续的