零偏VSP衰减特性Q值正反演研究

论文摘要

当地震波在地层中传播时,能量的衰减是传播介质非弹性性质的反映。实验已证明,衰减特性对储层岩石的弹性性质和流体性质等反映灵敏。通常,这种介质所固有的衰减特性用品质因子Q值(Quality factor)来描述。另一方面,由于垂直地震剖面( Vertical Seismic Profiling,简称VSP)方法能够深入了解地震波传播的基本特性,在井下不同深度直接观测地震波的变化,帮助了解反射和透射过程,因而被认为是唯一能够提供有价值的地震波衰减资料的来源。本文在对地震波衰减特性及其影响因素分析的基础上,对Q值正、反演过程进行了深入的研究。基于Ganley的正演理论,考虑反射和透射,对法线入射情况下带有衰减的层状地质模型进行了合成地震记录的生成,并与不具有衰减的地震剖面进行了对比,揭示衰减特性造成了地震波能量及主频的降低;另一方面,在对求取Q值的质心频率偏移法(简称CFS)进行理论分析的基础上,对正演零偏VSP模型进行了反演计算,并通过与振幅衰减法、频谱比法等结果的对比,总结出该方法在薄层识别、分层能力、抗界面干扰方面优于上述两种方法,同时也分析了频带宽度、速度选取、震源点位置对反演结果的影响。最后,通过对两组实际资料的处理,证明了CFS方法的实用性和可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 概述
• 1.1 国内外发展现状
• 1.2 研究目的和意义
• 1.2.1 正演带有衰减的合成地震记录
• 1.2.2 衰减特性Q 值反演
• 1.3 技术路线
• 1.3.1 Ganley 理论正演零偏VSP
• 1.3.2 质心频率偏移法反演Q 值
• 第二章 地震波的吸收、衰减及相应的弹性波方程
• 2.1 地震波的吸收、衰减特性
• 2.1.1 地震波衰减机理
• 2.1.2 地震波衰减影响因素
• 2.2 地震波品质因子Q
• 2.2.1 品质因子Q 与吸收系数的关系
• 2.2.2 品质因子与复弹性变量之间的关系
• 2.2.3 指数阻尼的弹性波方程
• 第三章 零偏VSP 中Q 值正演
• 3.1 带有衰减的合成地震记录
• 3.2 反射、透射系数及相速度的计算
• 3.2.1 吸收介质分界面上的反射和透射
• 3.2.2 相速度、复速度的计算
• 3.3 带有衰减的合成地震记录方程
• 3.3.1 带有衰减的合成记录方程（震源位于地表）
• 3.3.2 带有衰减的合成记录方程（震源位于地下某一深度）
• 3.4 合成地震记录的步骤
• 3.5 合成记录结果的生成及结果分析
• 3.5.1 程序流程
• 3.5.2 生成结果分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 零偏VSP 中Q 值反演
• 4.1 Q 值反演方法
• 4.1.1 振幅衰减法
• 4.1.2 频谱比法
• 4.1.3 质心频率偏移法（CFS）
• 4.2 质心频率偏移法（CFS）原理
• 4.3 CFS 方法计算过程
• 4.3.1 计算步骤
• 4.3.2 CFS 方法计算Q 值流程
• 4.4 Q 值反演结果及对比
• 4.4.1 对薄层的反应
• 4.4.2 不同波场的作用
• 4.4.4 反演速度的选取
• 4.4.5 频带宽度的影响
• 4.4.6 震源不在地表的情形
• 4.5 实际资料处理
• 4.5.1 用于地层的划分及对比
• 4.5.2 用于反Q 滤波.
• 4.6 本章小结
• 结论及建议
• 参考文献
• 致谢