地震层间多次波成像与油气探测中盐下结构识别

Large oil reservoir in the deep water, such as Gulf of Mexico, Brazil, the North Sea, the Middle East and other regions, widely distributed in the lower areas of salt domes. Similar to the big world oil fields above mentioned, Bohai Sea, Yellow Sea, and the South China Sea, in China, there are also large areas of volcanic rock, forming high-speed layer shielded area. Seismic reflection wave energy at the top and bottom of ther high-speed layers encountered strong refelction layer and internal multiples is formed at the bottom of the high-speed layer, which leads to reflected waves propagate downward difficult so that only a small portion of wave energy return to the surface. It is traditionally based on the seismic reflection and converted waves in the field of seismic exploration and seismology, and multiple is regarded as noise. Even though salt domes, volcanic, high-speed coal and basalt generate internal multiples that are not valid signal for refelction wave, it contains large amounts of geological structure information at the bottom of the high-speed layers since multiples travel with longer paths and small angles comapred to the reflection wave. Full use of internal multiples will greatly improve the resolution of seismic imaging and make a breakthrough neck bottles in complex structure imaging. Based on the the previous surface-related multiple migration study supported by the Nature Sciences Foundation of China, we present the proposal on seismic migraiton of internal multiple to study internal multiple forward modeling, internal multiple inversion, internal multiple predicted, internal migration imaging condition and migration of internal multiple, to realize migration of inernal multiple below salt domes and to open up a new diretion for seismic imaging.

深海大油田储层广泛分布在盐丘下部，如墨西哥湾、巴西、北海、中东地区。在我国渤海、黄海和南海也存在大片火山岩，形成高速层屏蔽区。地震反射波能量在高速层顶部遇到强反射，在高速层底部形成层间多次波。反射波向下传播困难，仅有少部分多次波能量返回海面或地表。在勘探地球物理领域，基本上是依据地震反射波，将地震多次被看作噪声。层间多次波是盐丘、火山岩、高速煤层、玄武岩下部的主要干扰波，严重影响地震盐下反射波成像。而层间多次波传播路径长，反射角度小，携带高速界面下部大量构造信息。充分的利用层间多次波，将会极大地提高地震成像分辨率，突破复杂构造区成像的颈瓶。项目在前期表面多次波研究基础上，提出地震层间多次波偏移的理论和方法，探测盐下精细结构。从地震层间多次波的预测、层间多次波的反向传播、层间多次波的形成机理、层间多次的成像条件设置，实现地震层间多次波成像，突破盐下成像的难点，开拓地震偏移一个新的方向。

在勘探地球物理和地震学研究领域，都是基于地震反射波，将地震多次被看作噪声，在偏移之前，需要将多次波压制。然而地震多次波携带地下构造更多的信息，更适合对复杂结构成像。本项目的研究人员提出了表面多次波与层间多次波的成像理论和方法, 开辟了地震成像新的研究领域。本项目的主要研究内容包括地震多次波的形成机制、表面多次波的预测、多次波阶数的分解、地震层间多次波的成像条件、层间多次波成像、地震全波形反演、压缩感知插值与去噪。.本项目取得的主要成果包括 1）提出了地震最小二乘地震多次波分阶成像的理论和方法，极大地压制了地震多次波成像crosstalk问题，基本上解决了地震多次波成像的最大障碍；2）提出了地震层间多次波成像条件，通过判断上覆界面与下覆界面的成像假象，实现了地震层间多次波偏移；3）提出不依赖速度初始模型不需要低频信息地震全波形反演，地震多次波成像首先要有一个较为准确的宏观速度模型, 地震数据没有低频信息，初始速度模型与真实模型相差甚远，造成目标函数无法收敛，而提出的intensity全波形反演方法，极大地压制了cycle-skipping引起的速度模型反演不准确；4）提出地震稀疏反演与多次波插值，地震多次波成像，通常要规则化地震数据，考虑了稀疏压缩感知方法，将其应用到多次波插值上。5）提出地震最小平方高斯成像,考虑了地震传播的波动和射线的各自特性，高斯成像能够计算双程走时，不再产生焦散区，因而极大地提高了成像质量。..共发表标注本项目资助研究论文33篇，其中国际SCI论文20篇、国内SCI论文5篇、国际重要会议论文8篇，获得国家发明专利1项，申请美国发明专利1项（处于审查阶段），极大地提高了地震多次波成像的研究水平。有8名博士生在本项目支持下参加了研究工作，全部获得博士学位。地震多次波成像与反演的研究成果被评为Geophysics期刊2018年度亮点文章，其主要研究成果获得2018年度中国科学院地质与地球物理研究所“优秀科技成果”。 .本项目在国家自然科学基金委组织的中期评估中被评为“优秀”项目。