散射成像

2021-01-14 帕拉代姆中國區

一種創新的散射能量高解析度地震成像及解釋技術方法


在常規地震資料處理成像方法中，地震資料所包含的高達50%的地下信息遭到壓制或在處理過程中丟失。因為這些成像算法都是設計來表現連續性反射界面或區域不連續性特徵（例如大斷層）的強能量的（這種強能量稱作為「鏡像」能量），解釋人員通常也僅僅解釋這些地震數據中的主體能量。雖然解釋技術中的某些成像屬性（例如相干、曲率）能夠恢復或增強地震數據中的不連續性特性，但是，卻無法恢復那些具備高解析度、能反映地質細節的弱能量，因為這些能量早已在常規處理和成像過程中被丟棄或壓制了。

大量的與高解析度特徵（例如小斷層、地層尖滅以及油藏非均質性特徵等），都是以散射能量的方式被記錄並保存的。這些隱藏在散射能量中的大量信息可以極大地幫助解釋油藏的邊界、滲透率以及開發生產效能。然而，這種信息被佔主導地位的鏡像能量所壓制，並在後續地震資料處理和成像算法中的求和疊加過程中被永遠的丟失了。這些常規處理過程可以改善剖面信噪比，卻對這些可以揭示地下複雜地質細節、影響遠景決策（或者油藏特性控制）弱能量信息無能為力。

帕拉代姆公司的革新技術EarthStudy 360® 全方位地震成像系統可以對所記錄的地震波場做全方位的分解與重構，有效保留並分離鏡像和散射能量。其方法是在波場擾動的深度點對所記錄的地震波做全波場分解，算法過程沒有積分求和或疊加，因此，與地下散射有關的弱能量可以被鎖定並在後續的處理過程中進行選擇性加強。

         EarthStudy 360®成像處理的技術關鍵體現在：做全波場分解，並分離出鏡像反射和散射能量。生成幾套全新的道集，反射鏡像疊加可以用來提高成像精度（主能量同相軸和主控斷層）；散射疊加可以用來高解析度解釋，精細描述地下地層特徵和構造特性。解釋人員在地震解釋過程中可以根據需要非常便利地處理和調用這些道集。此外，這些在常規算法的處理成像過程中被完全壓制掉的散射能量還可以用來檢測油藏的非均質性特徵。

示例1：Eagle ford頁巖油田。反射、散射及散射、相干疊合成像

        從地震資料中恢復散射能量是通過全方位方向特性和反射特性所定義的多維分解實現的。一旦鎖定了散射能量，就可以應用解釋過程中的成像手段來建立地下地層或者構造特徵的高解析度成像。

        該方法可以廣泛地應用於所有勘探、開發項目中，包括深水、非常規頁巖氣、碳酸鹽巖及裂縫型儲層以及成熟油田。應用適當的條件下，可以為油田開發階段的風險管理生成精確、高可靠性地震解釋成果。


示例2：Barnett頁巖油田。構造分解可以突出卡斯特溶洞分布，上圖對比了鏡像能量佔主導的全波場疊加數據體切片和散射能量主導的部分疊加切片


相關焦點

  • 散射成像:一種高解析度地震成像和解釋的創新方法
    其原因是這些成像算法決定的，即，常規的偏移算法主要記錄由連續反射層或主要不連續點（大斷層等）定義的「高能事件」。這種能量被稱為「鏡像」能量，也是地震解釋人員日常使用的地震信息。雖然相干性和體積曲率等解釋成像處理技術可以恢復或增強地震數據中的不連續，但是，在常規的處理成像過程中這些高解析度、低能量的信號被壓制了，所以無法恢復並加以利用。
  • 輻射、散射近場測量及近場成像技術
    如果被測目標是輻射器，則稱為輻射近場測量；若被測目標是散射體，則稱為散射近場測量；對測得散射體的散射近場信息進行反演或逆推就能得到目標的像函數，這就是目標近場成像。但是，截止目前為止，關於輻射、散射近場測量以及近場成像技術溶為一體的綜述性文章還未見到公開的報導，這對從事這方面研究的學者無疑是一種遺憾。為使同行們能全面地了解該技術的發展動態，該文概述了近幾十年來關於輻射、散射近場測量及近場成像技術前人所做的工作及其最新進展，並指出了未來研究的主要方向。
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    武漢大學的胡繼明教授和沈愛國副教授等利用表面增強拉曼散射（Surface-enhanced Raman scattering, SERS）無水幹擾、高靈敏且具備分子指紋識別能力等優勢，在活細胞生理過程研究中將SERS無標記與標記檢測有機結合（對於拉曼信號區分度差，
  • JIOHS|散射介質深處高解析度光學聚焦和成像
    Cheolwoo Ahn, Byungjae Hwang, Kibum Nam, Hyungwon Jin, Taeseong Woo and Jung-Hoon Parkhttps://doi.org/10.1142/S1793545819300027利用基於反卷積方法研究穿過散射介質的光學成像的點擴散函數
  • 成像高光譜儀在量子點暗場散射光譜方向的應用
    「譜王」(OmniImager)系列採用高衍射效率的透射式光柵分光模組與高靈敏度面陣列相機、結合內置掃描成像，自動調焦及輔助攝像頭技術，解決了傳統高光譜相機需外接推掃成像機構及調焦複雜等難以操作的問題。可與標準C接口的成像鏡頭或顯微鏡直接集成，實現光譜影像（Mapping）的快速採集。
  • 模擬偏振敏感的散射過程
    該散射模型由MSP.DLL文件定義，它考慮了非序列模式下入射光的偏振屬性，模擬了散射對光線的傳播方向和偏振態的影響，並且該模型還可以用來模擬考慮米氏散射 (Mie Scattering) 的螢光現象。在模擬生物成像時，考慮螢光以及偏振敏感的散射現象是十分重要的。最後，本文還總結了基於MSP.DLL體散射模型的7個應用示例。
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  • 非彈性散射方法:高精度的時空解析度
    在這方面，可利用時間分辨衍射和顯微鏡方法對泵探針結構內的誘導晶格動力學進行成像。由印度理工學院機械工程系的Dipanshu Bansal教授和物理系的Gopal Dixit教授共同領導的團隊，建立了一套非彈性散射方法，具有原子尺度時空解析度的晶格動力學成像功能。利用非彈性散射測量的優異能量解析度和動量解析度，在重建晶格動力學過程中可以實現幾十飛秒的時間解析度和~1 Å的空間解析度。
  • 雷射水下成像技術及其進展
    距離選通成像系統採用一個脈衝雷射器， 具有選通功能的像增強型CCD成像期間， 通過對接收器口徑進行選通來減小從目標返回到探測器的雷射後向散射。在該系統中， 非常短的雷射脈衝照射物體，照相機快門打開的時間相對於照射物體的雷射發射時間有一定的延遲， 並且快門打開的時間很短， 在這段時間內， 探測器接收從物體返回的光束， 從而排除了大部分的後向散射光。由於從物體返回來的第一個光子經受的散射最小， 所以選通接收最先返回的光子束可以獲得最好的成像效果。
  • DENSS:直接從溶液散射數據確定電子密度
    這些算法在許多領域具有廣泛的應用，包括相干衍射成像，斷層成像，天文學，電子顯微鏡等。使用迭代相位檢索來重建3D對象需要了解3D傅立葉振幅。但是，某些成像方法無法提供完整3D傅立葉振幅，例如纖維衍射，波動散射，掠入射成像以及小角和廣角溶液散射等方法。在這種情況下，由於缺乏對3D強度的充分了解，因此無法直接應用迭代相位檢索。在這些情況下，小角散射數據包含的信息量最少——低解析度一維散射輪廓。
  • Pearl Imager活體成像系統——靈敏,簡單,高效的螢光成像技術
    Pearl Imager活體成像系統（圖1）極大的彌補了傳統螢光成像的缺點，其獨特的近紅外螢光優勢大大推動了螢光成像在各種生命活動、疾病過程深入認識中的應用。Pearl Imager活體螢光成像系統     Pearl Imager螢光成像技術特點：    對於任何的活體光學成像系統，檢測組織滲透的深度是考慮最多的因素，而這一因素又和光吸收；光散射；螢光發散以及組織吸收係數息息相關。良好的背景噪音和信噪比，較高的靈敏度也是活體成像的關鍵之一。
  • 西安光機所光學成像研究取得進展
    2018年諾貝爾物理學獎的一半授予了光鑷的發明人Arthur Ashkin，在那裡雷射捕獲和操縱微粒是在透明和無散射介質中進行的。而當光學系統中有散射介質存在時，成像目標難以在像面清晰呈現，雷射也難以聚焦成為一個焦點。
  • 無極子誘導的強光熱非線性及光刻結構的超分辨定位成像
    基於此機制，他們提出了一種高效動態的全光調控方式，實現了對納米矽盤光散射響應接近100%的調製幅度。研究還發現，利用簡單的掃描雷射共聚焦顯微系統對納米矽盤散射成像，能夠得到具有亞波長特徵尺度的成像光斑，並展示了對亞波長矽結構的精度高達40納米的遠場超分辨定定位成像。
  • 細談二次電子和背散射電子(二)
    背散射電子是入射電子在試樣中受到原子核的盧瑟福散射而形成的大角度散射後，重新逸出試樣表面的高能電子。這些能量非常接近原始電子束的背散射電子，因為幾乎都是彈性散射，沒有受到能量損失，所以它們最大的特點就是作用深度很淺。因為只有作用深度淺，它們才有較大的概率不受到試樣原子的非彈性散射。
  • 北大研究團隊開發活細胞成像新技術
    該研究開發了一種全新的活細胞成像技術，利用炔基標記手段並巧妙地應用了受激拉曼顯微成像技術，成功實現了對活細胞的脂類、核酸、蛋白質和糖類等關鍵生物分子的特異性、低幹擾的三維成像，突破了成像標記基團的尺寸極限。
  • 中科大實現世界最高解析度的單分子拉曼成像
    《自然》雜誌於6月6日在線發表了中國科學技術大學科學家的一項最新成果——在國際上首次實現亞納米分辨的單分子光學拉曼成像，將具有化學識別能力的空間成像解析度提高到前所未有的0.5納米。這項成果由中科大微尺度物質科學國家實驗室侯建國院士領銜的單分子科學團隊董振超研究小組完成，博士生張瑞、張堯為論文共同第一作者。
  • 其次,量子成像可以實現非相干光源的相干成像
    除了基於糾纏光子對的符合計數成像和基於熱光場的強度關聯成像之外，另一個與量子成像密不可分的概念是單像素成像，又稱計算關聯成像。2008年，Shapiro從理論上證實了量子成像中閒置光一路的信息可以通過對光場的計算得出，因此並不是量子成像所必須的，該理論的可行性隨後得以證實。
  • 青年科學家司徒國海:計算光學成像的探索者
    司徒國海在實驗室　鄭瑩瑩　攝中新網上海11月19日電 題：青年科學家司徒國海：計算光學成像的探索者作者 鄭瑩瑩1978年出生的司徒國海是中國科學院上海光學精密機械研究所信息光學與光電技術實驗室主任。面向相關領域的科技前沿和中國國家重大戰略需求，他開始帶領團隊開展了計算光學成像方面的研究。在受訪時，他向記者透露，現在正做的重要事情之一，就是嘗試用計算的方法來解決光透過散射介質成像的問題，應用出口之一是給生物學家提供對生物組織進行在體觀測的工具。