邻近算法在微地震震源位置和一维速度模型同时反演中的应用

微地震事件的空间分布可以用来监测水力压裂过程中裂缝的发育情况。因此,震源定位是微震监测中重要的环节。震源定位依赖准确的速度模型,而震源位置和速度模型的耦合易导致线性迭代的同时反演方法陷入局部极小值。邻近算法作为一种非线性全局优化算法,能够最大程度地避免陷入局部最优解。本文将邻近算法应用于单井监测的微震定位和一维速度模型同时反演,首先利用邻近算法搜索一维速度模型,再使用网格搜索方法进行震源定位,并根据定位的走时残差产生新的速度模型,最后通过若干次迭代使其收敛到最优解。理论和实际数据结果均表明该方法能够避免局部最优解,得到较为可靠的震源位置和一维速度模型。     

地震预警定位方法研究

实时地震定位是地震预警系统中必须解决的关键问题之一.文中在借鉴已有实时地震定位方法的基础上并结合我国台网的实际情况,推导得到一套利用前三/四台P波、S波到时信息进行实时定位的算法.作者选取2000年至2008年问福建省地震监测台网记录到的68个3.0级以上地震对该算法进行验证.研究结果表明,采用文中方法的定位结果具有一...     

用震源扫描算法(SSA)进行微震的定位

引入了一种新的方法震源扫描算法(Source-Scanning Algorithm, SSA)来对地震定位和地震破裂面进行研究, 这种方法充分利用了数字地震波形资料, 在不用精确拾取到时和计算理论地震图的情况下达到比较理想的定位效果。 首先, 文中阐述了2004年由Kao等人发展的SSA方法的原理; 其次对扫描算法的分辨率进行了理论上的模拟, 用5点试验证明了SSA的很强的分辩能力; 最后将SSA应用于南北地震带微震的定位试验中去, 发现它能够在没有人工干预的情况下较好地定出地震的位置。 理论模拟和实际定位结果都证明, SSA是普通微小地震定位的一种好工具。     

地面与井中观测条件下的微地震干涉逆时定位算法

勘探和开发非常规油气藏已经成为国际油气工业界的新热点.由于这类油藏具有低渗透率的特点,开采过程中往往需要多级压裂形成能够使烃类自由流动的裂隙.通过定位分析压裂过程中诱导的微地震震源能够帮助人们刻画裂缝属性(走向、密度等),评价压裂效果,分析断裂模式,推定震源机制等.微地震定位可以采用波动方程逆时聚焦方法实现.由于微地震数据信噪比低,加之速度模型不准确、稀疏观测等诸多因素使得定位的精度大打折扣.本文将波动方程逆时聚焦定位原理与干涉"成像"原理相结合,探讨多源微地震信号的干涉逆时定位算法,尤其扩展该算法到三维多分量地面、井中以及井地联合观测条件下.通过理论合成数据与实际射孔资料的数值试验,展示了该微地震定位算法的精度优势与抗噪特点,并指出波场聚焦微地震定位方法在实际应用中的制约因素与应对策略.     

国际地震中心改进的定位程序

国际地震中心(ISC)是一个非政府的、非营利性机构,它的首要任务是产出权威的地球地震活动性报告。《国际地震中心公报》报道了50年(1960~2011年)的地震活动性。近年来由于全球台站日益增加,使得报告的地震事件尤其是事件的震相数量急剧增加。相似的射线路径会引起相关的走时预测误差,这些误差归因于:模型中没有加入地球非均匀性,这导致了对定位不确定性的低估和不利的台网几何结构以及定位偏差。因此,全球的台站分布越密集和越不均衡,大多数定位算法中所做出的假设(观测数据是独立的)越不成立。为了应对这一挑战,我们为国际地震中心开发了一种新的定位算法,这种算法考虑了相关误差结构。我们采用国际地震学与地球内部物理学协会(IASPEI)所有的在ak135模型中有有效走时预测的标准震相来得到更精确的事件定位。本文中,我们阐述了新的国际地震中心定位方法,为检验此方法的可靠性,我们用该方法重新定位在国际地震学与地球内部物理学协会参考事件表中的地面真实事件,我们也对整个《国际地震中心公报》做了重新定位。我们的定位算法虽然只有很小的改进,但是对定位结果的改进却很显著,尤其是在深度的确定上和更精确的形式不确定性分析上。我们论证了新的定位算法;通过后续震相的使用和深度解的测试,相当多的地震震群变得更紧密了;因此该算法为地球地震活动性提供了一个改进的观点。     

改进的高精度匹配追踪方法研究及应用

本文在常规算法的基础上,提出了一种改进的匹配追踪方法.该方法通过引入新的完备库构建策略,并以雷克子波作为原子,利用原始地震数据最大相关性估计完备库的原子的位置和能量,使得分解精度进一步提高,极大地提高了算法的适应性;为避免原子间隔过小问题,引进了最小原子间距,使得分解效率和分解质量进一步提高.模型试算和实际资料应用表明,本文算法不仅提高了信号稀疏表示的质量,加快了收敛速度,而且算法的适应性和分解精度也得到提高;该方法能够较好地挖掘地震有效信息,提高地震解释精度.     

考虑到时误差的地震定位算法及其在四川地区2001-2008年地震定位的应用

精确的地震位置对于地震活动性、地震层析成像和地壳应力场反演具有相当重要的意义,对于地震速报也具有重要的应用价值。将观测到时的不确定性、台站高程、地震震源深度进行约束的同时,根据反演理论给出了地震震源位置精确估计和误差估计的方法。该算法联合考虑Pg波、Sg波、Pn波和Sn波的到时进行反演,数据量的增加可以增强地震位置的准确性,并可同时应用于地方震和区域地震。采用模拟数据对该地震定位算法进行检验发现,该算法在观测数据的不确定性不等时明显优于其他方法。将该算法应用于四川地区2001-2008年间的地震定位,得到的地震位置更加符合地震的丛集性并集中于断裂带附近。这些结果为四川地区的地震活动性、断层构造以及地震层析成像研究打下了基础,并且为汶川地震之前的地震活动前兆研究也提供了有益帮助。     

水力压裂微地震事件定位方法综述

随着国内外页岩气勘探开发的不断深入,水力压裂微地震监测技术重要性越来越大,而该技术的核心是微地震事件定位.近些年前人对微地震事件的定位方法做了比较深入的研究,形成了众多定位方法.为此,依据目标函数构造及其求解方式对微地震事件定位方法进行了分类,主要介绍了两大类具有代表性的微地震事件定位方法:(1)基于走时的射线追踪定位方法;(2)基于波形的偏移定位方法.然后对其算法思路流程、优缺点等方面进行了归纳总结,分析了各类算法的研究现状及两种典型算法的应用实例,最后对微地震事件定位方法的发展趋势进行了展望.     

基于频率衰减补偿的微地震定位方法

本文分析了不同频率的震源子波在传播过程中频率衰减与传播距离的关系,提出了地震波频率衰减补偿的微地震定位方法.该方法通过对地震波频率衰减的补偿,间接获取微地震事件的道间时差,避免了微地震事件的信号识别与走时拾取,实现了对微地震事件的定位.本文提出了方法的基本原理和计算方法,并通过理论计算和误差分析表明该方法是合理的和有效的.     

基于快速模拟退火算法的井中微地震事件定位反演

井中微地震监测技术被广泛应用于非常规油气储层压裂改造监测中,该技术的关键在于有效事件的准确定位.本文以实际测井资料为依据,建立水平层状模型,利用射线追踪模拟并获得微地震事件的传播路径及走时.在模拟退火法机理分析的基础上,引入非常快速算法(VFSA)进行微震事件定位反演,该算法依赖温度的柯西分布状态产生函数,在高温状态下可进行大范围的搜索,在低温状态下只对当前模型附近进行搜索,能够改进退火及抽样过程,提高模拟退火算法的定位效率与精度.最终,将该反演算法运用于实际井中水力压裂微地震事件定位,并描述其造缝空间产状及其发育过程.     

线性单事件地震定位方法的改进及应用尝试

根据大震速报和快速预警实际需要,首先对Inglada线性单事件定位方法进行了适当的改进, 使其在仅有P波到时数据的情况下也能快速定位,且求解过程仅需简单迭代而不用奇异值分解; 其次, 尝试将改进后的方法从单层均匀模型引入到分层均匀模型中的近源台网定位情形,并通过单层均匀和分层均匀两种不同模型的理论实验讨论了该方法的可行性和适用范围; 最后整合了质量高且分布较好的距离2008年汶川M_S8.0地震震中最近的强震、微震, 以及川西流动台阵等观测记录资料,对汶川M_S8.0主震初始破裂点的时空参数进行了多种模型的定位实验. 结果表明, 改进后的线性单事件定位方法简单、快捷、易用,可广泛应用于近源地震定位,尤其是用于无法得到S波到时的中强以上直至巨大地震的速报、地震现场流动台网的快速定位以及地震的快速预警等.      

南黄海地震序列时空参数的精细测定和分析

1984年5月21日的南黄海地震发生在海里，地震观测台站都偏在震中的西侧，距离最近的南通台和崇明台也在100km左右，给地震的精细测定带来了困难。用现有测震方法，得到的南黄海地震序列观测报告，震中分布比较离散。本文在进一步发展了无走时表定位法和相对定位法的基础上，对南黄海地震序列中的3级以上地震的时空参数作了重新测定和分析，取得了较精细的结果。     

地震定位研究及应用综述

地震定位是地震学中最经典、最基本的问题之一，提高定位精度也一直是地震学应用研究的重要课题之一。本文就目前各种地震定位方法进行了大体分类并概述了基本原理及其应用，介绍了目前在国内各实时地震观测系统中应用的台网定位方法，同时将部分台网方法应用于黑龙江省绥棱爆破的定位。     

上海地震台阵的地震定位方法

详细介绍了上海地震台阵数据处理软件系统中的地震定位方法，用台阵的聚束方法得到地震的方位角和视慢度，根据统计得到的视慢度－震中距表推算震中距。并结合了地震台网的定位方法，由单台记录的各类主要震相从J－B走时表得到震中距，然后进行地震定位。该定位方法可对近震、远震进行定位处理，并由深震相得到震源深度。     

地磁总场测量阵列对磁性目标定位的方法

提出了用地磁总场对磁性目标定位的方法.以远场磁偶极子原理构建了地磁总场的测量阵列,设计了阵列对目标的定位算法,求解中采用二重梯度算法消除了地磁总场随时间变化和空间分布不均匀对目标定位的影响.实验验证了这种二重梯度算法的有效性.利用MATHCAD对定位算法中的非线性方程组进行了仿真,采用LINGO软件求解了阵列方程组.在松花江沿岸某地,用光泵磁传感器阵列对航行中的目标船进行了定位实验,所测磁场数据曲线与理论曲线完全吻合,证明了定位算法物理模型的正确性.提出了改进的磁场梯度偏置定位算法,进一步提高了目标定位精度.实验证明了这种地磁总场目标定位方法的可行性.     

大地震前震源区附近显著地震地方平太阴时分布特征及解释

研究了１２次７级地震和４４次６级地震震前震源区及其附近发生的显著地震地方平太阴时τ的分布规律．根据月亮在地球内任一点形成的起潮力是一个主要周期为１２ｈ２５ｍｉｎ左右的周期性函数及月亮在地方平太阴时相隔１８０°的两个位置上对地球内任一点起潮力基本相同这一现象，计算了大地震前两个显著地震地方平太阴时τ的夹角△τＡ以及两个显著地震地方平太阴时与主震地方平太阴时夹角的平均值△τＢ。计算结果表明，对大部分地震，△τＡ≤４５°和△τＢ≤４５°，说明显著地震和主震发生时，月亮差不多都在震源区的同一方位或与这一方位相隔１８０°的位置附近．用裂隙串通地震孕育模式对这一现象作了解释，认为显著地震和主震的地方平太阴时的分布都与主震断层走向有关．指出△τＡ≤４５°这一现象可作为一种地震前兆用于地震预报。     

河北地区中强震前异常演化特征分析

通过地震活动特征分析、 研究地震活动基本规律, 对于了解大地震的孕育过程及地震前兆有重要意义。 采用“RTL(Region-Time-Length)”算法和“区域网格点密集值”算法对河北地区中强震前的地震活动特征进行分析研究。 利用RTL算法对河北地区1970年以来的M_S5.0以上地震在时间和空间上进行回顾性检验, 以震例6年前地震目录为计算数据。 时间扫描结果显示, 4次地震震前地震活动平静, 1次地震震前地震活动增强。 空间扫描结果给出了震例震前三年以1年尺度滑动的扫描图像, 与时间结果对应相吻合。 区域网格点密集值算法所选资料与RTL算法相同, 对研究震例中的三次较大地震(M_L≥6.0)进行震前三年尺度滑动的空间扫描。 结果显示, 随着时间滑动, 截至发震前, 震中附近区域网格密集值逐渐减小, 趋于平静。 通过综合应用两种方法, 发现地震活动平静的低值点和地震活动增强的高值点对地震的发生有一定的指示意义。     

提高地震定位精度方法的研究

本文对地震定位产生误差的原因进行分析,并且对提高地震定位精度的方法进行了研究。随着沈阳数字化地震台网即将投入运行,需要将原有的ＤＯＳ环境下运行,用ＢＡＳＩＣ语言编写的地震定位软件,移植到新的系统运行环境,并且在吸收原定位系统的优点的基础上作了重大改进,进一步提高了网缘地震定位精度和可靠性,对提高地震台网监测能力有重大的意义。     

地震定位方法研究进展

地震定位是地震学基本问题之一,如何提高地震定位精度是地震学研究重点。本文介绍地震定位技术在国内外的研究历史及进展,对目前存在的各种地震定位技术进行分类,概述基本原理及应用。详细介绍盖革经典定位法、双差定位法和微震定位方法中的波形互相关技术和震源扫描算法,并简单介绍微震定位技术在核试验监测及定位上的应用。