2D有限差分偏移技术在探地雷达信号成像中的应用

由于绕射波的存在,很难准确估计探地雷达剖面中目标的尺寸,因此,对目标进行成像研究具有重要意义和应用价值。采用2D有限差分偏移技术对典型的合成记录及实测探地雷达剖面进行了成像处理,结果表明,偏移可以大大提高探地雷达资料的横向分辨率。在实际资料处理中,通过对点目标绕射波的准确归位,可以简单估计地下介质的电磁波速度。讨论了工程处理中速度模型的建立,实际数据的非零偏等偏移处理中的核心问题。      

补偿吸收衰减的地质雷达数据叠前偏移方法

讨论能补偿吸收衰减的麦克斯韦方程叠前偏移方法。从麦克斯韦方程组出发,得到补偿吸收衰减的频率-波数域波场外推算子。为能处理介质有横向变化的叠前偏移问题,波场外推在空间-频率域中进行。用能补偿吸收衰减的地质雷达资料的叠前偏移方法处理了合成和野外采集的实际地质雷达资料。对比了考虑和不考虑吸收衰减的野外实际地质雷达资料偏移叠加剖面的差异,补偿吸收衰减的偏移叠加剖面中反射同相轴具有更好的连续性。     

叠前深度偏移技术及应用实例分析

叠前深度偏移技术比时间偏移难度大,且需有一定的前提条件。在我国西部地区,构造复杂,地下介质横向变速剧烈,在有效地解决静校正与恶劣激发—接收条件的难题之后才能开展该项技术。中国东部,传统的时间域偏移处理方法无法解决下伏中—古生界(包括古潜山海相碳酸盐岩储集体)的成像问题,对此,叠前深度偏移技术正是有效手段。影响叠前深度偏移成像质量的原因主要可归纳为三个方面:野外施工因素;时间域预处理的质量;深度—速度模型精度。归纳了为建立高精度速度—深度模型应做好四方面的工作,给出了中国东部老开发区的叠前深度偏移技术应用实例。     

基于速度分析的探地雷达阻抗介电常数反演

阻抗反演是利用波阻抗与介电常数关系开展地下介质参数估计的重要技术,在探地雷达以及叠后地震资料解释中具有广泛的应用。常规阻抗反演需要钻孔或测井曲线作为约束项,约束项信息直接影响阻抗反演的估计精度。在缺少钻孔数据的实际应用中,如何开展探地雷达阻抗反演是该方法研究的重要内容之一。基于上述问题,本文提出了基于速度分析的探地雷达阻抗反演方法。其基本思想是基于多偏移距雷达数据开展速度谱分析和Dix反演,以获得不同深度的速度信息作为阻抗反演的约束项;同时,采用K-means方法自动拾取速度谱信息,大大降低了常规人工拾取误差,提高了计算效率。通过典型随机土壤介质模型,验证了本文方法在无钻孔条件下仍然可以获得较好的介电常数估计结果,并测试噪声适应能力强。最后通过美国密歇根州Wurtsmith AFB,in Oscoda区域的探地雷达数据测试了本文提出方法在探地雷达实测数据参数估计中具有较好的应用效果。     

同时实现地质雷达数据地形校正和偏移成像的方法

起伏地形使地质雷达图像变得复杂、地层界面的反射同相轴畸变、绕射同相轴严重偏离双曲线形状.提出了用麦克斯韦方程逆时偏移的方法同时实现地形校正和偏移成像以消除地形的影响.该方法将等偏移距逆时记录作为在接收点位置处的电流源,用时间域有限差分法求介质中的波场,输入波场退为零时刻时的空间电场分布即为地形校正和偏移成像结果.由于地形校正也是基于波动方程实现的,因此它比基于射线理论的常规静校正方法精确.通过比较该方法与常规静校正加逆时偏移之效果可知,该方法能更准确地对起伏地形下方的金属管线等绕射体成像.     

速度误差对时间偏移和深度偏移的影响分析

地震数值计算表明:地震速度模型出现误差,对时间偏移和深度偏移有不同的影响,且深度偏移结果的误差往往大于时间偏移的误差,影响了深度偏移方法的广泛应用。根本原因在于时间偏移使用的是均方根速度,而深度偏移使用的是层速度,因此在速度模型相同的情况下,层速度的变化远大于均方根速度的变化。地震数值模拟分析同时说明,深度偏移结果的误差还取决于地下介质的结构和岩性。当界面二边速度差异比较大时,速度摄动值δ引起深度偏移结果的误差,远大于界面二边速度平缓变化的情况。深度成像的误差等于速度摄动值δ和界面二边速度对比度vi+1/vi的乘积。     

零偏移距共反射面叠加原理及其在工程地震勘探中的应用

对一种能增强工程地震勘探数据质量的新叠加技术——零偏移距共反射面叠加进行了研究。目前模拟零偏移距剖面常规方法存在需要精确宏速度模型及不能对地下反射界面产生最佳照明的问题,而零偏移距共反射面叠加具有完全数据驱动、与宏速度模型无关、能够产生对地下反射界面最佳照明及提高模拟零偏移距剖面成像质量的优势。针对零偏移距共反射面叠加还未在国内工程地震勘探中进行广泛应用的现状,详细介绍了零偏移距共反射面叠加基本原理及其实现过程,并使用一套人工合成断层模型数据及来自某高速公路段附近一条二维测线的实际工程地震勘探数据进行了测试计算。理论模型试算结果及在工程地震勘探实际资料处理中的应用表明零偏移距共反射面叠加可提高地震数据信噪比,增强地震反射同相轴连续性,改善模拟零偏移距剖面质量,是一种非常有发展前景的工程地震成像方法。     

相移加校正变范围三维叠前深度偏移

理论和实践证明,三维叠前深度偏移是目前最精确的地震波场为成像方法,该文在二维叠前深度偏移及偏移速度模型建立方法研究的基础上,进一步研究了变范围三维叠前深度偏移叠加方法和软件,用三维相移加校正方法在炮集上实现三维叠前深度偏移,并根据三维速度模型构造形态,自动确定偏移后成像孔径进行变范围移叠加,提高三维构造形态清晰度。该方法属全波方程偏移,具有成像精度高,对模型适应性强的特点。     

点状不良地质体钻孔雷达响应特征 ——围岩及充填效应正演分析

钻孔地质雷达探测是一种有效获取高分辨率深部岩体信息的井中地球物理方法。针对钻孔地质雷达探测工作中常见的空洞、岩溶和地下埋藏物等点状不良地质体,利用时域有限差分数值模拟方法,对岩土体内点状不良地质体围岩介质和充填状况进行了雷达响应正演研究,分析了这些点状不良地质体围岩介质和充填状况对钻孔地质雷达反射信号的影响。研究结果表明,围岩与空洞内充填物的相对介电常数相对值,决定着雷达反射剖面信号的强弱对比,介电常数相对值较大时,更易确定目标地质体的前、后部界面位置,而低阻围岩的雷达波信号大部分被围岩介质吸收,通过单孔反射方法几乎不可能探测到空洞的存在。通过反射信号强度和正负相反射特性及其强弱变化,可以定性地判断空洞内填充物质的性质。     

偏移速度分析与偏移成像

偏移速度分析和偏移成像是地震资料处理的两个重要组成部分.目前时间偏移技术比较成熟,而深度偏移技术也在逐步完善,时间域偏移成像主要推崇叠前时间偏移法.采用沿层叠加速度分析技术可获得层面上准确的叠加速度,并通过倾角校正、叠前时间偏移和CRP反偏移速度分析逐步优化速度,得到一个符合地质规律、准确的均方根速度场;通过深度偏移方法的研究,总结了建立精确偏移速度场的方法,并提出了一种地震资料处理的思路,即基于射线追踪的Kirchhoff偏移和基于波场延拓的波动方程偏移的结合,使偏移速度分析和偏移成像在应用效果和效率上得到了很大的提高.     

叠前时间偏移在华北地区的应用

从应用的角度较详细地论述了三维叠前克希霍夫时间偏移的过程。在给定合理的偏移孔径下,三维叠前克希霍夫时间偏移利用均方根速度对叠前地震数据进行逐道处理,从而得到准确的归位数据。叠前时间偏移相对叠后时间偏移而言,前者能够进一步提高地下信息的成像质量及归位准确性,信噪比和分辨率也得到了改善,能够满足精细的地震资料的解释。因此,三维叠前克希霍夫时间偏移对于速度变化平缓、地下构造较复杂的地区具有广泛的应用价值。     

叠前时间偏移技术在八宝矿区的应用

八宝矿区总体构造形态为不对称的向斜构造,北翼岩层倾角达60°～80°,南翼倒转,矿区断层较多,三维地震叠后时间偏移成像困难,为此进行了三维叠前时间偏移外理。在本次地震资料处理中,选取偏移孔径为5000,依据CRP道集拉平程度确定叠前时间偏移速度场,以区内CMP道集内的炮检距分布情况确定最大、最小炮检距和炮检距增量,并将反假频距离确定为CMP间距的1～1.5倍。通过对比叠前、叠后时间偏移剖面,可以发现叠前时间偏移剖面能够较好地反眏深层构造及大倾角地层情况,其信噪比较高,地震剖面同相轴连续性好,断点清晰,处理效果显著。     

Comparison of Three Brine Migration Models in Groudwater

Three brine migration models in underground waters were compared to solve the problem of high-density brine migration in underground fresh waters. As shown by the example of brine occurrence in salt dumps, it is preferable to use the model of variable-density solution migration for real layered hydrogeological systems.     

叠前深度域偏移成像技术及其应用

根据“西部煤炭资源高精度三维地震勘探技术”项目中对国内外各种深度域偏移成像方法和特点的调研成果．对各类深度域成像的算法和特点进行了总结,指出不同深度域成像算法选取原则主要依据构造复杂程度和横向速度变化情况。结合克希霍夫叠前三维深度域偏移模块说明深度域偏移原理和工作流程,并以实例说明叠前深度域成像能够解决因第四系地层厚度剧烈变化造成的下覆煤层赋存形态被扭曲、深度误差大、断层平面位置不准确等问题。该实例中,叠前深度域成像划分的煤层深度比时间域偏移剖面解释结果向下移动40多m,钻探结果证实其解释的煤层深度和断层位置比较准确。     

弹性波逆时偏移及其成像条件

从弹性波动方程出发,推导了二维各向同性介质情况下弹性波逆时传播的高阶差分格式,实现了弹性波在数值空间中的逆时延拓。从程函方程出发,采用逆时差分格式求取网格空间中各点的直达波旅行时,以此作为弹性波逆时偏移的成像条件(激发时间成像条件),实现多波多分量资料的逆时偏移。文中给出了几个典型模型的理论记录的偏移结果,数值试验表明,逆时偏移能够使地表接收到的波场准确归位,提高资料处理的精度。     

砂岩型铀矿地浸过程中的溶质迁移机理

讨论了“溶质迁移、溶质迁移面和特征性溶质迁移面”的概念，以及研究溶质迁移的方法和实例。在对381砂岩型铀矿床进行地浸模拟试验的基础上，应用以上概念和方法，对地浸过程中的溶质迁移过程进行了讨论，探讨了地浸过程的机理和发生的水文地球化学作用，总结了溶浸试验过程中的溶质迁移分带。在以上溶质迁移机理研究的基础上．论证了地浸地质工艺参数。地浸过程中分带的研究清楚地显示了浸铀的发展过程及其在各个时期各个地段铀浸出作用的进展程度。     

多尺度地震资料联合成像

为改善储层目标区域的成像质量,结合地面地震、VSP和井间地震的各自优势,采用归一化后的自适应叠加方法,实现3种资料偏移结果的联合成像,以达到各种资料优势互补、提高成像精度的目的。为了给联合成像提供精度较高的单种资料成像剖面,采用傅里叶有限差分叠前深度偏移算法实现地面地震资料成像;在VSP和井间地震资料的叠前成像中采用了基于起伏地表直接下延法成像思想,基于傅里叶有限差分延拓算子得到VSP和井间地震偏移结果。模型试算和实际资料的处理验证了多尺度地震资料联合成像法的正确性和有效性。     

柴北缘油气运移优势通道特征及其控油气作用

油气运移优势通道研究对于追踪油气运移方向和预测有利勘探目标具有重要意义, 在对柴北缘地区输导层砂体展布、主要成藏期古流体势、断层倾角和区域盖层分割槽等地质条件综合研究的基础上, 分别阐述了级差优势、流向优势、流压优势和分割槽优势等4种类型优势通道的分布特征以及对油气运移的单因素控制作用, 然后进行多因素叠加, 综合分析在4种优势通道共同作用下柴北缘地区的油气优势运移方向, 进而优选勘探目标.结果表明: 冷湖-南八仙构造带具有阿尔金斜坡、赛什腾、鱼卡-南八仙3个大规模沉积体系的级差优势通道, 同时流压优势通道、分隔优势通道和流向优势通道分布范围广, 并且处于昆特依凹陷和伊北凹陷油气的运移指向区, 使得该构造带成为最有利的油气聚集带, 其次是鄂博梁Ⅰ号-葫芦山构造带; 冷湖七号东、西高点深层构造和葫芦山构造为最有利的勘探目标, 有望取得新的突破.      

叠前时间偏移技术在煤田地震资料处理中的应用

在共炮点道集上，采用Kirchhoff积分法，提取所有深度点上延拓波场的成像值，并对所有的炮集记录按地面点相重合的叠加原则进行叠加，形成共反射点道集叠加。叠前时间偏移技术的关键是做好预处理、叠前去噪、静校正、叠前数据的动校正切除、建立准确的叠前时间偏移速度场、地震数据的镶边等步骤。根据煤田地震勘探资料的特点，结合实例探讨叠前时间偏移技术应用到煤田地震资料处理中应注意的问题。结果表明：叠前时间偏移技术能够有效地提高构造复杂地区煤层的成像效果，提高煤田地震资料的信噪比和分辨率。     

油气运移基础理论与油气勘探

在非均质地层中, 烃类的扩散流和体积流可以同时存在并可相互转换.扩散流有助于烃类从源岩中排出, 并通过流动方式的转变直接参与油气的聚集成藏.在致密泥岩层中, 扩散流和体积流的计算流速分别为4~18 m/Ma和3~15 m/Ma, 几乎没有差别, 说明泥岩中的流动也可以用达西公式来表述.虽然油气的浮力流和渗流都是地下多孔介质中的流动, 但油气在水中上浮不呈连续相流动.因此不要求也不能用达西公式表述临界运移饱和度和相对渗透率.优势运移通道和有效运移空间是2个不同的概念, 前者是指油气运移的主要方向, 后者是指地层中真正发生了油气运移的空间.大约有70%的油气藏位于优势运移通道上, 而在运载层中有效运移通道空间约占总孔隙空间的5%~10%.圈闭的封盖强度与闭合度有3种不同的组合类型, 它们是世界上油气分布的主控因素.根据研究和统计, 世界石油储量的半衰期约为29 Ma, 大油田的中值年龄约为35 Ma.根据烃类的微渗漏流量计算, 中-大型油气藏的平均自然年龄约为50~100 Ma.