非线性各向异性扩散滤波器用于三维地震资料噪声衰减与结构特征增强

消除地震资料中的干扰噪声,增强地质沉积特征,对地震资料的后继处理和解释都有重要的意义.本文重点论述一种基于偏微分方程的非线性各向异性扩散滤波技术.采用梯度结构张量估计局部地层方向,度量地质特征的规则程度,以此约束扩散滤波器沿着地层方向作扩散滤波,并且通过控制在断层和河道等不连续性区域的滤波程度,使得扩散滤波器具有优异的保持边缘特性.对大庆油田的一块实际地震资料的处理结果表明,该方法可有效消除非相干噪声,增强地震反射同相轴的连续性,突出地质沉积特征,提高资料的信噪比,整体改善地震资料的品质.     

三维各向异性扩散滤波在地震数据处理中的应用

地震数据伴随的随机噪声,降低了地震资料品质,制约着后续的应用.在压制随机噪声的同时有效保护地质体边缘信息是地震资料去噪处理中的难点.本文利用三维地震数据空间的构造信息,构建结构张量和扩散张量,控制不同方向的平滑程度,利用二阶导数在地质体边缘出现极大值的特性,辅助判断地震同相轴的终断位置,借助连续性因子强化层理方向的扩散平滑,抑制地质体边缘、断点及裂缝位置的平滑.在理论算法研究的基础上,本文实现了地震数据的三维各向异性扩散滤波技术,应用该技术对叠前CMP道集、地震属性沿层切片、三维叠后地震数据等进行了去噪处理.实际应用结果表明,滤波后的地震资料信噪比明显提高,非终断地震同相轴连续性增强,地质体边缘特征变得更明显,断层的断点更清楚,为后续的地震解释和储层反演提供了可靠资料.     

基于Walkaway VSP的Thomsen各向异性参数估计与应用(英文)

Thomsen各向异性参数的求取对于正确的时深转换和深度域偏移成像处理至关重要。相比其它各向异性参数估算方法,从VSP资料中更容易获取准确的各向异性参数用于地面地震偏移成像。本文分析研究了利用Walkaway VSP资料估算VTI介质Thomsen各向异性参数的方法,该方法基于VTI介质近偏移距动校正公式利用Walkaway VSP近偏移距初至信息求取各向异性参数δ;基于各向异性介质纵波速度Thomsen近似公式采用射线追踪时差扫描方法求取各向异性参数ε。数值模型正演表明利用该方法估算的各向异性参数误差较小。利用塔里木盆地8个方位的Walkaway VSP实际资料求取了该区深度域Thomsen各向异性参数ε和δ值,同时结合地面三维地震资料建立了较为准确的各向异性深度一速度模型用于叠前深度偏移成像,进一步提高了碳酸盐岩储层的成像精度,减小了目标地质体的深度误差。     

对地震图像进行保边滤波的非线性各向异性扩散算法

地震资料的噪音消除是地震资料处理的一个重要步骤,以往的地震资料滤波,都容易伤害地震资料的高频信号.原始地震图像属于线形纹理图像,地震同相轴表现为线条结构.基于偏微分方程的非线性各向异性扩散技术通过结构张量的特征向量控制扩散方向,利用扩散张量的特征值控制特征方向上的扩散量,对原始地震图像进行图像平滑处理,增强具有一致性的同向轴及其所反映的重要地质结构.     

方向性边界保持断层增强技术

地震数据在采集处理过程中不可避免地会受到各种因素的影响,从而导致地震资料的信噪比低,造成断层信息模糊,断层增强的目的是进一步清晰地刻画断层,同时提高地震资料的信噪比.本文提出了方向性边界保持断层增强技术,首先通过方向滤波技术估计地震同相轴的方向信息,然后结合边界保持滤波技术进行断层图像的增强,将该技术用于地震资料,可以得到断层图像更加清晰、分辨率更高的三维地震相干体,以利于进一步的构造解释以及油气输导体系的定量评价,具有重要的理论与应用价值.     

基于walkaway VSP下行P波的TTI各向异性参数反演

本文基于弱各向异性（WA）介质的正反演公式和qP波的坐标变换,推导了利用qP波反演任意倾斜对称轴的横向各向同性（TTI）介质的各向异性参数和对称轴方向的公式.理论和数值实验表明,利用2个相互正交的变井源距垂直地震剖面（walkaway VSP）可以完全确定钻井中TTI介质qP波的3个WA参数和对称轴的2个方向参数.我们完成了几个由不同数量剖面组成的walkaway VSP模拟实验,使用TTI模型和一般各向异性模型对模拟数据进行了反演,证明了反演公式的正确性和可靠性.使用这些公式,对来自Java Sea的由3条剖面组成的walkaway VSP观测数据进行了各向异性反演,获得了钻井中接收点处介质的WA参数.     

速度体高精度建模法在深水M气田时深转换中的应用

地震速度体建模是海洋深水区地层深度预测的有效方法,而基于井控层控的速度体建模方法能够进一步提高地层深度预测的精度.本文对该技术的关键要素进行了深入研究,分析了速度体优选、中值滤波处理对地层深度预测精度的影响规律.结果表明:通过地震速度体的优化,选取合适的滤波窗口及滤波次数,目的层的地层预测深度相对误差能控制在0.3%左右.     

基于改进的小子域滤波的重力异常及重力梯度张量边缘增强(英文)

针对利用重磁资料增强地质体边界在图像中的视觉效果和提高地质解译的准确性问题,提出应用改进的小子域滤波方法对重力异常及重力梯度张量数据进行增强处理。根据滑动窗口子域平均选择原理,探讨了改进的小子域滤波方法在位场异常数据含有高斯白噪声时,不同窗口大小对地质体边界的识别效果及其在具有不同边界延伸方向地质体中的应用效果。模型试验结果表明,利用改进的小子域滤波对重力梯度张量数据进行增强处理,得到的地质体边界形态失真更小,且受滤波窗口大小、噪声以及地质体边界方向的影响较小;对深部场源体,通过增大滤波窗口的方式,可以较好地反映深部场源体的边界。结合黑龙江省虎林盆地重力异常以及计算的重力梯度张量的处理实例表明改进的小子域滤波法较传统的小子域滤波法增强了对断裂水平位置信息的识别。     

多测线变偏移距VSP地震各向异性反演

本文从一般弱各向异性介质参数反演中得到了使用两条相互正交的变偏VSP测线计算弱各向异性(WA)参数的反演公式. 如果仅仅使用qP波, 则可以确定9个独立的WA参数, 这9个WA参数可以完全地描述井中接收点在两个剖面内介质的各向异性性质. 通过对走时曲线进行最小二乘条件下的三次样条光滑, 可以获得慢度矢量的垂直分量和水平分量. 如果介质是横向非均匀介质, 则水平分量仅仅被用作反演时的约束条件. 为了获得偏振矢量, 本文引入质心计算方法, 该方法计算简单、 稳定, 而且不存在解的奇异问题. 在寻找与一般各向异性介质最接近的高对称性正交各向异性介质和TTI各向异性介质时, 使用qP波各向异性坐标变换方法和最小二乘求解方法, 得到了与一般各向异性介质最接近的正交各向异性和TTI各向异性参数及其对称轴方向参数的计算公式. 使用这些方法, 对瓜哇海地区布设的两条相互正交的变偏VSP测线数据进行各向异性反演, 获得了井中10个接收点处介质的WA参数. 数值计算和实际资料反演表明, 本文所使用的反演方法能够准确地得到VSP井中接收点处介质的WA参数, 这是地震勘探中研究地壳介质各向异性性质最直接和最可靠的方法.      

磁张量梯度数据方向解析信号比值的边界识别和空间位置反演方法

磁张量梯度测量具有高分辨率、多参量的优点,能更准确地描述磁源体的分布特征,在矿产资源勘探中具有广阔的用途.磁异常解析信号具有受倾斜磁化干扰小的特点,且为了增强深部地质体的分辨能力,本文提出磁张量梯度数据的解析信号比值的均衡边界识别及空间位置反演技术.磁张量梯度数据的均衡边界识别方法为不同方向解析信号比值的反正切函数,在降低倾斜磁化干扰的同时能有效地均衡不同深度地质体的响应,提高了对较深地质体的分辨率;空间位置反演技术是建立解析信号比值与地质体位置参数的对应方程,利用解析信号比值与地质体的对应关系作为约束条件来反演获得地质体的水平位置和深度信息,具有无需已知任何先验信息的优势.通过磁性体张量异常试验表明解析信号比值的边界识别方法能清晰和准确地获得不同深度地质体的边界,所建立的反演方程能准确地计算出地质体的范围和深度,具有较高的水平分辨率和精度.将本文方法应用于实测磁张量梯度数据的解释,获得了地下铁矿的分布特征,为区域矿产资源潜力评价提供了翔实的基础资料.     

基于构造约束的波阻抗边界刻画

通过边界保护正则化和约束反演，在反演的目标函数中引入各种先验信息约束，以解决波阻抗反演的病态问题和带限问题.为了克服波阻抗模型边界过于平滑，在反演中引入地层和断层等构造信息约束，并且通过调整地层分界面和断层处的正则参数值来实现构造约束.此外，采用各向异性扩散法进行平滑处理，改善反演结果.通过合成数据测试和实际资料反演，证明了本文提出的方法对刻画模型边界是有效的.     

各向异性扩散在电磁测深曲线平滑中的应用

电磁类地球物理方法由于极易受到各类噪声的干扰,使得估计的视电阻率曲线或相位曲线发生畸变,严重地影响了反演解译精度,如何对这类观测曲线进行合理有效地平滑,是目前数据处理中的重点,也是难点.本文把各向异性扩散（anisotropic diffusion AD）引入到曲线平滑中,提出了各向异性扩散的曲线平滑方法,以平滑点梯度值的降函数作为扩散速度,在梯度较大的位置予以较小的扩散速度以保护特征,在梯度较小的位置予以较大的扩散速度平滑噪声引起的扰动.同时为了减小“飞点”(outliers)对平滑的干扰,采用局部单调扩散进行预处理.实验结果显示,本文提出的平滑方法有效地平滑了噪声与“飞点”的干扰,恢复了曲线的基本形态,有效地保持了曲线基本特征.     

横观各向同性岩土材料的应变局部化分析

为分析横观各向同性岩土材料的应变局部化行为,推导对应于Lade横观各向同性屈服准则向前欧拉算法的迭代格式及本构矩阵,通过有限元软件ABAQUS的UMAT接口实现相应的程序代码。数值算例调查分析材料主方向对横观各向同性岩土结构的极限承载力和变形局部化模式的影响。结果表明该模型能较好地模拟横观各向同性岩土结构的应变局部化行为。     

The special sealing mechanism of caprock for Quaternary biogenetic gas in Sanhu area,Qaidam Basin,China

The Quaternary biogenetic gas reservoirs in the east of Qaidam Basin have many characteristics such as late forming time,shallow burial depth,low diagenetic grade,high porosity and high permeability and so on.It cannot be considered as caprock according to the traditional evaluation criterion.However, the large scale and high efficient biogenetic gas reservoirs of the Qaidam Basin are really formed under these kinds of caprocks,so it does have some specialty in its sealing mechanism.Aiming at the special sealing mechanism,some simulating experiments have been done.The research results show that the sealing ability of biogenetic gas caprock is related with water saturation,the caprock that is saturated with salt water can effectively block seepage and diffusion.Furthermore,the multiple reservoir-caprock groups have accumulated sealing effect,causing the formation of big gas fields.The evaluation method with traditional caprock parameters cannot be adopted in evaluating the study area.     

Effects of anisotropic diffusion on onset of rotating magnetoconvection in plane layer; stationary modes

ABSTRACT

Turbulence in the Earth's outer core not only increases all diffusive coefficients, but it can lead to their anisotropic properties. Therefore, the model of rotating magnetoconvection in horizontal plane layer rotating about vertical axis and permeated by homogeneous horizontal magnetic field, influenced by anisotropic diffusivities, viscosity and thermal diffusivity, is advanced by considering the magnetic diffusivity as anisotropic too. The case of full anisotropy, i.e. all coefficients anisotropic, is compared with both the case possessing isotropic diffusion coefficients and the case of partial anisotropy, i.e. mixed case with isotropic and anisotropic diffusive coefficients (viscosity and thermal diffusivity anisotropic and magnetic diffusivity isotropic). The existence and preference of instabilities is sensitive to all non-dimensional parameters, as well as on anisotropic parameter, the ratio of horizontal and vertical diffusivities. Two types of anisotropy, BM (introduced by Braginsky and Meytlis) and SA (stratification anisotropy) are studied. BM as well as SA were applied by ?oltis and Brestenský to the study of the partial anisotropy; this study is extended, in this paper, to full anisotropy cases (full SA and full BM) and it is shown that the style of convection given by the onset of stationary modes is more affected by anisotropic diffusivities in BM than in SA anisotropy. The important influence of strong anisotropies in the Earth's core dynamics is stressed.     

A nonlinear method for multiparameter inversion of pre‐stack seismic data based on anisotropic Markov random field

Multiparameter inversion for pre‐stack seismic data plays a significant role in quantitative estimation of subsurface petrophysical properties. However, it remains a complicated problem due to the non‐unique results and unstable nature of the processing; the pre‐stack seismic inversion problem is ill‐posed and band‐limited. Combining the full Zoeppritz equation and additional assumptions with edge‐preserving regularisation can help to alleviate these problems. To achieve this, we developed an inversion method by constructing a new objective function that includes edge‐preserving regularisation and soft constraints based on anisotropic Markov random fields and is intended especially for layered formations. We applied a fast simulated annealing algorithm to solve the nonlinear optimisation problem. The method directly obtains reflectivity R_PP values using the full Zoeppritz equation instead of its approximations and effectively controls the stability of the multiparameter inversion by assuming a sectionally constant S‐ and P‐wave velocity ratio and using the generalised Gardner equation. We substituted the inverted parameters, i.e., the P‐wave velocity, the fitting deviation of S‐wave velocity, and the density were inverted instead of the P‐wave velocity, the S‐wave velocity, and the density, and the generalised Gardner equation was applied as a constraint. Test results on two‐dimensional synthetic data indicated that our substitution obtained improved results for multiparameter inversion. The inverted results could be improved by utilising high‐order anisotropic Markov random field neighbourhoods at early stages and low‐order anisotropic Markov random field neighbourhoods in the later stages. Moreover, for layered formations, using a large horizontal weighting coefficient can preserve the lateral continuity of layers, and using a small vertical weighting coefficient allows for large longitudinal gradients of the interlayers. The inverted results of the field data revealed more detailed information about the layers and matched the logging curves at the wells acceptably over most parts of the curves.     

各向异性TI介质qP反射波走时层析成像

地震走时层析成像是反演地层各向异性参数分布的有效方法,但是关于地震各向异性介质走时层析成像的研究并不多,其技术远远没有达到成熟的阶段.在野外数据采集时,地表反射波观测方式相对井间和垂直地震剖面观测方式的成本更低,利用qP反射波走时反演各向异性参数具有更加广泛的实用价值.本文实现的TI介质地震走时层析成像方法结合了TI介质反射波射线追踪算法、走时扰动方程和非线性共轭梯度算法,它可以对任意强度的TI介质模型进行反演,文中尝试利用qP反射波走时重建TI介质模型的参数图像.利用qP反射波对层状介质模型和块状异常体模型进行走时反演,由于qP波相速度对弹性模量参数和Thomsen参数的偏微分不同,所以可以分别反演弹性模量参数和Thomsen参数.数值模拟结果表明:利用qP反射波可以反演出TI介质模型的弹性模量参数与Thomsen参数,不同模型的走时迭代反演达到了较好的收敛效果,与各向同性介质走时反演结果相比较,各向异性介质走时反演结果具有较好的识别能力.