利用归一化层速度预测和研究储层物性的方法

归一化层速度是对任意深度处的层速度进行归一化处理的一种速度形式，归一化处理的目的是把任意深度处的层速度转换为与深度无关的格式，归一化后层速度的横向变化主要取决于地层岩性，孔隙度等物性的变化，利用这一特点可以方便地利用已知钻井资料对其进行标定，比较简单地进行地层岩性，孔隙度等特性的预测。实际应用表明，其预测结果与钻井揭示吻合较好，预测效果令人满意。     

利用海洋地震数据估算气体水合物与游离气资源量

位于南卡罗来纳近海的布莱克海台的海洋地震数据及测井表明：含有气体水合物的沉积层覆盖于含游离气的沉积层之上，造成了明显的地震似海底反射（BSRs)。我们将一个理论的岩石物理模型应用到二维的布莱克海台海洋地震数据，以确定气体水合物与游离气的饱和度。高孔隙度的海洋沉积物可以模拟为一个颗粒状的系统，其弹性波速度与孔隙度、有效压力、矿物成分、孔隙充填物的弹性属性以及孔隙空间中水、气体及气体水合物的饱和度相关。将此模型应用到地震数据时，我们首先通过叠加速度分析获得层速度。其次，除孔隙度，水、气和气体水合物的饱和度等参数外，通过地质信息获得岩石物理模型的其他输入参数。为了从层速度信息中估算孔隙度和饱和度，我们首先假定整个沉积物中不含气体水合物或游离气，然后，根据岩石物理模型由层速度直接计算孔隙度。在气体水合物与游离气出现的区域，这些孔隙度的数据特征出现异常（无气体水合物或游离气的沉积物中期望的标准数据特征与获得的数据特征相比较而言），低估水合物区域中的孔隙度，而高估含游离气区域的孔隙度。我们用带有异常值的孔隙度数据减去标准的孔隙度特征数据（不含气体水合物和气体）来计算剩余孔隙度。然后,我们应用岩石物理模型剔除气体水合物或气体饱和度引起的异常，最终获得理想的二维饱和度图。因此，这样得到的气体水合物最大饱和度占孔隙空间的13－18％之间（取决于所用模式的型式）。在布莱克海台钻井中（不在地震测线上）测量的饱和度大约为12％，这与计算结果一致，游离气体的饱和度在1－2％之间变化。饱和度的估算值对于输入的速度值相当敏感，因此，采用准确的速度对得到合理的储层特性相当关键。     

从海洋地震数据估算天然气水合物及游离气的含量

南卡罗莱纳布莱克海台的海洋地震数据和测井表明明显的似每底反射（BSR）是由含天然气水合物的沉积层覆盖在含游离气的沉积上所形成。我们将一个理论的岩石物理模型应用到二维的布莱克海台海洋地震数据上以确定天然气水合物及游离气的饱和状态。高孔隙度海洋沉积作为一个粒状的系统建立模型，在这样的系统中弹性波速度与孔隙度、有效压力、矿物、孔隙充填物的弹性性质地、水、以及孔隙中天然气水合物的饱和度联系在一起。为了将这种模型应用到地震数据上，首先我们使用迭加速度分析得到层，然后通过地质信息估算出孔隙度和饱和度，我们首先假设沉积物中没含天然气水合物或游离气，然后使用岩石物理模型直接从层速度计算孔隙度。这种孔隙度剖面在有天然气水合物及游离气的地方表现出异常（与所期望的典型剖面以及在无天然气水合物或游离气存在的沉积中得出的剖面相比较）。在含天然气水合物的地方孔隙度估算不足而在含游离气存在的沉积度估算过高。从这些异常剖面中，通过与典型孔隙度剖面（不含天然气水合物及游离气）相减计算出孔隙度的剩余值。然后，通过引入天然气水合物或游离气的饱和度，应用岩石物理模型消去这些异常。这样一来就得出了所期望的二维饱和度分布图。我们得出最大的天然气水合饱和度介于孔隙空间的13%到18%（取决于所用模型版本的不同而有所变化）。这些饱和度数值与布莱克海台的测井结果（在地震测线边上）相吻合，测井的结果为12%。游离气的饱和度在1%和2%之间。饱和度的估算对输入的速度值极为敏感，因此精确的速度确定对储量的改正十分关键。     

含天然气水合物沉积层的孔隙度特征及其反演方法

给出了含天然气水合物沉积层、含游离气沉积层孔隙度与地震波速度及波阻抗的关系,提出了确定性沿层孔隙度反演技术的方法。     

地震初至波速度层析成像技术在南黄海盆地崂山隆起的应用

崂山隆起位于南黄海盆地的中部,新生代地层沉积薄,其底部存在高速屏蔽层,加上中—古生代地层经历了多期构造运动,导致中—古生界地震有效反射信号弱、成像效果较差,地震处理中采用常规速度谱拾取不能准确获得高速屏蔽层下的地层速度,给叠前时间偏移和叠前深度偏移的速度建模工作带来很大困难。近几年,青岛海洋地质研究所在南黄海崂山隆起采集了大容量震源长电缆地震数据,获得了来自中—古生界的初至波信息。采用初至波层析成像方法来揭示高速屏蔽层下中—古生界速度变化信息,主要通过拾取初至波时间,建立初始速度模型,经过不断迭代反演得到最终速度模型。结果表明,高速屏蔽层下地层速度横向变化剧烈,存在速度为3 500~4 000m/s的低速层,预测为碎屑岩;速度为5 100~5 500m/s的高速层,预测为碳酸盐岩地层。     

碳酸盐岩孔隙度预测新方法在珠江口盆地的应用

孔隙度是油气勘探中储层预测、储层描述、储量估算和油气藏综合研究的一个重要评价参数,它的准确求取是一项非常重要的关键性技术。碳酸盐岩非均质性强,横向变化大,其孔隙度预测一直是个难题。常规方法对孔隙度进行计算存在精度不高、物理意义不明确等问题,常常不能满足油气勘探开发需求。因此,通过对Gassmann方程合理简化并引入Eshelby—Walsh干燥岩石椭球包体近似公式,推导出包含岩石孔隙结构参数、饱和岩石压缩系数与岩石基质压缩系数3个参数的计算孔隙度新公式,然后通过测井交汇图技术和叠前弹性参数反演技术,将其转化为与碳酸盐岩孔隙结构和纵横波速度、密度有关的具体计算公式。同时考虑到不同相带对碳酸盐岩储层孔隙结构的影响,故分相带对新方法进行了应用。结果表明,基于碳酸盐岩孔隙结构的孔隙度预测方法的精度高于常规方法。     

我国近海沉积层地震速度特征

我国近海纵向上发育了新生界、中生界碎屑岩和古生界沉积地层。在分析整理收集到的地层速度资料的基础上,分析了地层速度的变化规律:沉积层地震速度随地层的埋深增加而增加,新地层速度低、老地层速度高;欠压实地层的砂岩速度与泥岩速度基本相当或低于泥岩速度,正常地层的砂岩速度大于泥岩速度;砂岩储层的速度随孔隙度的增加而降低,流体成分的变化对速度的影响不大。     

天然气水合物储层反演及饱和度预测

沉积物含天然气水合物后通常会引起速度的增加,与周围地层形成较大的波阻抗差异,利用地震波阻抗反演技术可识别出这种差异,从而预测天然气水合物的分布。测井资料具有较高的纵向分辨率,而地震资料横向分辨率较高,通过井震联合反演可获得天然气水合物准确的空间展布形态。利用井震联合反演技术对南海北部神狐海域天然气水合物储层进行了精细刻画,研究表明,该矿区天然气水合物储层表现为高波阻抗特征,其值域范围为3 450～4 500m/s·g/cm3,同时根据有效介质模型建立了岩石物理量版,预测了天然气水合物储层的孔隙度和饱和度数据,预测结果与测井解释结果吻合度较高,为天然气水合物的资源评价提供了比较准确的物性数据。     

南黄海海相地层速度的提取及其特征

南黄海盆地特殊的地震地质条件导致准确获得海相地层速度存在困难。基于本区的多道地震资料,联合使用多数据质控速度分析、初至波层析反演及层控网格层析反演3种方法,提取出了较为可靠的海相中-古生界速度信息。结合提取的地震速度及下扬子区已有钻井信息,总结了南黄海主要海相地层的速度分布。本区海相地层速度整体呈高低相间分布结构,存在速度的突变和倒转。海相下构造层速度高,不同地层间速度差异较小。由于海相下构造层无钻井资料约束,获得的速度信息仍存在不确定性。     

基于复合传感器的机器鱼推进力预测方法研究

复杂多变的水下环境会极大地干扰仿生机器鱼的正常运动和对水下信息的感知,而鱼鳍的变形在产生推进力方面发挥了关键作用。但目前对于鱼鳍如何利用自身感觉信息来对推进力进行识别和预测的研究甚少。为了解决这一问题,通过在一个柔性传感器上集成压电层和压阻层,研制出基于压电/压阻双传感模式的柔性仿鱼鳍复合传感器,并提出了一种基于复合传感器对鱼鳍产生的推进力预测的方法。建立了基于 BP 人工神经网络的推进力预测模型并进行训练,通过皮尔逊相关分析法对输入层数据进行筛选和优化,提高了模型的预测精度。实验结果证明基于 BP 神经网络及皮尔逊相关性分析的多传感层组合的推进力预测是有效可行的,同时为机器鱼水下感知能力的提升提供了新的途径。     

非线性弱色散波内部流场的重构

基于势流理论和级数直接求逆方法,本文建立了基于Ｂｏｕｓｉｎｅｓｑ方程或Ｇｒｅｅｎ－Ｎａｇｈｄｉ方程给出的水深平均流速或某特征流速及波面信息重构非线性弱色散波内部流场的算法。以Ｂｏｕｓｉｎｅｓｑ方程的孤立波解为例,用本反演方法计算了孤立波的表面水平流速及底部水平流速。结果表明本算法是有效的。本反演算法可用于获取非线性弱色散波的内部流场的详细信息。     

利用层析成像方法反演近地表速度模型

由于地表条件复杂和近地表速度变化显著给近地表速度模型的反演工作带来了很大的困难。层析成像方法可以较好地模拟介质横向和纵向的速度变化,能同时考虑直达波、透射波、回折波、折射波等初至波,为确定近地表速度结构提供了有效的工具。主要介绍了层析成像的方法原理,并应用此方法反演了实际地震探区的近地表速度模型,取得了良好的应用效果。     

OBS记录的时间和定位误差校正

根据地震波传播的时距关系,利用海底地震仪子母钟对时记录、测深数据和近炮点数据,使用数据处理软件OBSTOOL,对南海北部采集的海底地震记录进行高精度时钟校正处理。通过反演确定放炮延迟和海底地震仪的漂移参数,为准确反演速度奠定了基础。分析结果显示,南海北部OBS数据放炮延迟为1.278s,最大时钟校正量为2.394 s,OBS偏离测线最大距离为652m,这些将会导致浅层正、反演结果不准确,影响BSR的正确识别。     

Kirchhoff向下延拓法在海洋合成多道地震走时反演中的应用*

海洋多道地震数据建模和成像是获取洋壳速度和构造信息的重要手段。海水层的存在使得多道地震拖缆接收到的折射波走时信息仅仅存在于较远的炮检距, 近炮检距被强振幅海底反射波覆盖, 制约了走时数据拾取和反演效果。本文基于波动方程的Kirchhoff积分法, 成功实现了多道地震数据向下延拓, 获取到了更大炮检距区间的初至折射波走时拾取, 并将其应用于洋中脊新生洋壳2A/2B层的合成多道地震数据走时反演。比较向下延拓前后的走时拾取范围及走时反演结果表明, 向下延拓法能够保持地震波场的运动学和动力学特征不变, 在共炮集数据的更大炮检距范围内进行初至折射走时拾取, 从而增加反演的数据选择和浅层射线覆盖, 反演结果能更加准确地分辨出洋壳2A/2B层界面, 并得到更高的分辨率和更准确的速度结构剖面。     

海区沉积盆地的三维变密度基底反演及其应用

建立了适合海区沉积盆地基底反演的密度模式，推导了对应的重力异常精确公式（近区计算公式）和近似公式（远区计算公式），提出模拟沉积盆地复杂变化的密度差－深度曲线的分段拟合方法。建立了一种利用地震波速度谱、重力和水深资料反演沉积盆地基底的方法。利用地震波速度谱的资料对厦澎凹陷的密度－深度关系进行了统计分析，并反演了厦澎凹陷的重力基底，认为整个厦澎凹陷可能由不同构造格局的东北和西南两部分组成，并分别讨论了这两部分的基底特征。     

Estimation of seismic velocities and gas hydrate concentrations: A case study from the Shenhu area,northern South China Sea

In the Shenhu area of the northern South China Sea (SCS), canyon systems and focused fluid flow systems increase the complexity of the gas hydrate distribution in the region. It also induces difficulties in predicting the hydrate reservoir characteristics and quantitatively evaluating reservoir parameters. In this study, several inversion methods have been executed to estimate the velocities of strata and gas hydrate concentrations along a profile in the Shenhu area. The seismic data were inverted to obtain the reflection coefficient of each stratum via a spectral inversion method. Stratigraphic horizons were then delineated by tracking the inverted reflectivities. Based on the results of spectral inversion, a low-frequency velocity field of the strata was constructed for acoustic impedance inversion. Using a new iterative algorithm for acoustic impedance inversion, reflection coefficients were converted into velocities, and the velocity variations of the strata along a 2D seismic line were then obtained. Subsequently, gas hydrate saturations at well SH2 were estimated via the shale-corrected resistivity method, the chloride ion concentration method and three different rock physics models. The results were then compared to determine the optimal rock physics model, and the modified Wood equation (MWE) was found to be appropriate for this area. Finally, the inverted velocities and MWE were used to predict the distribution and concentrations of gas hydrates along the seismic line. The estimated spatial distribution of gas hydrates is consistent with that from sonic logging and resistivity data at well SH2, and with the drilling results. Therefore, this method is applicable in areas with no well data, or with few wells, and provides an effective tool for predicting and evaluating gas hydrates using seismic data.     

南海北部揭阳凹陷天然气水合物的地震异常特征分析

大量研究表明南海北部珠江口盆地是天然气水合物发育区,但是该盆地东部揭阳凹陷水合物研究较少。本文利用揭阳凹陷新采集三维地震资料,对该三维地震资料进行成像道集优化和叠前时间偏移处理,得到针对水合物的新处理地震数据体,并通过高精度网格层析反演得到层速度数据体。利用该数据开展叠后约束稀疏脉冲反演,获得含天然气水合物地层波阻抗异常,综合分析反演与地震属性识别水合物。从新处理地震资料看,该区域似海底反射(bottom simulation reflection,BSR)反射呈连续、不连续与地层斜交等特征,BSR发育在一个继承性小型水道上,且下部断裂和气烟囱发育。通过分析BSR特征及BSR上下地层的速度、波阻抗、振幅、频率、相干等属性异常,结合水合物成藏条件,发现了南海北部新的天然气水合物有利富集区,为该区域水合物勘探提供基础。     

黄海潮波系统下的GOCI反演及OSU模式海表流场数据适用性研究

黄海呈现独有的地形条件,且该海域的潮波运动独具特征。本文利用静止海洋水色成像仪（Geostationary Ocean Color Imager,GOCI）遥感反演和俄勒冈州立大学（Oregon State University,OSU）潮流模式分别获取了黄海海域的海表流场,基于该海域独特的潮波系统提出并识别潮波干涉区,进而对GOCI反演的流场做潮流提取,并对两种潮流数据作分区可用性评价,通过实测的漂流浮标数据验证评估。结果表明:利用GOCI反演和OSU潮流模式获取的海表流场具有一定程度的可靠性,GOCI反演的海表流场的流速平均相对大小误差值为0.77,OSU潮流模式获取的海表流场流速平均相对大小误差值为0.49;在靠近潮波干涉区的黄海中部海域,GOCI潮流数据与实测数据在方向上的一致性要优于OSU潮流数据,两者平均角度误差值分别为48.45°和63.10°;在远离潮波干涉区的黄海近岸海域,OSU潮流数据与实测数据在速度大小和方向上的一致性要优于GOCI潮流数据。     

Biot反演在夏威夷钙质沉积物原位测量声速和衰减中的应用

对夏威夷檀香山岛的两个站(H3和H4)钙质沉积物进行了20～100kHz的原位纵波声速和声衰减测量.它们均有轻微的频散.随频率的增加H3站位声速从1691m/s增加到1708m/s,H4站位的声速从1579m/s增加到1585m/s.随频率的增加H3站位的有效衰减从15dB/m增加到75dB/m,H4站位的有效衰减从22dB/m增加到62dB/m.运用Biot-Stoll模型对所测得的纵波速度和声衰减数据进行了Biot模型未知参数反演,发现粒径较大的H3站的沉积物(孔隙率为45%)比粒径较小的H4站的沉积物(孔隙率为56%)具有曲率小和渗透率及孔隙半径都大的性质.     

基于SAR图像速度聚束调制的海浪反演研究

本文首先对合成孔径雷达（SAR）海浪成像中的3种调制（倾斜调制、流体力学调制与速度聚束调制）的影响进行了对比分析,结果显示:速度聚束调制对SAR图像的影响最为显著。另外,由于SAR图像中固有相干斑噪声的存在,较低波数范围的噪声难以滤除或抑制,利用经典MPI方法反演海浪谱会造成低波数范围谱值偏大。基于此,本文借鉴经典MPI海浪谱反演算法,建立了基于速度聚束调制的海浪方位向斜率谱和有效波高的反演算法。通过将经典MPI方法、同极化调制法及本文算法等3种海浪反演方法所得有效波高与浮标数据进行比较,结果显示:本文方法反演得到的海浪有效波高与浮标数据获得的有效波高之间的均方误差为0.79 m,为3种方法中最小。