城市活断层高分辨率地震勘探震源对比试验研究

国内外大量地震震例研究表明 ,巨大的城市地震灾害主要是由隐伏于城市之下的活动断裂上发生的地震造成的 ,因此 ,探测城市活断层是十分必要和紧迫的。高分辨率地震勘探是目前探测城市活断层较为有效的地球物理方法 ,它包括激发技术、接收技术、观测系统、地震数据处理与解释技术等。而震源是地震勘探的首要问题 ,城市特定的人文环境和城市活断层的特点对高分辨率地震勘探的震源提出了特殊的要求 ,较小的断距决定了要有较宽的震源谱 ,城市较严重的干扰决定了震源要有较强的抗干扰能力。通过在福州市跨八一水库断裂进行的可控震源、真空加速落锤、锤击震源、枪震源以及炸药震源的试验研究 ,利用频谱分析技术 ,得到了各种震源谱的特性 ,并给出了可控震源、真空加速落锤和锤击震源叠加时间剖面对比 ,探讨了各种震源在城市活断层探测中的有效性     

城市活断层高分辩率地震勘探震源对比试验研究

国内外大量地震震例研究表明，巨大的城市地震灾害主要是由隐伏于城市之下的活动断裂上发生的地震造成的，因此，探测城市活断层是十分必要和紧迫的。高分辩率地震勘探是目前探测城市活断层较为有效的地球物理方法，它包括激发技术、接收技术、观测系统、地震数据处理与解释技术等。而震源是地震勘探的首要问题，城市特定的人文环境和城市活断层的特点对高分辩率地震勘探的震源提出了特殊的要求，较小的断距决定了要有较宽的震源谱，城市较严重的干扰决定了震源勘探的震源提出了特殊的要求，较小数点的断距决定了要有较宽的震源谱，城市较严重的干扰决定了震源要有较强的抗干扰能力。通过在福州市跨八一水库断裂进行的可控震源、真空加速落锤、锤击震源、枪震源以及炸药震源的试验研究，利用频谱分析技术，得到了各种震源谱的特征，并给出了可控震源、真空加速落锤和锤击震源叠加时间剖面对比，探讨了各种震源在城市活断层探测中的有效性。     

应用TAUP变换压制海洋高分辨率地震勘探中的线性干扰

线性干扰的去除对于海洋浅水高分辨率地震勘探剖面质量的提高具有重要意义.本文对海洋高分辨率地震勘探线性干扰波特性进行了研究,分析了TAUP变换去除线性干扰的基本原理,并将其应用于海洋高分辨率地震勘探中线性干扰的去除.实际处理效果表明,经TAUP变换处理后的叠加剖面,其线性干扰去除效果明显,剖面信噪比得以提升.通过与FXCNS、多道倾角滤波去除线性噪音效果对比,使用TAUP变换压制线性噪音的技术方法在渤海地区高分辨率地震勘探资料处理中可获得更为明显的效果.     

震源和水听器沉放深度对单道地震勘探的影响

为研究震源和水听器电缆沉放深度对单道地震勘探的影响,建立鬼波影响模型,采用雷克子波模拟震源子波,分析因震源及水听器电缆沉放深度产生的鬼波对一次有效反射地震波的影响,并采用不同震源和水听器电缆沉放深度的数据对本次研究结论进行验证。研究表明：地震剖面分辨率和震源及水听器电缆沉放的总深度呈反比;随着震源或水听器电缆沉放深度的增加,地震剖面的分辨率递减,接收地震波能量从低值递增到最大值,再从最大值缓慢降低到稳定值;当水听器电缆沉放深度小于168.8/f(m)时,接收地震波能量随震源沉放深度变化的波动相对平缓,水听器电缆沉放深度浅有利于地震波的一致性,但沉放深度过浅时接收地震波能量将被极大削弱,会明显降低地震波的有效穿透深度;当震源沉放深度约为292.3/f(m)时,一次有效反射波的峰值和震源鬼波的峰值重叠,接收地震波能量最大;当震源沉放深度大于584.6/f(m)时,不考虑地震波能量在水中衰减的情况下,震源沉放深度继续增加对接收地震波能量的增加无效。     

地震勘探研究速度剖面的新途径

现代地震勘探通常借助于声波地震测井(井口附近的震源)、垂直地震剖面、反射波和折射波方法,来研究垂直和近垂直方向的速度分布,而钻孔速度测量的结果又经常用作解释地表长剖面的观测资料(这种类推的可行性并没有进行论证)。近来已经积累了大量的实验资料,证明地质体在横向存在强烈的不均匀性。石油矿产储区勘探的成功与否,在很大程     

应用三分量浅层地震反射方法探测隐伏活动断裂

多波多分量地震勘探方法在油气田勘探开发中日益受到重视,但在工程和活动断裂探测中过去还没有开展多波多分量地震勘探的先例.本文简要介绍了在北京黄庄—高丽营断裂上开展的三分量浅层地震反射试验数据采集和资料处理方法,以及取得的初步结果.试验结果表明,采用纵波震源或横波震源激发、三分量接收的浅层地震勘探方法,可获得较高信噪比的浅层地震纵波、横波和转换波剖面,特别是水平分量采集的横波和转换波可提供很有意义的地下结构和构造信息.综合利用纵波、横波和转换波剖面特征进行的地质分层和断层解释结果取得了与跨断层的钻孔联合地质剖面结果较好的一致性.     

地震资料采集方式对地震处理的影响研究

在岩性油气藏勘探中,为了能有效地对岩性油气藏进行识别,考虑到高分辨率和高信噪比的处理会造成保真度变差,因此,采用相对保真处理方法.但是,忽略地震资料采集方式对地震处理的影响.为此,基于准噶尔盆地石东地区一条长8km的高分辨率数据采集试验测线,通过分析剖面的反射特征和频谱特征,分别对地震采集震源和观测方式对高分辨率高信噪比地震资料处理的剖面和对相对保真地震资料处理剖面进行了分析和讨论.炸药震源的处理剖面,无论单深井还是组合井剖面的目的层反射波组特征信息都比可控震源的处理剖面丰富;无论单深井还是组合井,接收道距不同,目的层反射波组纵、横向分辨率也不同.小道距(5m道距)接收,目的层反射波组纵、横向分辨率最高.     

滩浅海两栖地区油气地震勘探激发接收技术研究

针对海陆两栖地区地震勘探激发、接收中存在的问题,通过改造炸药震源的装药结构和起爆方式,研制出了一种新型激发震源,提高了激发信号的品质,减小了与气枪震源之闻的信号差异;在接收技术上,研制了新型压电检波器以代替常规的沼泽机电检波器,提高了接收地震信号的频率,实现了水陆相同感应机理的检波器同时接收地震信号,消除了两种不同检波器造成的信号差异;通过对两种新技术的试验分析,认为明显提高了地震资料的分辨率和信噪比,促进了海陆两栖地区地震勘探技术的发展．     

地震勘探中加速度信号转化为速度信号的分析及应用

陆上地震勘探中多采用速度型检波器接收,随着单点高密度地震勘探的开展,加速度型检波器也被日趋广泛的应用.这两种检波器接收的地震信号具有不同的响应特征,在地震勘探中经常会遇到这样的情况:两个相邻区块分别应用速度型检波器和加速度型检波器接收,需要将这两个区块的地震资料进行连片处理,两类检波器接收资料如何处理拼接?本文在理论上分析了加速度检波器测量的加速度信号和速度检波器测量的速度信号之间的数学关系;并通过数值数据模拟分析、实际的地震数据资料分析证明了加速度信号通过积分计算以及去除积分误差后转化为速度信号的可行性和正确性,并进行了相应的对比和验证.在不同类型检波器接收地震资料的拼接处理过程中应用这种转换方法进行资料处理,得到一致性很好的地震剖面.     

城市活断层的抗干扰高分辨率浅层地震勘探研究

首先，简要介绍了城市活断层探测的意义及世界各国开展城市活断层探测的基本情况。在简述抗干扰高分辨率浅层地震勘探基本原理的基础上，重点论述了城市活断层的抗干扰高分辨率浅层地震勘探的震源激发、数字地震仪性能、接收方式与接收条件、观测系统以及数据处理与资料解释等。研究表明，对于城市活断层的抗干扰高分辨率浅层地震勘探，在数据采集环节应采用具有线性或非线性变频扫描功能的可控震源和与其相匹配的地震仪器，以及小道间距、小偏移距、多接收道、短排列和高频检波器接收的工作方法；在数据处理与解释环节，要重视折射静校正技术、噪声压制技术、高精度速度分析技术、子波压缩技术、子波零相位化技术和叠前偏移技术等的应用。最后，给出了城市活断层的抗干扰高分辨率浅层地震勘探实例。     

西安地裂缝场地动力响应规律及影响因素分析

在地裂缝密集分布的西安地区,建筑"傍缝而建"的现象非常普遍,地裂缝的存在严重制约了城市建设用地的有效利用和规划。为研究地裂缝对场地动力响应的影响,分析地震动作用下地裂缝场地动力响应规律及其影响范围,以西安地裂缝为研究对象,基于室内振动台试验及FLAC~(3D)数值模拟,分析地裂缝场地动力响应中的加速度幅值动力响应特征。在此基础上,进一步分析不同地震波类型、地裂缝破裂面倾角、地震动强度、地裂缝两侧土层错距对地裂缝场地动力响应的影响。研究表明:地裂缝对场地动力响应影响明显,表现为地裂缝一定范围内峰值加速度呈"带状"分布,即地裂缝处峰值加速度最大,随着距地裂缝越来越远,峰值加速度逐渐减小后趋于稳定,带状分布范围上盘约30 m,下盘约20 m;地裂缝场地动力响应表现出明显的"上盘效应",即上盘峰值加速度略大于下盘;地震动强度对地裂缝场地动力响应影响明显,地裂缝倾角、地裂缝两侧土层错距、地震波对地裂缝场地动力响应均无明显影响     

地裂缝-隧道-围岩动力相互作用模型试验研究

为了研究在地铁列车振动荷载情况下盾构隧道-地裂缝-围岩相互耦合作用下的场地灾害效应,从西安地裂缝地质环境和西安地铁2号线的实际工程背景出发,采用相似理论设计了相似比例尺为1∶5的物理模型试验,对盾构隧道、围岩材料、地裂缝等进行了合理设计。基于偏心块的振动原理,课题组自主研发了列车激振器来模拟地铁列车荷载,激振方式采用移动荷载激振方式,分析在不同列车车速和激振频率下地裂缝两侧土体的加速度变化情况,以此来研究地铁隧道-地裂缝-围岩系统在地铁振动荷载作用下的动力响应规律。结果表明,列车振动向下传播时振动衰减的幅度要小于向上传播衰减的幅度,由此为实际工程中减少地铁振动灾害效应技术的发展提供了理论支撑。     

西安地裂与地裂学——地球科学的一门新分支

在对西安地裂进行了全面综合研究的基础上,本文对各种不同的地裂灾害进行了归纳分类,並对其各自的成因进行了初步分析。给出了各类地裂在中国的宏观分布及地裂灾害最严重的地区——汾渭盆地的地裂分布。提出了在地裂的研究中,理论上要认识在多因迭加下浅部地层的非均匀、软弱、多相介质中断裂的失稳、扩展及终止的规律;应用上要解决各类建筑的防裂减灾技术问题,並能服务于环境、资源保护和城市规划,同时,还可以为地震预报、开发地热等工作提供某些基础资料。地裂学就是旨在完成上述任务的一门新兴的边缘学科,它将作为地球科学的一门分支学科在“国际减灾十年”中应运而生。     

北京断陷黄庄—高丽营断层伪随机可控震源地震剖面

位于北京断陷西北边界的黄庄—高丽营断层是区域新构造运动中的一条重要的隐伏断层,本研究利用伪随机可控震源及其高精度反射地震方法,调查了该断层在北京奥林匹克公园段的特征.研究工作首先从理论上分析了可控震源解码原理和抗噪声能力,然后利用三分量波动方程正演指导了黄庄—高丽营断层的野外地震观测,在城市强噪声环境下采集了高精度的地震数据,经过数据处理在该地区第一次得到地震偏移深度剖面.获得的地震偏移深度剖面清晰地显示了黄庄—高丽营断层的位置,地质解释结果为进一步明确剖面上断层两侧新生代地层的厚度提供了依据.     

新发现的唐山地震大断层

在对唐山地面塌陷的研究中发现了一条与唐山地震相关的大断层,该断层至少长90km,地面垂直错距3m,明显具有铲形正断层特点。该断层倾向NW,可分为南、北2段。南段的确定主要依据震后地面形变野外调查、水准形变资料、航片解译和石油地球物理勘探资料;北段的存在则有强烈线状喷沙冒水分布以及地震反射测深资料作为证据。唐山地震主震的余震大致分布在该断层地表出露迹线的NW侧,这种位置关系显示了新发现的断层对唐山地震的控制性     

汶川地震发震构造带过WSFD-2钻井深反射地震数据3-D处理技术研究

2008年5月12日汶川发生里氏8.0级地震的发震机制与龙门山断裂带的构造特征紧密相关,应用反射地震探测方法精细探测发震构造内部的结构特征,对研究汶川地震的发震机理有重要意义.5.12地震后在地表错断最剧烈的区域之一虹口乡白庙村穿过发震构造和深钻科研井WSFD-1和WSFD-2布置了兼顾浅中深层信息的反射地震探测剖面,该区域断裂带硬岩出露,地形地貌复杂多变,起伏剧烈,只能采取弯线地震测线布设方式采集二维反射地震数据,而且弯曲度大,造成CDP点分散严重.区域内构造复杂,褶皱逆推构造发育,地层和构造倾角大,采用常规二维地震数据处理方法进行叠加处理时,易将不同地层的反射信息叠加到同一反射层.弯线叠加剖面上侧面波,混波干扰严重,会显著地降低原本低信噪比数据的分辨率,或剖面可靠性低,容易在二维剖面中造成解释陷阱.本文利用弯线地震采集的三维特性,用拟三维地震叠加技术处理汶川地震科学钻井附近横跨北川-映秀断裂带的二维弯线地震数据,弥补常规二维弯线地震数据处理技术的不足,将不同地层的反射信息分离归位到不同的三维叠加剖面上,解决二维弯线地震数据处理时混波干扰严重的难题.通过理论分析和实验选取合适的共中心点面元,获得了高分辨率的三维叠加剖面.相比于二维弯线叠加剖面,三维叠加剖面切片成像更真实,剔除了不同地层反射信息混叠的影响,能得到更准确的断点信息,并可以获得沿断层走向横向的信息,显著提高了构造解释的可靠性和精度.应用拟三维地震数据处理方法处理龙门山断裂带的二维弯线地震数据,获取高分辨率的构造信息,有利于断裂带内汶川地震发震机制和龙门山隆起机制的解释.     

电震联合法在涪陵裂隙溶洞调查中的应用研究

涪陵页岩气勘查开发区内地层以碳酸盐岩为主,地下存在裂隙、溶洞、暗河等是该区要识别、防范的重要地质隐患。本文分析了音频大地电磁法（AMT）探测和浅层纵波反射地震勘探法的特点,明确了不同方法对裂隙溶洞调查的优缺点,认为电震联合裂隙溶洞调查的方法是获得区内异常构造与电阻率、波阻抗对应关系的有效途径。通过两个应用实例,解析区内地下500 m深的地层、地质构造和裂隙溶洞水的赋存规律,勘探结果可靠,展示综合物探对碳酸盐岩岩溶地层的研究能力,推进西南岩溶缺水区物探找水技术的发展,使基础地质调查广泛应用于涪陵页岩气勘查开发及远景规划,社会效益显著。      

哈拉湖地区低频可控震源天然气水合物地球物理响应特征研究

我国陆域天然气水合物主要分布于青藏高原和漠河地区.由于永久冻土层的存在,地震勘探很难获得高品质的资料,给天然气水合物勘探带来了诸多困难.为解决冻土层对地震信号的衰减问题,在哈拉湖地区采用低频可控震源进行地震资料采集试验,通过提高覆盖次数,获得了较高信噪比的地震资料.在高质量地震资料基础上,进行精细速度分析,获得了较准确的叠加速度谱资料;然后以层速度剖面为基础建立正演模型,开展天然气水合物地震正演模拟研究;最后利用叠后偏移地震数据进行地震属性分析.通过正演模拟和地震属性综合研究,总结了天然气水合物的地球物理响应特征,速度突变和空白反射带可作为哈拉湖地区陆域天然气水合物识别的敏感因素.     

二维菲涅耳带共反射面元叠加方法研究

大量研究证明CRS叠加能提高地震勘探的信噪比,但是能否提高分辨率的关键在于如何确定CRS叠加孔径.本文详细探讨了地震波反射过程中菲涅耳带的特征,认为起伏地形下菲涅耳带可以采用椭圆予以近似,在此基础上提出了一种通过菲涅耳带来确定CRS叠加孔径的方法,并应用于泌阳凹陷陡坡带的地震剖面.结果表明,由于菲涅耳带确定的叠加范围使地震信号的能量达到最佳,相对于CMP叠加,菲涅耳带CRS叠加同时提高了地震资料的信噪比和分辨率,特别显示了中深部较弱的地震信息,而常规的CRS叠加则只在于提高资料的信噪比和改善浅部的地震信息.     

地裂缝场地结构抗震设防避让距离研究

以西安地铁二号线沿线地质勘查资料为基础,借助ABAQUS有限元软件建立地裂缝场地与结构共同作用模型,将结构分别置于距地裂缝不同距离的位置,并施加El-Centro地震波,通过比较不同位置结构的层间位移角、框架柱剪力的变化情况,研究近地裂缝结构在地震作用下的工作特性,找出不同避让距离下的结构动力响应变化规律,并与地表峰值加速度的变化规律进行对比分析,为地裂缝场地结构的避让距离选取提供参考。结果表明:上盘结构层间位移角放大幅度为30%~41%,而下盘结构层间位移角放大幅度为18%~22%,上盘结构的破坏程度远大于下盘结构。随避让距离的增大,地表加速度峰值逐渐减小,结构破坏情况相应减弱,但地表峰值加速度表现出现较为平缓的线性下降,而其上部结构的峰值位移曲线则出现大幅度的下降,甚至在近地裂缝处产生突变,其最大层间位移角放大幅度由41%降为21%,地表加速度峰值的变化并不能完全反映出近地裂缝结构的动力响应规律。位于地裂缝场地的结构动力时程响应规律明显区别于普通场地上的结构,对位于地裂缝场地的结构进行抗震设计时应对水平地震影响系数最大值αmax进行调整。