波形分类技术在黄骅坳陷孔店组沉积体系研究中的应用——以孔二段为例

地震波波形2实际上是地震波振幅、频率、相位的集中体现,地震信号的任何物理参数的变化总是反应在地震波形态的变化上.地质体的厚度、分布范围、内部结构、物性、含油气性等变化会影响到地震波的变化,也必将在地震波的波形特征上有反映.[1]地震波形分类技术充分利用了地震资料信息丰富的特点,采用神经网络算法把地震波形特征定量地刻画出来[2].在stratimagic软件环境下,通过对大港孔南地区三维地震数据逐道进行对比分类,细致地刻画了地震信号的横向变化,从而得到与地质层位对应的地震相图,应用于对孔店组沉积体系的研究.     

叠前地震全波形反演实际应用的关键影响因素

叠前地震全波形反演是利用波动方程正演模拟来描述地震波传播特征,通过非线性局部寻优方法来获取高精度反演结果的方法。与其他反演方法相比,全波形反演利用的是叠前炮域地震数据,没有经过叠加处理,更好地保留了振幅、相位、频率等波形参数随偏移距变化的特征。在反演结果中得到的不再是简单的界面和旅行时信息,而是反映地层速度和构造特征的深度域数据体,有助于对地质体的分析和认识。从叠前全波形反演方法的优势出发,通过理论模型的全波形反演,分析做好全波形反演的技术关键,然后将全波形反演方法应用于实际资料处理,并将反演结果应用于偏移处理和河流相储层识别中,取得了良好的应用效果。最后针对全波形反演实际资料应用中应该注意的问题进行了总结,为叠前全波形反演的进一步发展和应用提供借鉴。     

利用地震相分析方法圈定煤层变焦区

三维地震数据体中,地震波形的总体变化源于地质体构造、岩性的综合反映,因此地震波形的总体变化是一个很重要的地震属性。然而,传统的岩性解释手段(例如波阻抗反演和地震属性技术等)忽略了地震波形的整体变化及其分布规律。利用地震波形的变化来建立地震相,在一定程度上能够弥补这一缺陷。利用地震波形划分地震相就是通过神经网络分析将地震信号按照波形进行分类,不同的类反映不同的岩性地质体。基于波形划分地震相原理,介绍了利用Stratimagic地震地层解释系统进行地震相划分的一般流程和关键参数的设置,并以淄博矿业集团葛亭煤矿某采区为例,对其3煤层变焦区进行了圈定。     

时变校正方法研究与应用

地表一致性静校正方法的基本假设是:地震波在低降速带为垂直入射、垂直反射,即地表同一位置,静校正量只与低降速带的厚度、速度和充填速度有关,而与地震波的传播路径无关.这一假设是为了计算表层的延迟时而对表层模型的近似.随着地震勘探的不断精细,以往的构造勘探逐步转向岩性勘探,叠加剖面地震响应的地质特征是正确岩性反演结果的基础.因此叠加过程中如何减小对振幅、频率、波形的影响,处理中如何保护好岩性信息是实现勘探转型的关键.本文通过模型道的约束,利用相关方法,消除了地表非一致性引起的剩余时差,使反射相位同相性增强,减少了叠加过程对地震高频成份的损失及对地震波形的改变,有利于地震属性的反演和AVO油气检测的自动识别.     

地震相技术在煤层气勘探中的应用

在分析了采用地震相技术预测煤层气含量可行性的基础上,首先利用无监督向量量化网络对研究区地震资料进行了地震波形划分,然后在钻孔实测煤层气含量值的指导下,依赖地震波形特征反演与煤层气含量有关综合特征,完成了使用地震相分布图对勘探区煤层气含量的预测。预测结果与实测值相符,具有较高的预测分辨率,从而证明了该方法的有效性和实用性。     

时延爆炸理论及应用研究

地震波激发方式是影响地震数据采集质量的主要因素之一。本文以野外试验数据为基础，对时延爆炸法原理进行了分析。运用数值模拟和其它数学手段，分析了延迟爆炸情况下地震波主频、频宽、能量的变化规律，研究了入射角对上述因素的影响特征。分析表明：相同药量条件下，采用延迟爆炸的激发方式可增大地震波主频，拓宽地震波的频带宽度，增大向下传播的地震波能量；在常规地震勘探的入射角范围内进行时延爆炸激发时，由入射角变化所引起的地震波波形及其频谱的畸变可忽略不计。     

地震相分析在探测煤层中火成岩侵入范围的应用

煤田地震岩性解释普遍采用波阻抗反演技术和地震属性技术,二者的共同缺陷是无法把握地震信号的总体变化及其分布规律。基于波形的地震相分析技术综合利用了地震波的频率、相位、速度、能量等各种信息,即基于地震信号的整体差异进行分类。把地震相分析技术引入煤田三维地震资料岩性解释中,在确定煤层中火成岩侵入范围中取得了初步地质成果。      

四川盆地加里东古隆起风化壳地震地层学研究

根据多参数地震反射波特征分析的原理，利用地震波的振幅、连续性、波形和速度等变化特征，在常规地震叠偏剖面和Ｇ－Ｌｏｇ剖面上加里东期古隆起风化壳划分七种微地震相。表明，风化壳上为古岩溶发育和含油气有利的微地震相，风化壳外古隆起储层为有利于孔隙裂缝发育的微地震相。     

基于拟Hessian梯度预处理算子的勒夫波全波形反演研究

构建近地表横波速度模型是煤田多分量地震资料处理的重要环节。相较于面波多道分析法,全波形反演在构建近地表横波模型中具有更高的分辨率。然而,在基于梯度的全波形反演中,由于地震记录频带有限、波场的非均匀覆盖以及双重散射等原因导致梯度算子不随深度的增加而缩放,模型深部参数得不到明显更新。目标函数的Hessian算子包含曲率信息,可清晰预测梯度算子中的焦散现象及双重散射产生的伪影,因此,逆Hessian算子则可作为反卷积算子实现对梯度的预处理,加强对模型深部的照明能力。然而Hessian算子具有巨大维度,对其显式计算十分困难。基于此,借鉴逆散射理论的思想,给出勒夫波全波形反演目标函数的拟Hessian算子的表达式,并提出一种梯度预处理的全波形反演方法。将该方法分别应用于断层模型、凹陷模型以及起伏界面模型的重构试验,反演结果表明:与传统的共轭梯度全波形反演方法相比,基于拟Hessian算子的预处理共轭梯度方法可加快收敛速度,提升成像质量。      

利用小波变换分析随机-均匀介质尺度特征

为研究复杂非均匀介质中非均匀体的尺度特征,建立了随机-均匀介质模型,利用小波变换方法,对随机-均匀介质3种地震波(直达波、散射波和反射波)的尺度特征进行了分析和研究。结果表明：3种地震波表现出不同的尺度特征,直达波表现出大尺度特征,散射波次之,反射波具有小尺度特征;随着模型参量横向自相关长度的增大,直达波的最佳尺度呈下降趋势,散射波和反射波的最佳尺度呈上升趋势。研究结果为利用小波变换分析地震剖面中地震波以及非均匀体的尺度特征提供了参考。     

掘进巷道煤体瓦斯特征与震波频率特性研究

通过多次在突出煤层掘进巷道迎头进行震波探测试验,并使用频谱分析和时频分析技术得到各巷道的单道震波信号的频率参数,对比分析各条巷道对应的瓦斯检验参数,建立起煤体瓦斯绝对涌出量与震波频率参数的关系：震波能量主要集中在两个独立的频率域内,高频区和低频区分别对应了震波的主频和次主频;随着煤体瓦斯含量的增大,震波的主频和次主频相应降低,且次主频对瓦斯含量的变化更为灵敏。利用震波频率参数预测掘进巷道迎头附近瓦斯含量,可为瓦斯突出危险性预测提供一种新的参数。     

Use of amplitude ratios in phase correlation of seismic waves

A discussion concerning the probability of variation in the amplitude correlation of the seismic wave extrema under the action of random interferences is presented. In the process of choosing a correlation version with the use of amplitude criteria, it was possible to pass from one phase to another in the result of variation in the amplitude relations between the signal extremes (under the action of interferences). This phenomenon was called here "the amplitude inversion. It was proved analytically that the probability of the amplitude inversion depended not only on the interference dispersion and the ratio of signal amplitudes, but also on the width of the band occupied by the energy spectrum of the interference. The probability of the inversions (especially of the near one) increased with the increase in the width of the interference spectrum. The concept of the "amplitude domination" (for the axes of the synchronous phases) is introduced, and used for the choice of the correlation variant in a set of permissible axes. -- Petroleum Abstracts.     

Some improvement strategies for the time-domain dual-sensor full waveform inversion

Full waveform inversion (FWI) is an effective method in retrieving high-resolution subsurface parameters from seismic data. In this paper, we review the dual-sensor FWI previously studied and present some improvement strategies. We first modify the low-pass Wiener filter to band-pass Wiener filter for time-domain FWI to reduce the overlapped regions. Secondly, we use spectral conjugate gradient method to update the models instead of the conventional conjugate gradient method to speed up the convergence and improve the inversion accuracy. At last, we further improve the efficient boundary storage method which is suitable for the first-order velocity-stress acoustic wave equation to reduce the storage burden. After that, we validate these new strategies for the modified Marmousi model, and the synthetic example shows the feasibility and robustness of these new strategies in terms of improving computational efficiency and alleviating large amounts of data storage.     

板块构造与幔柱构造的相互关系——以中国东部中、新生代控矿因素为例

侏罗纪以来,太平洋板块与欧亚板块俯冲碰撞,促成了中国东部以NNE-NE向断裂为主体的断裂构造格局。从地震面波层析成像反演资料及东北和华北地质剖面得知,该地区应属东亚巨型宽裂谷体系的东部地区,系亚幔柱活动所致。全区P波速度、岩石圈不连续和减薄转型、软流圈物质呈蘑菇云状上升以及大火成岩省等特征证明中国东部中、新生代为亚幔柱构造控制成矿成藏,从而证实板块构造与幔柱构造相辅相成的关系。幔柱构造可划分3级,金属矿床常受幔枝构造的控制,多成群成带分布。由于成矿物质来自深部地核或软流圈,金属元素呈垂直分带的规律成为"攻深找盲"的理论依据;而油气田深部常受深部热源影响,若有海相烃源层分布,是寻找"无机"和海相油气田的主攻目标。     

频谱分解技术在泥页岩储层含气性预测中的应用——以柴达木盆地鱼卡凹陷为例

针对柴达木盆地北缘鱼卡凹陷中侏罗统大煤沟组泥页岩,利用地震频谱曲线在不同流体介质储层中的形态、斜率、主频与中心频率的差值等属性参数特征,识别陆相泥页岩层系的地震频谱属性特征,预测含气性。研究结果表明,中侏罗统大煤沟组上部能量系数较低,平均为0.6719,下部能量系数较高,平均为0.7521,结合现场含气量和全烃特征认为,可以以能量系数0.7为界线,作为识别下部和上部含气性的标志,下部明显比上部含气性好。平面上进一步圈定了2个有利目标区,得到柴页1井勘探验证。因此,频谱分解技术可应用于中国陆相页岩气的勘查开发。     

单程波法地震波衰减特征数值模拟分析

在非均匀粘弹性介质中,地震波衰减研究能够有效揭示地层吸收特性对地震波的影响。这里从单程波方程出发,结合粘弹性介质中的复波数理论,考虑介质的横向变化,采用分步傅立叶波场延拓技术,推导出适用于横向变速介质的带Q地震记录计算公式,最后将此方法应用于四个不同含Q地层模型。试验表明：单程波法计算速度快,波场信息简单清晰,易于深入分析和反演算法的建立。并且,Q值对地震波波形、能量、频率等都产生了较为明显的影响,对实际资料能量补偿、地震资料分辨率的提高,以及利用衰减特征进行储层识别有一定指导价值。     

井孔声场二维谱的数值计算与理论分析

简要介绍了井孔声场二维谱计算方法,实现了井孔声场二维谱的数值计算。通过对硬地层和软地层两类地层的模拟计算,得到硬地层和软地层的二维谱的分布图以及井孔中接收到的声压波形。根据对两类地层二维谱的分析,表明纵波（首波）、横波和泥浆纵波的声幅较小,频散不明显。斯通利波的频率范围较低,频散较弱。伪瑞利波频散较强、幅度较高,软地层不存在伪瑞利波。泄漏模对应的模式波,是一种几何衰减波,在声场传播中具有衰减快,频散性较强的特征。利用二维谱分析井孔声场,能够将复杂的声波传播特征用图像表现出来,具有直观、形象的效果。     

谱模拟频谱比法反演品质因子稳定性分析

地震波在粘弹性介质中传播的一个基本特征是能量的衰减及地震波的瞬时波形变化。从广义上说,衰减可分为两类：一类是与地震波传播特性有关的衰减|另一类是反映介质内在属性的地层本征衰减,地层的本征衰减通常用品质因子来度量。反演品质因子的方法有多种,常用的是谱模拟频谱比法。笔者的主要目的是通过模型试算来分析评价该方法在反演品质因子时对干涉和噪声的稳定性,得出有益的结论,用于指导反演计算。     

Application of frequency division inversion in the prediction of heterogeneous natural gas hydrates reservoirs in the Shenhu Area,South China Sea

Drilling results suggest that the thickness of natural gas hydrates (NGHs) in the Shenhu Area, South China Sea (SCS) are spatially heterogenous, making it difficult to accurately assess the NGHs resources in this area. In the case that free gas exists beneath hydrate deposits, the frequency of the hydrate deposits will be noticeably attenuated, with the attenuation degree mainly affected by pore development and free gas content. Therefore, the frequency can be used as an important attribute to identify hydrate reservoirs. Based on the time-frequency characteristics of deposits, this study predicted the spatial distribution of hydrates in this area using the frequency division inversion method as follows. Firstly, the support vector machine (SVM) method was employed to study the amplitude versus frequency (AVF) response based on seismic and well logging data. Afterward, the AVF response was introduced as independent information to establish the nonlinear relationship between logging data and seismic waveform. Then, the full frequency band information of the seismic data was fully utilized to obtain the results of frequency division inversion. The inversion results can effectively broaden the frequency band, reflect the NGHs distribution, and reveal the NGHs reservoirs of two types, namely the fluid migration pathway type and the in situ self-generation self-storage diffusion type. Moreover, the inversion results well coincide with the drilling results. Therefore, it is feasible to use the frequency division inversion to predict the spatial distribution of heterogeneous NGHs reservoirs, which facilitates the optimization of favorable drilling targets and is crucial to the resource potential assessment of NGHs.©2022 China Geology Editorial Office.