海上单道地震与浅地层剖面数据海浪改正处理研究

因受海面大风浪与涌浪等影响,海上单道地震与浅地层剖面数据反射同相轴常出现波浪状起伏,造成剖面反射层位错乱,分辨率与信噪比降低。根据海浪噪声与海底反射地层在横向上的相关性与变化频率等特性,以及综合前人的研究成果,采用陆上地震数据剩余静校正处理中的统计模型道互相关方法来实现对剖面反射同相轴的海浪改正处理;为减少强能量噪声对相关运算的影响,采用中值滤波、光滑滤波技术对反射同相轴曲线进行滤波处理,以进一步减少残留海浪的影响及相关运算改正误差。将这些方法综合运用于海上实际调查资料处理后,大风浪与涌浪影响下的波浪状反射同相轴变得连续、光滑,海底下混乱模糊的反射层位变得清晰、连续,剖面信噪比与分辨率得到了极大的提高。     

海上单道地震与浅地层剖面数据海浪改正处理研究

因受海面大风浪与涌浪等影响,海上单道地震与浅地层剖面数据反射同相轴常出现波浪状起伏,造成剖面反射层位错乱,分辨率与信噪比降低。根据海浪噪声与海底反射地层在横向上的相关性与变化频率等特性,以及综合前人的研究成果,采用陆上地震数据剩余静校正处理中的统计模型道互相关方法来实现对剖面反射同相轴的海浪改正处理;为减少强能量噪声对相关运算的影响,采用中值滤波、光滑滤波技术对反射同相轴曲线进行滤波处理,以进一步减少残留海浪的影响及相关运算改正误差。将这些方法综合运用于海上实际调查资料处理后,大风浪与涌浪影响下的波浪状反射同相轴变得连续、光滑,海底下混乱模糊的反射层位变得清晰、连续,剖面信噪比与分辨率得到了极大的提高。     

抛物型缓坡方程的变分及数值模拟

对线性水波的折射一绕射问题应用变分原理,对非等深、具有缓坡和不连续的底被导出了一种修改的抛物型缓坡方程近似模型,可预测三维地形上波浪的折射一绕射。同抛物型缓坡方程的线性方程进行了对比。通过数值模拟方法进行数值求解,表明本方法可用于地形条件下的波浪折射一绕射问题。     

海底管道测量声学剖面特征分析

海底管道的位置与埋深测量通常采用浅地层剖面仪等声学手段来实现,由于海管与地层之间的声阻抗差异,会以绕射弧的形态出现在声学剖面中。但当海管埋设于管沟中时,管沟中断棱的绕射与海管绕射易于混淆,给声学剖面图的解译和识别带来困难。基于地震勘探原理,结合浅地层剖面仪的性能、挖沟作业对地层的扰动等,分析了管沟绕射弧的类型与特点、挖沟作业扰动的声学特征等,提出了管沟中海管绕射弧的识别方法。结果表明,正确认识不同类型管沟的绕射、施工扰动产生的绕射等声学特征,才能辨识出海管的绕射现象。实际工作中应根据测量海区的水深、土质、海管属性等多种要素,选用适宜的仪器类型及测量参数。     

V形防波堤与圆弧型防波堤之浅水波绕射作用的比较

应用椭圆余弦波的绕射理论,推导了V形防波堤的浅水波浪绕射解析解,从而对现有的Airy微幅波理论进行了有效拓展。据此理论对V形防波堤的浅水波绕射作用进行了解析计算,并与几何形状相近的圆弧型防波堤结果加以了对比。结果表明：椭圆余弦波理论计算的V形防波堤最大波浪力和最大绕射波面明显大于微幅波理论的对应值。本方法适用于张角180°的有限长直立薄壁防波堤的浅水波绕射作用计算,从而将无限长直立薄壁堤的反射波理论加以有效拓展。张角同为120°的V形堤与圆弧堤的堤后防浪效果相近,而180°圆弧堤的堤后防浪效果优于张角90°的V形堤。     

岛礁地震资料特征分析及处理流程——以西沙永乐环礁为例

岛礁为国际科学研究前沿,其内部结构是揭示深海地质演变、古环境古气候变化等科学问题和解决岛礁建设、人造岛礁等工程问题的关键。西沙永乐环礁历经南海地质演变过程,发育了世界最深海洋蓝洞,为我国岛礁研究重点区域,但受限于探测手段和成像方法目前尚未窥得其内部结构。以西沙永乐环礁为例,利用3.125m道间距高分辨地震探测试验数据,开展岛礁地震资料特征分析,探索岛礁地震资料处理流程和岛礁地震处理方法,提升岛礁地震资料信噪比、分辨率和成像准确度,获取反映岛礁内部结构的高精度地震成像剖面。研究结果表明:本文提出的岛礁地震资料处理流程在海底珊瑚礁绕射波偏移归位、岛礁内部浅层结构和深水盆地区域地震同相轴刻画方面具有优势,将为我国下一步的南海岛礁地震资料采集和处理提供借鉴。     

海洋短排列多道反射地震数据观测系统重定义与沉放深度校正

短排列多道反射地震接收缆较短,无水鸟、磁罗经、尾标等定位定深设备,给常规数据处理带来诸如观测系统定义等棘手问题;另外,无定深设备会造成接收缆不同接收段的沉放深度不同,破坏反射数据理论双曲线时距曲线关系。针对短排列多道反射地震数据,本文充分利用现场导航数据,计算实际激发点轨迹,再通过反距离比线性插值算法计算检波点的轨迹坐标,获得整个排列的实际观测系统参数。对因沉放深度不一致造成的扭曲时距曲线反射波,文中利用理论双曲线先计算共中心点道集的理论反射波位置,再推算排列中各接收道不同沉放深度处的静校正量,通过静校正拟合运算,消除接收排列非一致深度引起的反射波同相轴扭曲现象。将上述处理方法应用于南极海域短排列多道反射地震数据,最终获得了高分辨率叠加剖面,为后续地质解释提供了保障。     

南黄海地震资料叠前去噪技术应用

南黄海盆地位于下扬子地台东北部,是一个由多期、多类型盆地叠加的复合残留盆地,平均水深约为50m。工区内地震资料信噪比较低,干扰波类型较多,主要有涌浪、电缆和水鸟等产生的随机噪声,线性噪声和船干扰等相干噪声。通过系统分析噪声在振幅、频率方面的特征,以及噪声产生的机制,分别在不同域采用多种压制方法,主要采用分频分时振幅衰减技术去除异常振幅噪声,f-x域相干噪音方法压制低速线性噪声干扰,外部噪音模型法压制高速线性噪声,τ-p域切除法去除直达波干扰,以及采用fxy域预测误差方法压制船干扰噪声等。通过以上叠前多域去噪技术方法,在尽量不损害有效信号的情况下,对南黄海地震数据的各种噪声进行很好的压制。     

双层直立圆弧型防波堤上绕射波浪力的解析计算

基于微幅波绕射理论,应用特征函数展开法,推导了双层直立圆弧型透空防波堤的波浪绕射解析解,从而将已有的比例边界有限元法拓展为解析算法,并据此对外层与内层防波堤所受波浪载荷进行了解析计算。计算结果表明:应用本文方法对直立透空圆环柱的绕射波浪载荷进行验证计算,所得结果与现有的解析解完全吻合,说明方法可靠。双层堤较单层堤能更有效地减弱波浪作用。波浪的入射角度和特征参数、防波堤张角与半径、防波堤透空系数以及水深等因素的相对变化对双层堤的波浪作用均存在一定影响。     

基于逆时偏移的浅水自由表面多次波成像技术

浅水环境中，多次波广泛发育且很难压制。与一次有效波相比，多次波具有反射角小、传播路径长、照明范围广等优点，如何较好地处理浅水自由表面多次波是海洋地震资料处理的重要环节。本文改变将多次波当作噪音进行压制的做法，实现对其有效利用。首先基于确定性水层多次波压制（DWD）技术加自由表面多次波压制（SRME）技术联合实现对于浅水自由表面多次波与有效反射波的良好分离；然后利用分离的有效波通过反馈环理论实现不同阶次多次波的预测；最后基于成像精度更高的逆时偏移成像技术，实现不同阶次多次波的分阶成像。模型资料和实际资料的试处理结果表明，组合分离方法实现了对浅水自由表面多次波与反射波的良好分离，而分阶成像既避免了成像过程中串扰噪音的影响，又通过利用不同阶次多次波进行成像，扩大了成像照明范围，提升了浅水发育区域地震资料的成像质量，实现了对浅水自由表面多次波的有效利用。     

港池中波浪折射、绕射的数值模拟方法

从流体运动方程和动量方程出发,引入海底摩擦力和港池不完全反射作用,推导出了Berkhoff折射、绕射方程。在深海部分解析方法用精确解(含待定系数)、在复杂地形用数值离散方法求解,中间过度段用的光滑匹配将离散数值(有限元)和解析解(精确解)一同求解。通过极值问题建立泛函,利用泛函的驻定性将海岸(港湾)问题进行数值离散,建立了可行的数值模拟模型。     

高雷诺数下近壁圆柱绕流数值模拟与分析

近壁圆柱绕流问题在海底悬跨管道的研究中具有重要的意义。在绕流阻力、升力以及海底土壤的耦合作用下,海底管道所发生的移位、悬跨等现象对于海底管道的安全运行构成了很大的威胁。正确预测各种绕流条件下管流之间的作用力是保证油气管道安全的首要任务。海底管道在极端海洋环境条件下的管、流相互作用为高雷诺数绕流问题,处于高雷诺数下的绕流模拟比处于低雷诺数下的绕流模拟要复杂很多,它需要更精细的网格以及合适的湍流模型。此文对处于悬跨状态下的海底管道进行数值研究,给出不同间隙比下海流绕流海底管道的流场结构形态,分析了间隙比对绕流阻力和绕流升力的影响,为进一步研究海底悬跨管道的受力和变形提供载荷边界数据。     

一次反射波与自由表面多次波联合偏移成像:模拟数据分析

基于逆时偏移互相关成像条件,一次反射波与自由表面多次波联合偏移成像可以提供更宽的地下照明成像,以弥补一次反射波覆盖不足,同时不需要预测分离多次波,但是,在成像过程中也引入了偏移假象。首先对一次反射波与自由表面多次波联合偏移成像条件进行分析,通过对模拟数据成像结果分析,提出利用多次波信息进行成像,需要用震源子波和相位反转的地震记录作为逆时偏移中的源端波场做正向传播,原始地震记录作为检波端波场做反向传播,方可获得具有自由表面多次波成像贡献的结果。数值试验结果表明,尽管一次反射波与自由表面多次波联合逆时偏移可以提供更宽的地下照明成像,但是,随着自由表面多次波能量的增强,偏移假象也随之增强;当自由表面多次波能量减弱时,尽管偏移假象相应减弱,但是自由表面多次波对宽角照明成像贡献也随之减弱。因此,一次反射波与自由表面多次波联合偏移成像需要更深入研究。     

海洋低信噪比单道地震资料特点及处理策略

海洋单道地震是海洋地球物理调查的常用手段之一,具有广阔的应用前景。但单道地震单一的覆盖次数及非等间距采集模式导致剖面信噪比低、多次波发育、垂向振幅能量差异大等特点。从单道地震的采集原理出发,阐述了单道地震资料处理中的3个难点:海底同相轴抖动、强振幅海底多次、严重背景随机噪音。针对涌浪引起的海底同相轴抖动问题,借用陆地资料静校正原理,将海底抖动分为高频和低频两个分量;采用互相关技术逐步消除高低频静校正分量。针对单道资料强振幅海底多次波,根据一维SRME算法原理,对单道数据运用一维SRME算法公式,预测的多次波模型与实际的多次波模型较为接近;针对单道资料低信噪比问题,将RNA去噪技术与LIFT去噪思想相结合,达到增强有效信号的同时压制空间随机干扰的目的。实际资料处理后的剖面信噪比与分辨率均显著提升,波组特征更加突出,成果资料满足用户解释需求。     

不同倒角半径下方柱绕流的数值模拟及水动力特性研究

为了研究不同倒角半径对方柱绕流特性的影响,采用有限体积法,模拟了雷诺数Re为22 500、倒角半径为0.1D(D为方柱边长的长度)、0.2D和0.3D时方柱的绕流过程。方柱近壁面采用增强壁面函数,模型采用SST k–?湍流模型。根据模拟结果给出了不同倒角半径下方柱的流场涡量图以及阻力系数Cd和升力系数Cl;利用快速傅里叶变换法得到斯托罗哈数St。结果表明,倒角半径的增加改变了方柱的分离点,使得尾流区长度增加,旋涡尺度减小;Cd和Cl的振动幅值呈现先减小后增大的趋势,倒角半径为0.1D和0.2D时方柱受力较小,不存在倒角时方柱受力较大,倒角半径为0.3D时方柱受力最大;随着倒角半径的增加,柱体截面形式越接近圆形,斯托罗哈数逐渐增大,漩涡脱落频率更快。     

四柱结构波浪绕射模型试验研究

张力腿平台的支撑结构由四根直立圆柱构成,四根支撑圆柱周围波面高度的计算对张力腿平台结构安全以及气隙设计具有重要意义。采用模型试验的方法对四柱结构的波浪绕射问题进行研究。试验中对柱体附近多个位置处的波面高度进行测量,通过对测量数据的统计分析,得到一阶和二阶水面波高分量幅值。为了验证绕射理论在计算波面高度上的适用性,试验结果与数值模拟结果进行了对比。通过对比发现,即使波陡较大的情况下二阶绕射理论也可以很好地对波面高度进行模拟。同时,对发生在多柱结构内部的重要近场干涉现象也进行了观测。在特定的入射频率下,试验中观测到四柱结构内部流体发生明显的共振运动。     

SRME技术在澳大利亚Timer Sea地区的应用

表面多次波压制（SRME）技术是目前应用效果较好的多次波衰减技术。在介绍多次波类型和常见压制方法的基础上,引出SRME方法。基于平面波传播模型讨论SRME技术的基本原理,以及针对实际地震数据的迭代预测和减去方法,结合该技术的特点给出实际地震数据应用流程。澳大利亚Timer Sea地区海洋地震资料应用实例表明SRME这种数据驱动的表面多次波压制方法非常实用,尤其对崎岖海底多次波有显著效果。     

海底双相随机介质声反射的SVM神经网络分类识别研究

考虑海底沉积介质为双相介质,为了更好地模拟实际海底底质的不均匀性,将随机介质理论引入双相介质理论。首先,通过基于随机-双相介质理论的高阶有限差分数值技术模拟计算海底底质分别为泥质砂、泥、泥质砾时的地震反射波信号。然后利用小波变换分别求取不同底质的一次反射波的包络作为其特征向量,最后利用基于粒子群智能算法优化的支持向量机神经网络对这些反射波信号进行分类识别。为了进一步考察所用方法的抗噪能力,对正演得到的海底底质反射波信号分别加入10%、30%、50%的高斯白噪音之后再进行分类,支持向量机仍然取得了较好的分类预测效果。基于上述正演模拟及分类识别方法的论证,提出了一套行之有效的微机软件模拟海底沉积物分类识别的一般化流程,这将有利于开展海底沉积物反射特征的进一步研究。     

基于文氏谱的起伏海面虚反射特征研究

海洋地震记录中的虚反射会和反射波发生混叠和干涉,严重影响了海洋地震资料的质量。常规海面水平的条件假设将在海面反射系数计算过程中引入误差。本文引入文圣常提出并改进的文氏海浪谱,采用有效波高、海浪成长系数等各项参数模拟出更符合实际情况的海浪形态,并通过时频分析等方法研究起伏海面虚反射对地震记录的改造作用和起伏海面条件下的虚反射时频谱特征。结果表明：当海面起伏程度较大时,起伏海面的虚反射不仅强烈扭曲了海底一次波反射同相轴,且与一次波发生了强烈的干涉作用,导致成像结果出现很多假同相轴,严重影响了地震资料的质量。随着起伏海面有效波高的增加,地震记录受陷波效应逐渐增强,虚反射能量逐渐增加,主频幅值逐渐减小。当海面起伏变化时,随着偏移距的增加,陷波点幅值变化丰富,主频幅值逐渐减小,且向高频方向移动。随着震源或检波器沉放深度逐渐增加,有效波虚反射的能量强度逐渐增加,频带变窄,陷波改造作用强烈,主频幅值逐渐减小。     

歧口凹陷滩海区下第三系地震反射特征及层序划分

本文主要利用地震反射同相轴的终止形式和不连续类型 ,对歧口凹陷滩海区下第三系地层进行层序的划分 ,并对不同体系域内部及层序界面的地震反射特征进行较为详尽的描述。研究结果表明 ,歧口凹陷下第三系发育有六个层序 ,每个层序的顶、底界面分别对应于区内七个地震反射界面。不同成因及不同沉积环境的层序内部具有不同的地震反射相。并讨论体系域与油气赋存的关系