偏移技术在GPR资料处理中的研究

针对GPR剖面中存在的绕射波影响资料处理和解释问题,根据雷达波波动方程和声波波动方程在形式上的一致性,合理地将地震勘探中成熟的相位移波动方程偏移法、克希霍夫积分偏移法和有限差分波动方程偏移法引入到GPR资料处理中。理论模型的试验和实测资料的处理分析表明,该方法有较好的效果。     

基于频率域高阶有限差分法的正演模拟及并行算法

在弹性波频率空间域有限差分数值模拟方面,差分网格及边界条件是影响弹性波模拟成功与否的关键,为了压制数值模拟中的网格频散,采用25点有限差分算子,建立了有限差分矩阵方程,且借鉴匹配层衰减边界条件思想,设计了弹性波频率空间域有限差分数值模拟算法。由于采用高阶有限差分法来提高差分格式的精度,将会导致计算量显著增加,为此,对频率空间域有限差分弹性波数值模拟方法,采用流水线技术与分治策略进行了并行算法研究,提高了计算效率,使得在合理的计算时间内更精确地模拟弹性波在弹性介质中的传播过程。     

双程声波方程逆时深度偏移

从双程声波方程出发,在交错网格空间中推导了地震波逆时延拓的高阶有限差分算子,依据最佳匹配层(PML)的方程分裂思路,得到了一阶声波方程的PML边界条件及其高阶差分格式,采用零时间成像条件和上行、下行波场互相关成像条件,实现了声波方程的叠后与叠前逆时深度偏移。逆时偏移对sigsbee_2b模型理论数据的偏移成像得到了满意效果。     

非均匀层状介质一维波动方程精确解的有限差分算法

平面波的传播问题通常可以归结为一维波动方程的定解问题。在非均匀介质中,即使简单的一维波动方程也需要借助于数值方法获得近似解。3层5点古典差分格式是计算偏微分方程一种常用算法,作为一种显式迭代格式,需要满足稳定性条件 ,其中 为波速, 为空间采样间隔, 为时间采样间隔。当 时, ,古典差分格式达到临界稳定状态。在这种情况下,平面波在 时间内的传播距离恰好等于空间采样间隔,差分格式真实地反映了平面波的传播原理,因而可以得到一维波动方程的精确解。但是,由于在非均匀介质中存在不连续的波阻抗界面,此方法不适于计算非均匀介质的波场。为了将临界稳定情况下的古典差分格式推广应用至非均匀层状介质,提出了一种能够处理波阻抗界面的有限差分格式,并应用傅里叶分析法得到其稳定性条件。模型算例验证了此算法的正确性。     

高阶旋转交错网格有限差分方法模拟TTI介质中横波分裂

笔者给出了一种能够模拟弹性波在任意各向异性介质中传播的二维三分量高阶有限差分算法.相对于常规交错网格有限差分方法,旋转交错网格有限差分方法在介质具有强差异性时能更精确地模拟地震波的传播,避免常规交错网格中因对弹性系数进行插值而带来的误差.采用高阶旋转交错网格有限差分方法模拟并分析了零偏移距横波分裂现象随裂缝介质方位角和倾角变化的响应特征.结果表明:结合完全匹配层(PML)吸收边界条件的高阶旋转交错网格有限差分方法能获得高精度的地震波场模拟数据,并且在边界具有良好的吸收效果;横波分裂现象主要受裂缝走向与波的极化方向之间的夹角影响,受裂缝倾角影响较小,且快慢横波的能量也跟裂缝走向与波极化方向间的夹角有关.具有倾斜对称轴的横向各向同性(TTI)介质倾角的变化可能会导致记录中波到达时的变化,影响快慢横波的时差.利用横波分裂的能量分布和方位各向异性特征,可以帮助检测裂缝的方位角和倾角.横波在多层TTI介质中传播时会发生多次分裂的现象.     

基于ADIPI的单程波三维VSP正演模拟方法

三维VSP正演模拟在三维VSP观测系统设计、三维VSP波场分析及三维VSP偏移成像方法研究中均有重要的作用。以三维单程波动方程为基础,采用基于正交方向加插值(ADIPI)的傅里叶有限差分(FFD)算子,实现了三维VSP正演模拟。克服了对三维算子的双向正交分裂所导致的方位各向异性误差,既保证了模拟精度,又提高了计算效率,还可根据实际需要单独模拟上行波或下行波。模型试验结果证明了方法的有效性。      

传统和旋转交错网格有限差分在双相介质中的模拟对比

以Biot双相介质模型为背景,笔者推导了双相各向同性介质二维三分量一阶速度——应力弹性波方程方程,建立了各向同性双相介质波动方程的二维三分量有限差分格式。分别采用传统交错网格有限差分技术和旋转交错网格有限差分技术对均匀和非均匀双相各向同性介质进行了波场模拟。结果表明,旋转交错网格有限差分技术能够有效模拟双相各向同性介质中弹性波的传播情况;通过传统和旋转交错网格有限差分技术的对比,说明了旋转交错网格有限差分算法的稳定性更强,避免了插值带来的误差,是一种有效的地震波场模拟方法。     

VTI介质隐式有限差分平面波偏移

这里研究了VTI（Vertical Transverse Isotropy）介质隐式有限差分（IFD）波场外推算子和VTI介质平面波偏移。在文中设计了VTI介质IFD波场外推算子,将Taylor分析法求得的差分系数,作为初始解,用非线性优化方法迭代求得算子系数。将设计的外推算子频散曲线和偏移脉冲响应与理论解进行了对比分析,验证出外推算子有较高的精度。从各向同性介质平面波偏移理论出发,结合VTI介质IFD波场外推算子,将平面波偏移推广到VTI介质中。对Hess VTI标准模型拟合数据进行偏移,偏移结果验证了平面波偏移在VTI介质中的有效性,以及在加强特定陡倾界面成像方面的优势。并且,与常规VTI介质叠前深度偏移相比,VTI介质平面波偏移在保证成像质量的前提下,大大减少了计算量,为各向异性偏移成像研究提供了新的技术思路。     

基于NAD算法的声波方程时间四阶差分解法

波动方程数值模拟是研究地震波传播机理的重要工具,有限差分求解波动方程是当前地震波数值模拟的主要方法之一。当地下介质中的地震波速度较低或地震波高频成分丰富时,常规有限差分技术常常产生严重的数值频散误差,这种误差会降低数值模拟的精度,影响对地震波传播机理的分析。为压制地震波数值模拟时产生的数值频散误差,提高波场模拟精度,提出了基于NAD算子的时间四阶精度波动方程差分格式。根据对应的差分格式,分析了该差分格式的数值频散关系。与常规四阶精度差分算法的频散曲线相比,基于NAD时间四阶精度差分方法不但能够实现时间频散的有效压制,同时其基于更多网格点的位移分量和位移梯度分量空间微分求解方法还能够实现空间频散的有效压制。另外在相同模型条件下,基于NAD算法的声波方程时间四阶差分解法可采用大网格对模拟空间进行差分离散,减少网格数,提高计算效率。     

地下水水质的数学模擬(四)——水动力弥散方程的数值解法

在解决实际问题时主要依靠数值方法求解。带有初边值条件的水动力弥散方程的数值解法与地下水流动方程的数值解法基本相同,但也有一些不同的地方。目前这方面的研究文献较多。我们将选择一些最基本的方法进行介绍,有关解水流方程数值方法方面的基本知识详见文献[1]。 有限差分方法与特征法 (1)有限差分方法的基本思想是:按时间步长△t和空间格距△x、△y、△z将时间和空间区域剖分成若干网格,用未知函数在网格点上的值所构成的差分     

副硫锑钴矿(CoSbS)的晶体结构

副硫锑钴矿是硫锑钴矿(CoSbS)的一个同质多象变体。1970年由卡布里(L. J. Cabri)等人发现于加拿大安大略州,他们对该矿物进行了化学分析及X射线粉晶分析等研究。测得该矿物属斜方晶系,a=5.764,b=5.952,c=11.635,空间群为Pbca,Z=8。     

利用声发射研究东营凹陷新生代构造期次

声发射作为一种地应力测试的方法,越来越引起人们的兴趣。应用岩石对经受应力历史具有"记忆"功能,作者利用声发射法对东营凹陷的岩样进行了测试,获得了该地区岩样的地应力记忆值和记忆出现率,从而来揭示本区所经历的构造期次和强度。测试结果证明,古应力记忆值与构造旋回中的应力历史是相吻合的。同时,在本文中简要介绍了声发射的基本原理。      

地震偏移技术研究进展

以实现空间正确归位为目的的地震偏移技术方法业已历经了长足发展。三维叠前深度偏移成为人们理论研究的热点,然而在综合考虑偏移策略,算法、参数和速度等决定剖面质量因素之后,不难发现理论与实际应用上的巨大差距,近期地震偏移技术的研究进展迅速三维深度偏移和适用于复杂介质情况的综合方法将有望成为今后的发展方向。     

f-x投影滤波衰减随机噪声

预测误差滤波PEF(PredictionErrorFilters)模型有一个隐含的假定 ,即误差是源噪声。f -x预测滤波是用一个震源噪声来计算一个误差剖面 ,并把这个误差剖面作为一种可加噪声从记录中减掉来实现去噪的目的。因此 ,这与误差是源噪声的隐含假定是不一致的。研究讨论一种 f -x投影滤波方法可以避免产生这种不一致性。在非线性方程组迭代求解中给出了一种稳定化的初始值选择方法 ,在求取最小相位信号时给出了一种矩阵分解方法。通过理论模型和实际地震记录的计算 ,表明了这种去噪方法的有效性     

化学成分和键价对矿物晶体结构形式的影响

本文从晶体化学观点出发,以硫酸盐矿物为例,探讨了影响矿物晶体结构形式的因素——化学成分因素(z/x比值)和原子键价(S)因素。它们直接制约着矿物的晶体结构形式。利用矿物的化学组成,原子的键价数据以及键价规则既可解释已有的结构,同时在某种程度上也可预测未知的矿物结构。     

梯度法解释复杂二维断裂重力异常

对以往的二维断裂重力异常的梯度解释方法作了几点改进:①采用最小二乘拟合方法求取台阶倾角α;②直接利用台阶倾角与台阶的水平边界位置来计算台阶的埋深;③将重力二维梯度解释方法推广到复杂断裂模型的解释。文中详细论述了这种方法的原理, 给出了其具体实现步骤。该方法比起以往重力梯度解释方法, 应用更加简便而且解释结果更加稳定。用该法成功地解释了某油气盆地的实测重力资料。     

熵函数在地质勘探中的应用

熵函数是研究矿体在空间上非均质特点和程度的有力工具。文章探讨了在地质勘探时建立各标志值熵函数的方法,定义了熵函数特征值。以个旧锡矿若干矿体的厚度为例,讨论了熵函数在矿体厚度结构特征的对比、分类,厚度均值误差的估算以及指导勘探工程布置等方面的应用。     

时频误差分析法在地震信号分析中的应用

时频误差分析法与常规的误差分析法相比,既能反映地震信号的振幅误差,也能区分其相位误差.通过连续小波变换的时频误差分析法,分析了平面地震波在复杂构造中含随机介质及其对应构造的各向同性介质模型中的共炮点合成地震记录的时频振幅误差和时频相位误差.研究结果表明,随机介质的振幅比各向同性介质的振幅衰减大,且随机介质的频率也较各向同性介质的频率为宽.     

化学蚀变指数(CIA)及其在新元古代碎屑岩中的应用

化学蚀变指数(CIA)首先是作为一个判断源区化学风化程度的化学指标被广泛应用的,它的表达式通常表示为:CIA={x(Al_2O_3)/[x(Al_2O_3)+x(CaO~*)+x(Na_2O)+x(K_2O)]}×100,主成分均指摩尔分数,caO~*仅为硅酸盐中的caO。利用CIA分析湖南石门杨家坪剖面的新元古代地层,发现冰期沉积物(南沱组、东山峰组)的CIA值(60～70)和间冰期沉积物(湘锰组)CIA值(70～75)分别反映了冰期和间冰期的化学风化特点,并且根据渫水河组CIA值(55～70)可以判断渫水河组可能也是冰期的沉积产物。另一方面,可以利用A-CN-K图解判断沉积岩源岩成分,因为样品点在三角图解中投影点的趋势线与Pl—Ksp连线的交点代表的是源岩斜长石和钾长石的比率。据此初步判断渫水河组源岩成分是南秦岭—扬子地区元古宙TTG岩石。此外,钾交代作用在前寒武纪普遍发育,在A-CN-K图解中表现为样品点的趋势线向右偏离预测的风化趋势线,渫水河组的样品点就表现出这样的特征,可以判断渫水河组钾交代作用发育。样品的选取是进行CIA研究的一个重要的步骤。首先样品的岩性最好是细屑岩,这样可以排除分选作用对源岩成分的改造;其次,需要考虑去除成岩作用过程中加入的K_2O;再次,利用ICV这个化学指标来判断沉积再循环作用对沉积物成分的改造,ICV大于1意味着沉积再循环作     

非饱和带水气二相渗流动力学模型

非饱和带地下水运动实质上是一个水气二相渗流过程。本文以多相渗流理论为基础,从水气二相渗流的连续性方程和达西定律出发,推导了非饱和带水气二相渗流的耦合动力学模型,讨论了模型的IMPES和全隐式联立求解方法的原理和步骤,认为IMPES求解方法由于达西系数项的处理,饱和度的计算均采用显式,因此该解法具有稳定性差、精度低且要求计算时间步长小的局限性;而全隐式联立求解方法是联立求解气相、水相方程,同时求出压力和饱和度值,因此压力和饱和度值都是隐式求出,具有较高精度,且无条件稳定,应是今后模型求解的重点研究内容