一种同时反演纵波速度和泊松比的方法

本文提出一种角度部分叠加资料同时反演纵波速度和泊松比的方法.以角度部分叠加资料为基础,利用地震波振幅随入射角变化与弹性参数间的数学关系,基于非线性最优化理论,通过将最小平方问题转化为大型带状矩阵的求解问题,采用测井约束逐道外推技术依次求得该角度剖面每个点的纵波和泊松比值.通过由每个角度叠加剖面反演得到的相应角度范围的纵波速度和泊松比剖面的对比分析,进一步得到地震波垂直入射时的纵波速度和泊松比,为地震资料的岩性及含气性解释提供丰富的参数信息.     

基于改进反射系数近似方程的纵横波阻抗同步反演

基于地震波反射系数近似公式的叠前反演是油气勘探的重要工具.本文在已有研究的基础上,推导了一个改进的射线参数域地震纵波反射系数近似方程.该方程建立了地震纵波反射系数与纵波阻抗和横波阻抗的非线性关系,在中、小角度的范围内较现有的反射系数线性近似公式精度更高.另外,由于该方程仅包含纵波和横波阻抗反射系数项,因此基于新方程的反演能够有效地降低同步反演纵波速度、横波速度、密度三个参数的不适定性.在此基础上,结合广义线性反演法(GLI)理论和贝叶斯理论,相应地发展了一种叠前地震同步反演方法.模型测试和实际资料的应用表明,基于新方程的反演方法能够利用有限角度(偏移距)的数据稳定地反演纵波和横波阻抗,由于在反演过程中,不需要假设纵横波速度为常数,因此该方法还能有效地提高反演结果的精度.     

基于矢量波场逆时偏移的保幅角道集提取方法（英文）

将偏移后的炮域偏移距道集转换为角度域共成像道集(ADCIGs)可为偏移速度分析(MVA)和叠前反演提供输入道集,并且ADCIGs是理论上没有假象的叠前反演道集,也是目前公认的精度最高的叠前反演道集。本文研究了基于矢量波场逆时偏移的弹性波保幅ADCIGs的提取方法,以保幅弹性波逆时偏移方程为基础,其核心是求取不同震源位置的纵、横波场在地下各成像点的入射角,对于转换波勘探,二者共享一个入射角,即震源纵波入射角。根据几何关系,震源纵波波场的传播角、构造的局部地层倾角之差为震源纵波入射角,震源纵波波场的传播角利用解耦后纵波场的极化向量得到,构造的局部地层倾角利用偏移叠加剖面的复波数得到。对纵、横波的共炮点偏移道集按入射角重新排列即可得到各自的ADCIGs。文中利用水平层状介质模型、倾斜层状介质模型、Marmousi-Ⅱ弹性波部分模型和实测资料验证了算法的有效性,计算结果表明,本文方法计算的纵、横波角度具有较高的精度,提取的角道集具有较好的振幅保真性,能够为MVA和叠前反演提供可靠的输入道集。     

转换波叠前横波速度反演

摘要 地震波速度对地震资料偏移成像、岩性和岩相解释以及储层预测，均起着非常重要的作用. 在储层预测中，需要获得横波层速度信息，以减少仅用纵波速度在区分岩性和孔隙中流体类型以及含气饱和度方面的不确定性. 基于Zoeppritz方程组，提出了数值求解和速度扫描方法，对叠前转换波资料求取横波层速度. 理论模型和实际转换波资料的反演结果， 均表明该方法的效果较好.      

叠前地震反演技术在苏里格气田的应用

苏里格气田属于我国特大型气田之一,地震反演技术广泛应用在气田勘探开发阶段.对研究区已有的资料进行岩石物理分析发现,纵波阻抗不能够识别目的层段砂岩、泥岩以及含气层.为了克服这一困难,采用叠前反演技术对盒_8-山_1段岩性气藏进行了刻画.在测井资料质控下以分角度叠加数据体作为输入,可以输出阻抗剖面以及纵横波速度比、泊松比等岩石弹性参数,综合判储层的岩性、物性及含气性.研究结果表明:(1)纵波阻抗不能区分砂泥岩以及含气砂岩,砂岩含气后,纵波阻抗明显降低,且分偏移距叠加数据体的振幅随偏移距的增加而增加,属于第三类AVO;(2)利用Xu-White模型对缺失横波资料进行反演,反演横波与全波测井实测横波对比发现相似度极高;(3)从反演结果来看,砂岩含气后横波阻抗不变,可以指示砂岩,速度比和泊松比显示异常小值,可以刻画含气砂岩.实钻证明,叠前反演技术为最终的井位优选和储层评价提供了可靠的依据.     

利用平面波地震记录同时反演层状介质纵、横波速度

提出一种利用纵波激发、纵波和横波同时接收的单个入射角平面波地震记录同时反演层状介质纵波速度和横波速度的层剥离方法.文中给出了有限带宽反演算法,对有限带宽记录及含有噪声的数据进行了试算,获得了比前人的研究有明显进展的效果.     

非线性AVO反演方法研究

与叠后地震数据相比,叠前地震数据包含有更多的反映地下地层特征的信息,利用AVO( Amplitude Versus Offset,振幅随偏移距的变化)信息通过求解Zoeppritz方程的近似公式,叠前反演可直接得到反映地下岩石特征的弹性参数——密度、纵波速度和横波速度.从本质上讲,叠前地震反演是非线性的,但目前多采用线...     

富含煤层气储层的叠前地震反演预测方法研究——以山西晋东南测区为例

叠前地震反演技术能够将地震中振幅、偏移距和入射角等多种有效信息与油气的敏感参数结合起来,在有效识别油气藏"甜点"方面虽发挥了重要的作用,但对于煤层气的有效预测仍需研究.针对煤层气与石油天然气的赋存地质条件不同,本文以山西沁水盆地煤层气地震资料为例,借鉴叠前地震反演技术的多参数预测思想,通过模型正演和实测资料处理,得到纵波、横波速度和密度等不同的数据体,利用数据体和弹性参数关系式,采用AkiRichard近似公式与叠前宽角度反演联合的方法,寻找出富含煤层气储层的敏感参数.从而实现富含煤层气储层的有效预测.经与测井曲线结果对比,吻合率较高,说明了该方法具有可行性与实用性.     

利用测井数据实现横波速度的反演及应用效果分析

在地震数据的AVO(Amplitude Versus Offset)反演以及储层预测分析等中都需要横波速度信息,然而目前多数地区横波速度测井资料十分匮乏,在AVO反演中,往往凭经验公式获得,其精度很低.为了获得准确的横波速度信息,我们利用测井资料由最小二乘法实现横波速度的反演,针对华北油区赛83井实际测井数据,利用纵波速度、密度测井数据反演计算了该区的横波速度,并与实测横波速度作了对比,结果发现反演与实测结果取得了较好的一致性;还将该方法反演的横波速度与几种不同反演方法反演结果作了对比,获得较为一致的结果,算例证明了该方法的有效性.在测井资料缺少的情况下,该方法作为AVO反演横波速度的初始速度建模及储层预测分析应该是一种较为实用的方法.     

用非零偏P-P波、P-SV波计算零偏反射纵波和反射横波

在P波入射时，地下同一点产生的P－P波和P－SV波是入射角、界面两侧纵波阻抗和横波阻抗的函数，并且两者是耦合的，利用两者的耦合关系，可在入射角确定的情况下提取与入射角无关的零偏纵波反射和横波反射。本文对此进行了理论推导，结论是：入射角为零时的纵波与横波反射系数是入射角非零时的P－P波和P－SV波反射系数的线性组合，进而可以用纵横波反射计算泊松比反向间面，把多波叠前反演转化到叠后进行，通过合成弹性参数反射剖面，直接反演弹性参数等，都很有意义。文中给出了有关的公式，并对具体实现方法和有关参数进行了讨论。     

接收函数方法及其新的进展

远震P波波形数据中包含了大量地震台站下方地壳和上地幔速度间断面所产生的PS转换波及其多次反射波的信息，由此提取的接收函数是了解地壳上地幔速度细结构的重要步骤手段之一．最近几年，接收函数和面波联合反演方法获得了较大的成功，两种分别对两种波形进行拟合，对反演的速度结构提供了有效的约束．地震勘探中的一些成熟技术被引进接收函数的数据处理，使其可用于地壳和上地幔主要速度界面的侧向变化研究．为增强接收函数的信噪比，将不同事件提取的接收函数进行分类，按方位角进行叠加，可以反应一些速度界面的横向变化．接收函数方法可用于PS转换震相的剪切波分裂研究．泊松比是推测地球内部物质构成的有效参数之一．接收函数方法分离出的转换波为获取泊松比提供了一条行之有效的便捷途径，单一的地震台远震记录中转换波可以估计点位下面地壳Vp/Vs值．另一方面，一些最新的反演技术被引入接收函数的反演．例如，格子收索方法力图解决接收函数反演中的不稳定性和非唯一性问题，格子搜索设计比较容易地结合先验约束并保证搜索是全空间的，避免了使用任何初始模型．该方法能保证在格子的间隔和参数的限度内获得全局最小，该方法被用于中东、南美及临近地区的深部结构．相邻算法是基于计算几何的概念而构建的一种非线性反演方法．该方法避免了此前一些方法(遗传算法、模拟退火)的一些缺陷，如大量样本的舍弃、过多参数的引进等，该算法对我国的五大连池和腾冲火山区的深部结构的反演，以及滇西地区的深部动力学研究获得了良好的效果．     

Inversion of shear wave interval velocity on prestack converted wave data

Seismic velocity is important to migration of seismic data,interpretation of lithology and lithofacies as well asprediction of reservoir.The information of shear wave velocity is required to reduce the uncertainty for discrimi-nating lithology,identifying fluid type in porous material and calculating gas saturation in reservoir prediction.Based on Zoeppritz equations,a numeral and scanning method was proposed in this paper.Shear wave velocitycan be calculated with prestack converted wave data.The effects were demonstrated by inversion of theoreticaland real seismic data.     

基于重力异常反演的三维地震波速度结构分析方法研究

利用重力异常反演测试三维地震波速度结构,存在解不唯一、可靠性不高的问题。将面波反演充分融合到重力异常反演方程中,降低传统反演方法的非唯一性,并提升可靠性。以川滇地区为例,采用融合后的重力异常反演方法分析三维地震波速度结构。通过速度和密度的关系转换,得到对应的重力异常数据。由于面波频射数据主要对地震波横波速度敏感,因此将重力异常数据和初始横波速度相连,依据地震波速度和岩石密度之间的关系,获取重力异常反演方程,用于分析速度结构。选取21.6°~34.2°N、97.1°~105.9°E范围内的川滇地区活动块体作为实验数据,经过实验分析发现：使用该方法迭代反演川滇地区地壳上地幔顶部横波速度,重力异常数据和面波频射数据的残差值分别是6.24 mGal和0.027 km/s,实际拟合效果较好;分析该地区不同深度切面横波速度发现,在24 km深度处,上地壳中含有相对低速层,在44 km深度处,中下地壳中存在低速层;且该方法分析川滇地区三维地震波速度结构解的分辨率较高。     

利用多种地震数据联合反演剪切波速度结构的可靠性检测

本文模拟使用青藏高原东南缘区域台网及国家台网的170个宽频台站基于背景噪声、天然地震面波、P波接收函数反演时的实际数据,对青藏高原东南缘假定的初始模型进行恢复,通过计算初始模型台站下方纯路径频散、提取各台站对间的瑞雷波频散曲线、计算理论接收函数以及反演剪切波速度结构来测试使用不同单项数据与联合使用多种数据反演对初始模型的恢复程度。结果表明,同时使用接收函数、基于噪声经验格林函数的群速度、相速度频散以及基于天然地震面波的相速度频散联合反演的剪切波速度结构,充分利用了几种数据的分辨率优势,清晰地分辨出中下地壳及上地幔顶部的低速层。此外,本文也分析了实际数据处理中出现的计算误差、随机噪声干扰对计算结果稳定性的影响。结果显示:对于面波频散,加入1%的误差后,联合反演的结果仍可很好地反映低速层的形态,但是当误差提升至5%后,对最终结果则产生了一定程度的影响;而在接收函数中加入4%的随机噪声时,虽然地幔低速层的上界面和下界面会略微受到随机噪声的影响,但是低速层的深度范围和速度值均得到了较好的恢复。     

大别-苏鲁及其邻近地区基于背景噪声的瑞雷波和勒夫波相速度层析成像

采用与作者2014年发表的“大别-苏鲁及其邻近地区基于背景噪声的勒夫波群速度成像”文章相同的资料,用频时分析提取5 000余条瑞雷波和4 000余条勒夫波相速度频散曲线,反演得到了8—32 s的瑞雷波和勒夫波相速度分布图像．结果显示,瑞雷波与勒夫波相速度分布具有很好的一致性．8 s的相速度分布与地表构造特征相吻合,造山带与隆起区均表现为高速,盆地因其规模不同而显示不同程度的低速．随着周期的增大,大别 苏鲁的高速带由强变弱,但始终存在．16—24 s的高速可能主要受到中地壳高速的控制,而32 s的高速则可能与上地幔顶部的高速有关．比较大别造山带与苏鲁造山带的平均频散曲线,发现大别造山带和苏鲁造山带的勒夫波频散曲线均高于AK135模型计算的理论频散曲线,而瑞雷波则没有这一现象. 这可能意味着两个地区有比较强烈的径向各向异性．      

转换波AVO反演速度比各横波反射系数

Based on the empirical Gardner equation describing the relationship between density and compressional wave velocity, the converted wave reflection coefficient extrema attributes for AVO analysis are proposed and the relations between the extrema position and amplitude, average velocity ratio across the interface, and shear wave reflection coefficient are derived. The extrema position is a monotonically decreasing function of average velocity ratio, and the extrema amplitude is a function of average velocity ratio and shear wave reflection coefficient. For theoretical models, the average velocity ratio and shear wave reflection coefficient are inverted from the extrema position and amplitude obtained from fitting a power function to converted wave AVO curves. Shear wave reflection coefficient sections have clearer physical meaning than conventional converted wave stacked sections and establish the theoretical foundation for geological structural interpretation and event correlation. ＂The method of inverting average velocity ratio and shear wave reflection coefficient from the extrema position and amplitude obtained from fitting a power function is applied to real CCP gathers. The inverted average velocity ratios are consistent with those computed from compressional and shear wave well logs.     

Simple inversion procedure for shallow seismic refraction in continuously nonhomogeneous soils

Seismic refraction analysis is presented for uniformly deposited shallow soil strata with wave velocity increasing continuously with depth due to differential compaction effects. Closed form solutions of the surface-to-surface travel time as well as for the depth to maximum penetration are derived for realistic velocity-depth functions. An inversion procedure based on simple formulas is presented and its applicability is demonstrated and discussed. The method takes into account the information along the entire refraction line in one step, in contrast to the discrete ray-tracing technique and is, therefore, less sensitive to the natural scatter of the data.     

Surface‐wave inversion for a P‐velocity profile with a constant depth gradient of the squared slowness

Surface waves are often used to estimate a near‐surface shear‐velocity profile. The inverse problem is solved for the locally one‐dimensional problem of a set of homogeneous horizontal elastic layers. The result is a set of shear velocities, one for each layer. To obtain a P‐wave velocity profile, the P‐guided waves should be included in the inversion scheme. As an alternative to a multi‐layered model, we consider a simple smooth acoustic constant‐density velocity model, which has a negative constant vertical depth gradient of the squared P‐wave slowness and is bounded by a free surface at the top and a homogeneous half‐space at the bottom. The exact solution involves Airy functions and provides an analytical expression for the dispersion equation. If the ratio is sufficiently small, the dispersion curves can be picked from the seismic data and inverted for the continuous P‐wave velocity profile. The potential advantages of our model are its low computational cost and the fact that the result can serve as a smooth starting model for full‐waveform inversion. For the latter, a smooth initial model is often preferred over a rough one. We test the inversion approach on synthetic elastic data computed for a single‐layer P‐wave model and on field data, both with a small ratio. We find that a single‐layer model can recover either the shallow or deeper part of the profile but not both, when compared with the result of a multi‐layer inversion that we use as a reference. An extension of our analytic model to two layers above a homogeneous half‐space, each with a constant vertical gradient of the squared P‐wave slowness and connected in a continuous manner, improves the fit of the picked dispersion curves. The resulting profile resembles a smooth approximation of the multi‐layered one but contains, of course, less detail. As it turns out, our method does not degrade as gracefully as, for instance, diving‐wave tomography, and we can only hope to fit a subset of the dispersion curves. Therefore, the applicability of the method is limited to cases where the ratio is small and the profile is sufficiently simple. A further extension of the two‐layer model to more layers, each with a constant depth gradient of the squared slowness, might improve the fit of the modal structure but at an increased cost.     

积分道与基于Born散射的一维声波方程速度反演

基于Born散射理论，推导了适用于常速和变速背景的一维速度反演公式。与经典的Bleistein逆散射反演公式相比，本文考虑了声波在一维有限空间中的传播，选取的边界条件更合理。改进后的公式也揭示了积分道(对反射系数的积分)与绝对速度的关系，更有实用价值。