用于速度自动拾取的路径积分优化法与光顺处理技术

将用于图像处理的光顺技术引用到速度谱能量团曲面的处理环节,借以提高速度谱的分辨率,为最终获得高精确解提供一全新的途径.具体思路是基于路径积分优化法--Viterbi算法所具有的自动搜寻及获取最优解的功能,将其应用于地震资料处理中的速度自动拾取,使其向前做最大"能量团"的积分向后递归计算最优解--叠加速度,但这种解的准确性往往与所定义的目标函数--速度谱的分辨率有关.演算结果表明,Viterbi算法与关顺处理技术的有机结合,不仅提高了速度提取的精度,而且实现了速度的自动拾取,可提高常规地震资料处理的效率,从而可快捷地为叠前深度偏移提供所需初始速度模型.     

基于非线性函数的速度谱智能拾取

随着地震勘探的不断发展以及勘探领域的不断扩大,需要处理的勘探资料也不断增加,对速度分析中速度谱的拾取效率和精度提出了更高的要求.一直以来,速度谱中叠加速度的拾取,受限于人眼对速度谱能量团聚焦中心的识别能力,从而使得拾取速度精确度不高.基于非线性函数的智能拾取是通过确定的目标函数,运用非线性函数作为合理约束条件来实现的.此方法针对速度谱的能量团分布规律自动设置约束参数.应用效果表明该方法不仅能实现速度谱智能拾取,而且拾取的叠加速度在精度上逼近真实的叠加速度.     

基于自适应阈值约束的无监督聚类智能速度拾取

目前叠加速度的获取主要是通过人工拾取速度谱,存在着效率低、耗时长且易受人为因素影响的缺点.本文提出了一种基于自适应阈值约束的无监督聚类智能速度拾取方法,实现叠加速度的自动拾取,在保证速度拾取精度的同时提高拾取效率.利用时窗方法在速度谱中计算自适应阈值,从而识别出一次反射波速度能量团作为速度拾取的候选区域.然后,根据K均值方法将不同的速度能量团聚类,并将最终的聚类中心作为拾取的叠加速度.最后,依据人工拾取速度的经验,加入了离群速度点的后处理工作,以获得更光滑的速度场.模型和实际地震数据测试结果表明,本文提出的方法总体上与人工拾取叠加速度的精度相当,但明显提升了速度拾取效率,极大缓解了人工拾取负担.     

基于稀疏反演理论的自动叠加速度反演方法

叠加速度分析技术是常规地震资料处理中的重要环节,也是经典的时间域速度建模方法.叠加速度分析技术主要包括速度谱计算和拾取两个步骤.至今为止,多数研究工作通过提高速度谱的分辨率以及抗噪声能力,获得高质量的速度谱从而有利于拾取.本文的目标是将叠加速度分析技术转为一个全自动化的处理流程.从参数估计的角度出发,将叠加速度估计转化为稀疏反演框架下的模型参数估计问题,并通过稀疏反演算法自动反演叠加速度,进而提高叠加速度建模的效率.为实现这一目标,首先给出了正问题的定义,即层状介质中CMP道集的预测模型,利用叠加速度、垂向双程走时(t_0)以及反射子波以及CMP道集时距关系(如双曲时距关系)可以预测CMP道集.接着,速度分析反问题可以描述为已知观测的CMP道集,估计模型参数(叠加速度及t_0时间等).利用模型参数的稀疏性作为约束条件并用L_0范数作为模型稀疏性的度量准则,叠加速度分析可以转化为L_0范数约束下的稀疏反演问题.本文提出了一种基于预测校正思想的匹配追踪算法求解上述反问题,实现了自动叠加速度建模并为后续的高精度速度反演方法提供较好的初始模型.理论和实际资料的测试结果证明了本文方法的有效性.     

速度谱曲面的光顺处理及其作用

速度谱曲面的光顺程度直接影响了速度拾取的准确性.本文借鉴曲面设计造型中曲面光顺处理方法,对速度谱曲面进行光顺处理,滤除由于其它因素所造成的速度谱曲面不顺滑的成分,以提高速度谱曲面顺滑程度,提高速度谱分辨率.相比于常规速度谱,经光顺处理过的速度谱能量目的曲面将更光滑、规则,易于识别,有利于介质叠加速度的直接拾取.     

常速叠加－DMO－叠后偏移等效叠前偏移

常速叠加是根据给定的速度将炮检距空间的地震数据映射到叠加速度空间，在实际叠加速度位置形成叠加能量；速度变换是将叠加速度空间的能量数据映射到均方根速度空间，消除地层倾角对速度的影响，这实际上是一种ＤＭＯ方法；常速偏移是在每个均方根速度剖面上独立地进行波场归位，消除反射点位置对速度的影响．经过这三步处理获得最终叠前偏移结果．     

常速叠加－DMO－叠后偏移等效叠前偏移

常速叠加是根据给定的速度将炮检距空间的地震数据映射到叠加速度空间，在实际叠加速度位置形成叠加能量；速度变换是将叠加速度空间的能量数据映射到均方根速度空间，消除地层倾角对速度的影响，这实际上是一种ＤＭＯ方法；常速偏移是在每个均方根速度剖面上独立地进行波场归位，消除反射点位置对速度的影响．经过这三步处理获得最终叠前偏移结果．     

三维叠前深度偏移速度分析及蒙特卡洛自动层速度拾取

是否能够正确地建立深度域三维速度模型是三维叠前深度偏移成败的关键 .本文根据Deregowski循环 ,利用叠前深度域地震成像对速度模型变化的敏感性 ,采用偏移迭代逐次逼近最佳成像速度 ,研究开发了一套快捷有效的三维叠前深度偏移深度域速度模型建立技术 .借鉴时间域CDP(共深度点 )道集上常规叠加速度分析的策略 ,在深度域CRP(共反射点 )道集上 ,提出剩余慢度平方谱的概念并建立相应的实现技术 .导出深度域中均方根速度与层速度之间的关系 ;按照串级偏移原理确定偏移循环过程中初始速度、剩余速度及修改后速度之间的关系 ;采用蒙特卡洛非线性优化算法实现从剩余慢度平方谱中自动拾取层速度 ,讨论了其地质速度约束条件和蒙特卡洛非线性优化的收敛准则 ,使得所拾取的层速度模型具有合理的地质意义并获得最佳偏移成像效果 .SEG EAGE理论模型数值试算验证了方法的有效性 ,在海拉尔盆地霍多莫尔工区 ,5 8km2 三维资料的速度模型建立并获得满意的三维叠前深度偏移成像 .     

P波初至到时自动拾取技术研究

基于粘滞性单自由度振动器响应下的能量转换理论,提出利用阻尼能量作为目标函数的P波震相到时拾取方法——SDOF Picker算法。使用该方法对江苏及邻区2010—2016年实际记录的9 607组P波初至进行到时自动拾取测试,以地震编目中人工拾取到时为基准,与利用AIC算法自动抬取的结果进行了系统性对比分析,结果显示:SDOF Picker算法和AIC算法自动拾取P波初至的准确率分别为97.1%、91.8%,中值偏差分别为(0.02±0.61)s、(0.05±0.77)s,方差分别为0.37 s2、0.60 s2,这表明SDOF Picker算法的在准确率和拾取精度方面均优于AIC算法。     

基于二分法的地震波初至自动拾取算法

初至拾取是地震资料处理中最基本的环节,随着地震资料的增多,自动拾取算法越来越重要,它将严重的影响地震资料处理的速度和效率.本文给出一种新的初至自动拾取算法,它根据参考初至(理论估计的初至),利用二分法和改进的能量比方法检测初至并去除不准确点,通过微调获取波峰、波谷、起跳点三种不同的初至类型.通过对不同信噪比的实际地震数据进行测试,本算法具有快速准确的特点.随着资料信噪比的降低,本算法未能完全解决拾取准确度降低的问题.然而通过适当调整算法的参数,本算法的结果比商用软件OMEGA的初至自动拾取效果要好.     

莺东斜坡带速度分析方法研究及速度影响因素分析

莺歌海盆地是一个有勘探潜力的盆地,尤其是莺东斜坡带附近有良好勘探前景.但是由于研究区位于莺东斜坡带附近,因此构造解释具有相当的难度,尤其是由时间解释转化为构造解释有难度,需要有一个准确的速度来进行时深转换.基于此原因,本文首先介绍了速度谱拾取过程中的一些难点及解决方法;其后是速度分析取得的成果,通过DepthTeam形成速度体,从点、面、体三个不同角度证明了速度谱拾取过程中速度的准确性以及速度体的实用性;最后对单井和地层的速度进行了统计分析,总结了本区影响速度变化的主要因素.     

Time-space evolution characteristics of abrupt variation of wave velocity ratio in the seismogenic process of recent strong earthquakes in Yunnan area

ＴｉｍｅｓｐａｃｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｂｒｕｐｔｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｗａｖｅｖｅｌｏｃｉｔｙｒａｔｉｏｉｎｔｈｅｓｅｉｓｍｏｇｅｎｉｃｐｒｏｃｅｓｏｆｒｅｃｅｎｔｓｔｒｏｎｇｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓｉｎＹｕｎｎａ...     

中国大陆及邻近地区上地幔顶部Sn波速度层析成像

利用《中国地震年报》中43646条Sn射线的走时资料,采用层析成像方法反演了中国大陆地区上地幔顶部的Sn波速度结构. 主要结果是：①全国平均Sn速度为4.55km/s,速度变化量从-0.14km/s到+0.15km/s. ②整体上中国Sn速度分布是东低西高,塔里木盆地、准噶尔盆地、吐鲁番—哈密盆地以及柴达木盆地东端、四川盆地及其南部地区等是明显的高Sn速度区,鄂尔多斯地台和台湾海峡也是Sn速度较高地区,整个华北盆地、渤海湾东部、山西北部和郯庐断裂带,Sn速度都比较低. 另外,长江中下游地区、青藏高原北部和南北地震带地区,Sn速度也较低. ③ Sn速度变化分布和构造活动、地壳厚度以及大地热流变化有关,分别求得了速度与地壳厚度和大地热流的线性回归方程. ④ Sn速度变化和Pn速度变化的区域分布总体上是吻合的.     

青藏高原Pn波研究进展及问题

简要总结了青藏高原地区Pn波速度结构、各向异性研究进展；介绍了Pn波速度结构、各向异性等在岩石圈结构、构造背景反映等方面的应用研究进展。分析了目前青藏高原Pn波研究中存在的一些问题。     

塔里木盆地中原探区速度场研究方法

利用自行编程设计的速度场算法,建立了塔里木盆地中原探区的速度场模型,并应用于油气勘探生产之中．在塔中地区,影响平均速度的主要因素是地层埋深和火成岩的岩性．在巴楚地区,影响平均速度变化的主要因素是大的构造运动形成的多角度不整合界面和断距较大的断层．总结出了一套适合地质复杂地区速度场建立的方法;利用该速度场进行变速成图,能够提高成图精度、排除假构造、发现新的圈闭、减小勘探风险,落实发现了一批圈闭,提供探井多口,实现了油气勘探的突破。     

Research on the seismogenic environment for deep earthquake and the cause of earthquakes in Xinjiang and its adjacent areas

ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｓｅｉｓｍｏｇｅｎｉｃｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆｏｒｄｅｅｐｅａｒｔｈｑｕａｋｅａｎｄｔｈｅｃａｕｓｅｏｆｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓｉｎＸｉｎｊｉａｎｇａｎｄｉｔｓａｄｊａｃｅｎｔａｒｅａｓＱｉａｎｇＬＩ（李强）；Ｒｕｉ－Ｆｅｎｇ...     

陕西省数字地震台下方壳幔速度结构研究

利用广义反、透射系数的传递矩阵计算理论地震图，用快速模拟退火法搜索最佳模型，通过与地震台站实际记录的P波波形进行拟合对比，反演了陕西省13个数字地震台下方的P波速度结构。台站分布区域涉及到秦岭造山带、渭河盆地及鄂尔多斯地台三个构造区域。结果显示，3个构造区的地下速度结构差异明显，呈现了各自的构造特点。其中秦岭造山带上地壳乃至地表速度高，中下地壳出现多个低速层，可能与岩石脱水、构造滑脱带等有关；渭河盆地内上中地壳高低速度层交替出现，反映了断层活动在浅部的影响；鄂尔多斯地台有部分台站保持稳定的匀速构造。反映了古老地台地层稳定发展的特性，部分台站受到后期改造，低速层位增多。因为变化剧烈的台站分布在盆地的南部和西部。而且震源机制解显示该区主应力场方向为近东西向，可以说秦岭北缘的断裂作用以及后来来自青藏高原的挤压应力是导致渭河盆地形成和发展的主要因素。最后我们讨论了速度结构与强震、地震分布以及不同构造演化的关系。     

中国东北地区地壳上地幔三维S波速度结构

收集了中国东北地区159个固定地震台2011年1月至2012年6月和27个流动地震台2011年1月至2011年6月间的垂向连续记录,根据噪声成像方法得到研究区（105°E-135°E, 39°N-52°N）较短周期（8~30 s）的瑞雷波群速度和相速度频散资料,再结合该区已有的天然地震长周期瑞雷波（36~145 s）的群速度频散资料,我们反演得到了中国东北地区200 km以浅深度范围内的三维壳幔S波速度结构,并得到了该区的岩石圈厚度分布图.结果表明：研究区中、下地壳S波速度结构的横向分布,在重力梯度带两侧有很大的不同,以东地区显示为大范围的高速,以西地区则呈现为大面积的低速;松辽盆地下方岩石圈地幔表现为显著的高速,岩石圈地幔底界面深度可能在90~100 km,薄的岩石圈盖层暗示东北地区的岩石圈可能发生了减薄;郯庐大断裂下方呈现出大范围的比较显著的低速特征,断裂下方上地幔顶部可能有热物质活动.     

速度控制点法在川东高陡构造时深转换中的应用

时深转换是将地震数据从时间域信号转变为深度域信号的一个必要处理步骤,是利用地震资料进行油气构造解释的一个非常关键的环节.而时深转换处理的效果,主要取决于所建立的时深转换速度模型的正确及合理性.在研究分析了川东高陡构造的地质与地球物理特征的基础上,提出了使用速度控制点法进行建模,即利用地震反射层作为速度模型控制层,用大断层两端的断点做控制点的方法进行层速度模型的建立,有效地克服了以往时深转换带来的地震成像的畸变影响.     

新疆巴楚-伽师地区上地壳三维速度层析成像

利用近震层析成像方法和2003年新疆巴楚-伽师MS6.8地震走时资料反演得到了震区地下速度图像。结果表明:P波速度在地壳内5km以上表现出了较强的横向非均匀性,反映该区地表的沉积盖层介质特征;在5～22km深度内以NWW和NNE向共轭相交的高速异常带为主,周围速度相对较低。结合构造背景和震源机制解,认为这一区处于NW-SE向的右行走滑和NNE-SSW向的挤压应力双力偶作用下,使得发生的地震有一定的相似性。而NWW和NNE向非均匀性条带为应变能的积累和释放提供了基础,是这次地震发生的一个重要条件。结合宏观调查和石油资料,推断这次地震发生在塔里木盆地西部的一条NWW走向、北倾的巴什托普隐伏断裂上。