城市浅层地震勘探过障碍变观设计

在城市浅层地震勘探数据采集中,地震测线经常会遇到河流、桥、交叉路口等地表障碍。为了尽量减小地表障碍造成的影响,需要对观测系统作变观设计。作者分析总结了城市浅层地震勘探中常见障碍以及过障碍变观模式,并开发了浅层地震过障碍变观设计软件,利用此软件可在采集现场快捷地进行过障碍变观。将这种方法应用于实际工作中,有效减小了资料缺失造成的影响,提高了资料的信噪比。该软件能够根据实际工作环境和设备条件在野外现场对观测系统进行灵活变观,设计出合理的过障碍观测系统,有效地提高了变观设计的效率。     

复杂地表环境下便携式地震勘探数据采集软件

为解决复杂地表环境下地震勘探施工困难和低效率的问题,我们利用Visual Studio 6.0的微软基础库类（MFC）框架,运用C++汇编语言,开发出一套基于Windows操作系统的便携式地震勘探采集软件,可以替代常规的大型采集设备。软件开发中采用经典的三层式体系结构,提高程序安全性与拓展性,引入多线程技术提高软件运行效率。软件能够实现包括SEG-Y、SEG-D格式数据采集、保存与处理;地震波频谱分析、数据截取及合并等功能。野外实际数据采集测试结果表明,本系统具有运行稳定、操作便捷和处理高效等优点,有广阔的应用前景。      

面向地震勘探算法的模块集成技术研究

针对地震勘探算法的特点和制约技术推广的问题,在地震数据处理流程、输入与输出数据格式、图形显示和插件模式集成技术等方面进行了深入研究,研发了插件模式模块集成技术.将不同编程语言实现的地震勘探算法,通过插件模式进行算法模块集成,设计形成有效的功能技术模块,并保证软件模块的可重用性和稳定性,有效解决了地震勘探算法的成果转化和产业化问题.以地震数据采集工程软件平台提供的插件服务为基础,形成了面向地震勘探算法的插件集成思路和模块集成技术,并以可控震源正演模拟与谐波压制技术为例,验证了算法集成的正确性和有效性,最终实现了不同编程语言地震勘探算法的模块集成和应用,有效保障了可控震源高效采集的顺利实施.     

基于半精度浮点数优化与OpenMP的地震数值模拟

研究地震波场的传播特征是地震勘探的基础,利用有限差分法求解波动方程进行地震正演,其优势在于占用内存低、计算速度快、易于实现。但在三维情况下,计算量和数据量会急剧增加,传统串行地震数值模拟将无法满足计算效率的需求。因此,本文提出一种基于半精度浮点数优化与OpenMP的三维波动方程地震数值模拟方法,该方法首先利用半精度浮点数对地震常用的浮点型数据进行优化;其次利用应用程序接口OpenMP在多核CPU下通过以分割波场计算区域的方式实现并行计算;在保证计算结果满足精度需求的同时,能有效提高三维地震数值模拟的计算效率,并减少近一半的内存需求。通过数值试验证明该方法的有效性和实用性。     

利用正交多项式对三维地震资料拟合算法的研究

目前在地震勘探中经常采用的拟合方法多是二维的,本文利用正交多项式的性质以及地震资料的相干性对地震资料进行三维拟合.该方法充分利用了三维地震资料,提高了处理效率.     

小波变换的过零点特性与地震勘探信号的信噪比和分辨率

利用小波变换研究地震勘探信号小波变换的过零点特性，本文提出了用小波变换的过零点特性和地震勘探信号相邻道的横向相关性提高信号分辨率和信噪比的新方法．该方法包括两个主要步骤：①利用相邻地震道信号具有很好相关性，而噪音相关性差的特点以及小波变换的过零点特性得到有效反射波同相轴随空间坐标的变化信息．②利用奇异值分解和最小二乘（SVD-TLS）方法沿同相轴对振幅进行多项式拟合去噪并增加信号高频提高信号分辨率．     

自动优化设计在过渡带三维地震勘探中的应用

在复杂过渡带三维地震勘探项目中,施工设计包括海陆观测系统设计、从属线束设计、偏点设计等,其优化对于提高地震数据采集效率,保证资料品质,减少空炮、废炮和重炮,实现资料无缝连接至关重要。这就要求技术人员针对工区特点提前合理设计特殊观测系统,优化炮点布设,从而最大限度地满足覆盖次数均匀的需要。通过自动优化设计施工方式,可以减少人工误差,使采集结果最大限度地实现设计要求,从而提高效率、节约成本。     

台阵地震计程控化正弦标定系统设计

为满足台阵地震计标定要求,通过对程控化标定测控仪和标定测控软件的研究,采用一种适用于台阵地震计的程控化正弦标定方法,对中国地震局地球物理勘探中心负责管理的台阵地震计进行标定。台阵地震计标定实验结果显示,采用程控化正弦标定方法,在缩短标定时长、提高标定效率方面具有显著效果。     

基于ZigBee对地震勘探数据精度提高技术的方法研究

针对传统地震勘探方法不能准确获取高精度勘探数据,提出基于ZigBee对地震勘探数据精度提高技术的方法。采用全站仪极坐标法根据地震勘探地区地质和地表结构进行空间定位划区,利用地震勘探技术,通过分析地震波的传播方式及影响检测效果的地震分辨率因素,获取引入差分GPS定位模块的勘探仪器探测的地震数据;运用射线追踪技术,对地震数据中的破损数据进行检测追踪,采用专用检测设备提取破损数据,并对其修复处理;创建由MEMS加速度传感器和ZigBee模块构成的检测系统,并根据拓扑结构网络实现对地震勘探数据的质量检测,以提高地震勘探精度。根据仿真实验验证,该方法具有较高的地震勘探数据精度和有效性,可为相关工作提供较大的帮助。     

正演模拟技术在地震采集设计中的应用

随着地震勘探开发的不断深入和发展,地震勘探的主战场逐渐向复杂地区转移.复杂地区既指地表条件复杂的地区,也指地下地质构造和地层条件复杂的地区,这些都对地震勘探提出了新的挑战和更高的要求.地震正演模拟正是开展此类问题研究的一个重要手段和方法.目前市场上具有正演模拟功能的软件大多是根据射线理论采用射线追踪的方法来完成正演模拟的,这种方法不能很好地反映地震波的动力学特征,特别是在复杂地区难以得到正确的结果.本文利用高阶有限差分有效克服了常规有限差分算法求解波动方程的频散问题,并以高效的OpenMP并行计算模式进行了并行优化,较大程度上提高了正演计算的速度和精度;同时实现了二阶Higdon边界条件,改善了边界吸收效果;也在一定程度上提高了计算速度.塔中地区主要目的层埋藏深,逆断层发育,地震反射特征复杂,增加了地震勘探的难度.本文依据该地区的地质模型,利用波动方程正演技术论证了该地区的地震采集观测系统,为该区地震采集观测系统的设计提供了科学依据.     

Imaging beneath an opaque basaltic layer using densely sampled wide-angle OBS data1

A combined reflection/refraction (wide-angle) seismic survey was conducted on the continental shelf north-west of Britain, using a conventional streamer with an airgun source, and static ocean-bottom seismometers (OBS) to record wide-angle energy. The shallow structure down to a basaltic layer was reasonably well imaged on the stacked reflection section. The basalts, however, proved to be opaque to the conventional reflection method and prevented the imaging of deeper horizons, where an important velocity inversion was anticipated. This paper reports on the processing, modelling and interpretation of the densely sampled wide-angle OBS data that were coincident with the reflection profile. Eleven OBS instruments were deployed along a 75 km line and recorded signal from a powerful 149 litre (9100 in.³) airgun array fired every 50 m. Data processing was performed using a standard industrial reflection seismic software package prior to first-arrival picking. Processing steps included geometry definition, trace summation and display of the data using various scaling algorithms. An initial model was constructed from 1D velocity-time profiles digitized every 4 km along the stacked section. First arrival traveltime modelling rapidly converged to a detailed model of the structure of the top 5 km of the crust. Modelling revealed the existence of a buried low-velocity Mesozoic sedimentary basin, of a prominent basement horst and of a normal fault penetrating to the basement.     

北京平原西北部地壳浅部结构和隐伏活动断裂——由地震反射剖面揭示

已有地质和地球物理研究结果表明,北京平原区存在有多条第四纪隐伏活动断裂和隐伏盆地.为了研究该区的地壳浅部结构、断裂的空间展布、断裂活动性以及深浅构造关系,2006年,在北京平原的西北部地区完成了1条60次覆盖的中深层地震反射剖面和跨断裂的浅层地震反射剖面.结果表明,沿剖面结晶基底埋深约为3～6 km在结晶基底以上,地震反射剖面揭示了一套连续性较好的强反射震相,应是新生代、中生代和古生代的沉积岩系;在结晶基底之下,为一系列横向连续性较差、能量较弱的短小反射事件,可能代表了变质程度较高的结晶变质岩系或不成层的其他岩体.中深层和浅层地震剖面揭示的断裂具有上下一致的对应关系和明显的第四纪活动,对本区地堑-地垒状盆岭构造和新生代地层厚度具有重要的控制作用.本项研究不仅可进一步提高对北京地区新构造活动的认识,而且研究中所采用的方法技术对其他地区的深浅构造探测研究也有借鉴意义     

利用浅层地震反射法探测夏垫断裂浅部特征及空间展布

为进一步深入研究夏垫断裂的发震构造及活动性,在夏垫断裂震中区开展浅层地震勘探,布设小道距、高密度地震勘探测线,对地震反射剖面进行综合解释。以潘各庄段为中心,向两侧展开布设,共布设浅层地震勘探测线12条,测线总长约18 km。野外数据采集采用中间激发、双边不对称接收、满覆盖次数不少于12次的观测系统。原始资料经过常规处理和精细处理,获得了高质量的反射波叠加时间剖面。地震反射时间剖面揭示的波组变化特征明显,断裂特征清晰,解释夏垫断裂为倾向SE、视倾角约为72°的正断层;同时展现了自小石各庄至南张岱延伸约20 km范围内夏垫断裂的空间展布及浅部构造特征,解释测线范围内夏垫断裂走向约为N40°E。在此基础上,结合微地貌测量和以往研究成果,推测夏垫断裂为全新世活动断裂,其中夏垫断裂中心段伴随次断裂发育和断层绕射波,该特征向两侧减弱,与断裂陡坎的分布和连续的高差变化相对应,同时验证了夏垫镇潘各庄附近为震中的结果。探测结果所揭示的夏垫断裂的空间展布及地层结构特征与地质资料吻合。      

浅水无定位拖缆观测系统定义及多次波压制效果分析

浅水无定位拖缆在近岸海洋工程及浅水多道地震勘探中应用广泛,但受无定位拖缆实际位置获取的限制,野外观测系统准确定义受影响.基于传统直线假设的观测系统定义简单易行,但计算的共反射点面元无法获得实际坐标,位置偏差较大,严重影响后续处理方法的有效应用.基于实际炮点轨迹坐标,本文提出了一种新的无定位拖缆实际坐标计算方法,新方法首先确定接收排列的相对空间位置,采用反距离比线性插值算法准确计算接收道实际坐标值,再根据实际坐标重新定义观测系统,获得了实际跑航弯曲测线观测系统图.文中对传统方法与新方法定义的不同观测系统数据,分别采用SRME(Surface-related Multiple Elimination)方法压制浅水海底鸣震类自由表面相关多次波,结果显示采用新方法定义的观测系统反射数据多次波衰减效果明显,有效反射连续,基底反射成像清晰,说明文中实际坐标计算方法符合海上弯曲测线观测系统的定义,提高了SRME方法压制多次波的效果.     

应用三分量浅层地震反射方法探测隐伏活动断裂

多波多分量地震勘探方法在油气田勘探开发中日益受到重视,但在工程和活动断裂探测中过去还没有开展多波多分量地震勘探的先例.本文简要介绍了在北京黄庄—高丽营断裂上开展的三分量浅层地震反射试验数据采集和资料处理方法,以及取得的初步结果.试验结果表明,采用纵波震源或横波震源激发、三分量接收的浅层地震勘探方法,可获得较高信噪比的浅层地震纵波、横波和转换波剖面,特别是水平分量采集的横波和转换波可提供很有意义的地下结构和构造信息.综合利用纵波、横波和转换波剖面特征进行的地质分层和断层解释结果取得了与跨断层的钻孔联合地质剖面结果较好的一致性.     

Common reflection surface stack using dip decomposition for rugged surface topography

We present an extension of the Common Reflection Surface （CRS） stack that provides support for an arbitrary top surface topography. CRS stacking can be applied to the original prestack data without the need for any elevation statics. The CRS-stacked zero- offset section can be corrected （redatumed） to a given planar level by kinematic wave field attributes. The seismic processing results indicate that the CRS stacked section for rugged surface topography is better than the conventional stacked section for S/N ratio and better continuity of reflection events. Considering the multiple paths of zero-offset rays, the method deals with reflection information coming from different dips and performs the stack using the method of dip decomposition, which improves the kinematic and dynamic character of CRS stacked sections.     

地震数据处理中的相位校正技术综述

提高地震剖面的信噪比和分辨率始终是地震数据处理中研究的重要内容.在动静校正后的同一道集内振幅和相位相同的假设条件下,地震叠加技术能明显提高资料的信噪比.实际资料中相位差问题是影响有效反射信号实现同相叠加的重要因素之一.相位校正技术能够消除子波的相位谱差异,使子波接近或达到零相位,从而达到提高叠加剖面质量的目的.对相位校正的国内外研究现状,影响相位变化的因素,相位校正的方法原理以及判别准则进行了系统的总结和概述.通过分析总结得出:随着勘探形势的发展,地震资料中的相位问题将越来越受到人们的关注和重视,对相位的研究也将成为今后的攻关课题和研究热点.     

可展宽地震资料有效频宽的随机噪声衰减方法

很多地区地震资料的信噪比较低,而用于压制与信号具有不同方向的随机噪声的常规二维滤波方法常常产生假信息。基于相邻信号具有相干性这一假设,本文提出了一种叠后衰减随机噪声的多道滤波方法。该方法利用信噪比最高的中频段信息(含有主频的这一频率区间)分时窗计算信号单位矢量,并将该时窗内全频段数据向信号单位矢量方向投影,对各时窗(包括时间方向和空间方向)重叠部分按比例进行加权。我们利用这种方法对含有陡倾角的合成地震数据和海上二维实际地震资料进行了处理,处理效果很好。这种方法较为费时,但不受倾角限制,应用范围广。     

Suppressing random noise to broaden the useful bandwidth of seismic reflection data

The signal-to-noise ratio （SNR） of seismic reflection data in many areas is rather poor and conventional two-dimensional filters designed to suppress noise with different moveout from the signal tend to generate artifacts. We have extended a method of multichannel filtering, based on the hypothesis that signals on adjacent channels are similar, for enhancing the SNR on stacked sections. Using only the mid-range frequencies where the SNR is highest, the event trend is found for overlapping windows on the section and the average signal vector is calculated. Then the data from the full bandwidth section are projected onto the spatially varying unit similarity vectors and the results are merged for the overlapping windows. Application of the method to synthetic data containing steeply dipping events and to a stacked section for a marine 2D line has produced good results. The modifications we have introduced carry a small overhead in computing time but they should enable the method to be used effectively even on sections containing steep dips.