一种改进的STA/LTA震相自动识别方法

震相自动识别是地震速报和地震预警中的重要工作之一.针对震相自动识别中最常使用的方法STA/LTA算法,提出了一种能反映地震信号振幅和频率变化特征的新的特征函数CF(i)=Y(i)2-Y(i-1)Y(i 1)(其中CF(i)为i时刻的特征函数,Y(i)为i时刻的地震信号振幅).谐波信号和有限的实际地震记录的应用表明,本方法具有较高的识别精度.     

基于非稳态多项式拟合的地震噪声衰减方法研究(英文)

基于非稳态多项式拟合理论,针对地震数据中同相轴振幅变化这一特征,我们提出了一种地震噪声衰减的新方法。非稳态多项式拟合系数是时变的,通过整形正则化约束多项式拟和系数的光滑性,自适应的估计地震数据的相干分量。基于动校正后的共中心点道集(CMP)中地震信号的相干性,利用非稳态多项式拟合估计有效信号,从而衰减随机噪声。对于线性相干噪声,如地滚波,首先利用径向道变换(RadialTraceTransform,RTT)将地震数据变换到时间一视速度域,在时间—视速度域利用非稳态多项式拟合估计出相干噪声,然后减去相干噪声。该方法可以有效的估计振幅变化的相干分量,不需要相干分量振幅为常量的假设。模拟和实际资料处理结果表明,与传统的稳态多项式拟合和低切滤波相比,该方法可以更为有效的衰减地震噪声,同时保真了地震有效信号。     

基于单台P波记录的快速自动地震定位方法研究

提出了一种仅基于单台P波到达后1秒数据的包络特征、最大振幅及P波段地震信号的偏振特性来进行地震快速定位的改进模型和方法。选取山东地震台网58例单台1s的P波记录进行快速定位,并与台网定位结果进行比较,结果表明该方法是有效的,为进一步缩短地震预警时间提供了可能。     

中强地震前地震波参数异常的研究

本文研究了1988年5月26日库尔勒M_35.5地震和1991年2月25日柯坪M_s6.5地震前后的地震波初动符号、振幅比、尾波持续时间比和尾波衰减系数的变化特征,发现两次地震前上述参数均具有不同程度的异常。地震前(?)波初动一致性越强,持续时间越长,未来地震震级越大;振幅比突跳是即将发生地震的明显信号;首先出现尾波衰减系数异常的台站距未来地震震中较近。根据上述参数的异常特征,成功地预报了1991年6月6日和静M_s5.2地震。     

利用大容量气枪震源资料研究北天山地区介质衰减特征

利用人工震源(大容量气枪)数据资料对北天山地区的气枪信号振幅随距离衰减关系和介质的衰减特征进行了研究。选取北天山地区新疆数字地震台网的8个固定台站记录到的气枪震源信号,计算气枪主频2~6 Hz之间的叠加后信号的振幅谱值的均方根,用均方根值代表气枪信号传播到该台站处的振幅值,并对得到的均方根值进行拟合,得出当频率为3.8 Hz时研究区域P波和S波品质因子分别为QP=(464±70),QS=(653±46)。用同样方法计算气枪震源附近发生的一个天然地震的信号,得出当频率为4.2 Hz时QP=(226±40),QS=(484±34)。以上测量结果与前人利用不同范围天然地震得到的结果类似,表明人工震源资料可以用于介质衰减特征研究,相关研究为长时间监测地球介质衰减特征随时间变化提供了基础。     

高阶统计量油气检测方法研究

利用高阶统计量比功率谱函数包含更多信息并具有对高斯噪声不敏感的优点,及地震信号的高阶谱特征,本文提出一种新的利用地震属性参数（高阶谱特征参数）进行油气检测和识别的方法. 理论模型和实际资料的检验结果不仅证实了地震信号的高阶谱特征所对应的地质意义,而且得出了含水砂岩和含气砂岩的高阶谱属性规律,可以直接用来进行油气预测,其油气预测效果比常规振幅类属性具有更好的抗噪声能力.     

复数子波匹配追踪算法识别薄层砂体

针对东营凹陷滩坝砂岩薄砂体的预测识别问题,研究了复小波匹配追踪方法.从地震信号morlet小波分解及重构分析入手,讨论了重构地震信号时关于频率、振幅、相位及时移参数的选取方法及其具体的选取变量.并就关键的振幅参数,研究了改善的计算方法.常规的匹配追踪算法扫描地震信号的所有时间点和频率.在本文中,为了改善时频分辨率,采用局部扫描主频和子波的时间延迟.在具体实现过程中,采用计算地震信号的平均瞬时频率和地震信号的瞬时包络处的时间,做为采样频率和时间采样点,得到与地震信号最佳相关的子波.对研究的方法从理论模型和实际资料进行了论证分析,证明理论上正确合理,实际应用效果显著.     

地震波动力学特征在宁蒗─盐源地区地震序列早期判断中的应用

通过对宁蒗─盐源地区各类地震序列在３天和７天内地震波动力学特征的研究，表明该地区前震序列的地震在垂直分量上Ｐ波初动一致，且Ｐ、Ｓ波最大振幅比值稳定，呈过原点的直线，其振幅比值较低，而早期前震序列振幅比值较高。双震型地震序列出现两组初动，第一主震的余震振幅比不稳定，但第二主震的前震振幅比仍保持呈过原点的直线，利用地震特特征可望区分第一主震的余震和第二主震的前震。主余震地震序列的地震振幅比不稳定。应用地震波动力学特征作为地震序列的早期判断方法，可在３天和７天内对宁蒗─盐源地区的前震、双震型地震序列作出判断，在３天内对主余震序列作出判断。     

时频域振幅相位联合的最小二乘逆时偏移

最小二乘逆时偏移方法具有复杂地质构造成像精度高、成像振幅准确等优点.但是,当地下存在强散射介质时,最小二乘逆时偏移方法很难透过上覆强散射地质体获得深部构造的高精度成像结果.本文为了提高深部精细构造的成像质量,提出时频域振幅相位联合的最小二乘逆时偏移方法.该方法主要通过构建时频域振幅相位联合目标函数,减弱振幅信息对成像结果的影响,提高深部弱散射地震信号的可成像精度.首先,对地震信号进行时频变换,构建时频域最小二乘偏移目标函数;其次,在目标函数中引入振幅权重因子,调节时频域振幅相位权重;最后,推导时频域振幅相位联合目标函数对模型参数的梯度,并利用L-BFGS局部优化算法对成像结果进行迭代.Marmousi模型和盐丘模型测试结果表明,本文方法能够很好地利用弱散射地震信号的时频域振幅相位信息,实现透过上覆强散射地质体进行深部高精度成像的目标.     

地震信号的复地震道分析及应用

复地震道分析又称三瞬分析,该分析方法可将反映地震信号局部变化情况的地震波的瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率等信息分离开.本文应用Hilbert变换求解虚地震记录,用复地震道分析方法求取"三瞬"信息,并用该方法计算了理论合成地震记录的瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率,获得了较好的效果.同时,本文也利用该方法对某区块实际地震资料进行了处理,结果表明,复地震道分析方法获得的"三瞬"信息可反映地震信号的局部变化,有助于进行地震薄互层分析,并能提高数据的解释精度.     

2012年印尼8.6级地震应变地震波的Hilbert-Huang时频分析

本文通过端点效应压制的Hilbert-Huang变换, 对大同及沁源台布置的四分量钻孔应变仪记录的印尼8.6级地震激发的应变地震波形进行时频分析, 结果显示印尼8.6级地震的主震和8.2级余震的应变地震波序列各个震相具有不同的时频特征: ① 地震波到达之前的所谓“环境噪声”部分, 瞬时频率低, 瞬时振幅小; ② P波初至时, 高频成分突然增加, 振幅也随即增强; ③ S波到达时, 频率有所降低而振幅剧烈上升; ④ 面波到达时, 振幅进一步剧烈上升达到整个序列的极大值; ⑤ 尾波部分振幅逐渐降低, 但与噪声部分相比频率依然偏高, 振幅依然偏大。 本文也将应变地震波与地震仪记录的地震波进行对比, 虽然应变地震波与地震波波形和Fourier谱具有极高的相关系数, 但从Hilbert-Huang变换得到的边际谱上看, 应变地震波与地震波有显著的区别, 应变地震波比地震波记录的低频成分相对更多。 通过Hilbert谱, 有助于更好地了解非平稳信号的局部特征, 对于突变信号的地震波, Hilbert-Huang变换是一个较好的时频分析工具。     

Integrating seismic attributes in the accurate modeling of geological structures and determining the storage of the gas reservoir in Gorgan Plain (North of Iran)

Three dimensional seismic operation of Gorgan Plain was studied around a well, which is situated in North of Iran following the hitting of a thin overpressure gas layer (thickness of 9.6 m), with the purpose of the accurate modeling of geological structures and determining the approximate gas storages. The geological structures of the reservoir were modeled using the seismic attributes (coherence, instantaneous amplitude and spectral decomposition (FFT)). The obtained results clearly demonstrated the shape and volume of the existing structural traps in the studied area. In order to estimate the thickness of gas layer in the 3D seismic volume and determining the gas storage, the thickness changes based on the seismic amplitudes were used because its thickness was less than the critical resolution thickness for this layer. However, due to its low thickness, the lack of indicator peak in seismic sections and strong faults of area, it was difficult to pursue this layer in the seismic volume and map its exact amplitude. Considering this issue, a new method with integrating of seismic attributes was recommended. First, the instantaneous amplitude attribute of the thin reservoir layer reflector in computed synthetic seismogram were fabricated and then the frequency regarding the highest amount (dominant frequency) was chosen by Fourier Transform. Finally, spectral decomposition (FFT) with the resulting frequency was gained over the cross-section of the layer's instantaneous amplitude attribute in the 3D seismic volume choosing a proper time window. In such a situation, an increase of its thickness was seen as its amplitude increase and the minimum gas storage of this reservoir was calculated using the area of the restricted part of high thickness (over 9.6 m).     

小波变换与地震信号特征分析

地震波的瞬时信号,如瞬时振幅、瞬时频率及瞬时相位等,是研究地球介质的重要参数。根据小波定义,对Morlet 小波进行了修正,并对修正后的小波形态进行了深入讨论。理论分析表明,小波变换效果受到整形参数、小波长度、中心频率、频带宽度及小波个数等参数的制约,特别是整形参数与小波中心频率及频带之间关系对小波变换起到决定性作用。在地震波信号的实际处理中,可选取恰当的整形参数,同时采用合适的小波中心频率以避免小波变换对信号产生的遗漏和冗余。文中给出了实际地震记录处理的示例。     

基于经验模态分解的地震瞬时属性提取

传统复地震道方法提取的地震瞬时属性存在物理意义不明确、对噪声敏感等不足,本文探讨基于经验模态分解的地震瞬时属性提取方法,得到不同尺度下的地震瞬时属性,由此得到的瞬时频率在数值上与地震主频对应较好.将该方法提取的属性应用到海上地震数据中,显示出较好的效果.     

Synthetic Seismograms and Wide-angle Seismic Attributes from the Gaussian Beam and Reflectivity Methods for Models with Interfaces and Velocity Gradients

— The effects of interfaces and velocity gradients on wide-angle seismic attributes are investigated using synthetic seismograms. The seismic attributes considered include envelope amplitude, pulse instantaneous frequency, and arrival time of selected phases. For models with interfaces and homogeneous layers, head waves can propagate which have lower amplitudes, as well as frequency content, compared to the direct arrivals. For media with interfaces and velocity gradients, higher amplitude diving waves and interference waves can also occur. The Gaussian beam and reflectivity methods are used to compute synthetic seismograms for simple models with interfaces and gradients. From the results of these methods, seismic attributes are obtained and compared. It was found that both methods were able to simulate wide-angle seismic attributes for the simple models considered. The advantage of using the Gaussian beam method for seismic modeling and inversion is that it is fast and also asymptotically valid for laterally varying media.     

VTI介质中非线性对地震波频率和频宽变化的约束

采用改进型FCT有限差分法分别模拟各向同性、具有垂直对称轴的横向各向同性(VTI)以及非线性VTI介质中地震波场,随后采用小波分析探讨VTI介质中非线性对地震波频率和频宽变化的约束.数值模拟及分析结果表明：介质各向异性会引发地震记录中各波型的能量随炮检距的变化,而介质各向异性与非线性的耦合作用则会进一步加剧这种变化.在遵守能量守恒原理的前提下,介质的非线性会引发地震波场中各波型间能量的再分配.同时还会引发地震波速度的波动,且随着入射角的增大,波动幅度变小.这些现象在频率域内的响应表现为主频和频宽的降低或增大、地震记录中与各波型相对应的瞬时主频和频宽峰值出现时刻的偏移以及它们随炮检距变化而表现出的幅值波动.在本文给定的弱非线性介质中（非线性炽较薄且远离震源）,在震源能量较低的情况下,介质的非线性效应会造成地震波瞬时主频和频宽相对于线性介质情况分别为1/10～1/4和1/10～1/3左右的变化量.此外,随着入射波能量的下降,介质非线性所造成的地震波瞬时特征（振幅、主频、频宽）的变化量减小,但随着地震波在穿越非线性介质时路径的加长,非线性作用的累积效应使得波形畸变和频率分布特征的变化（尤其是频宽）等现象得以维持.     

地震特征拾取及其在解释应用中的新进展

本文通过对瞬时振幅、瞬时相应、瞬时频率的应用研究的回顾，进一步论述了对这三种瞬时特征在地震记录分析中，如何利用模式识别技术和引用最新的ＰＰ方法即投影寻踪方法，同时介绍了倾角和方位角在三维 震资料解释中的应用，文中给出了每一种特征的应用实例。