可控震源粘弹性波动方程有限差分模拟

在一般的地震波计算中,地球介质可以当作各向同性的完全弹性体来对待。而对地表土壤和精细观测,粘弹性介质模型比完全弹性模型更符合实际。可控震源是近年来发展起来的精确可控、安全有效的新型震源,但国内对可控震源传播动力学的研究较少。对可控震源激发的地震波在粘弹性介质中的传播,用有限差分方法进行了数值模拟,给出了Kelvin一阶粘弹性波动方程组、吸收边界条件和震源处理。提出了检波器接收信号加速度和传播距离的三次多项式指数关系式,比线性指数关系更准确。使用该公式可以预测采集系统有效接收距离,指导测线布置。      

人工震源地下介质变化动态监测

成像地球内部介质结构及其动态变化是地球物理学家的主要任务.相对于对地球介质静态结构的认识,对于地下介质性质随时间变化的了解明显不足.近年来随着观测资料的增加,已经开始利用重复地震和噪声等震源研究地下介质变化.受到源位置和时间等因素制约,基于地震和噪声等被动震源的观测结果的时间和空间分辨率有限.利用人工震源主动向地下发射...     

基于反褶积算法的地震干涉技术被动源成像

地震干涉技术可以将任意2个检波器接收到的数据合成为在若干检波器之间传播的波,就好像其中的一个检波器作为一个虚拟震源来发挥作用。它可以从混沌无序的地震信号中发现有用信息,从地震噪声中提取有用信号以此推断地震波穿过介质的地质构造。基于反褶积算法,对其理论公式进行了较详细的推导,实现被动源地震干涉成像,证明了反褶积算法的可行性;并将其结果与互相关算法的结果进行对比,分析了2种方法在信噪比和分辨率方面的差异。数值计算表明,反褶积算法的纵向分辨率比互相关算法的高。对其进行的加噪试算表明,震源叠加后的反褶积算法呈现出高信噪比的特点。     

Structuring velocity model of microseism based on genetic algorithm and Levenberg-Marquardt algorithm

为在射孔时间未知条件下达到微震速度模型矫正的目的,采用遗传算法交叉互换搜索最优初值和 Levenberg-Marquardt 算法局部锁定最优解的方式来构建微震速度模型。通过 6 层层状模型及井下不同数量检波器进行试算,随着检波器数量增加,构建的速度模型准确度越高,当检波器数量增加到 20 个时,误差约 13. 4 ×10 －3 ,目的层检波器数量越多,构建目的层速度误差越小,第 5 层检波器由 1 增加到 3 个时,精度提高 9. 1 ×10 －3 ,并且反演震源与实际震源距离相差 10 m,说明此方法在射孔时间未知条件下可以良好构建速度模型。     

横波测井技术在海洋工程中的应用

单孔波速测试的传统做法是在地面激振,在孔中接收,但该方法测试深度受限,测试精度较低,且对于海上钻孔来说,根本无法实现激振,故对于海洋工程钻孔的波速测试,则需要新技术来实现横波波速的获取。笔者介绍的悬挂式波速测井法将震源和检波器同时放入井孔中,摆脱了笨重的地面敲击震源,实现了波速测井设备的轻便化,由相距1 m的两个检波器接收S波的传播信号,为一发双收装置,利用传感器接收到震源传来的S波信号到达时间(初至)差,来确定钻孔所在处地层波速的一种新技术。该方法在南堡油田平台场址调查中发挥了重要作用,对120 m深的钻孔进行了横波测井,取得了良好的测试成果,为该工程项目提供了准确的剪切波速,为划分该场址的场地土类别发挥了重要作用。     

浅谈瑞雷面波工程勘探的装置问题

文章简要介绍了瞬态瑞雷面波勘探的原理和开发的数据采集系统,探讨了对于坚硬路面及直立挡土墙,如何安放检波器,以及如何通过改变激震方式加大探测深度,实践证明合理地选择检波器装置及激震源,可拓宽面波勘探的应用领域,提高勘探效率.     

在计算合成震波图中震源和接收器井孔效果的组合

由于震源移入不同的地层及由于井孔环境的变化，井孔震源的辐射图形有很大变化，同样，地震检波器也有能够影响记录波形的接收图形。我们用两种方式将这些振幅和相位以合成震波图中。首先，由３－Ｄ有限并分的直接解为相对较小的地球模型提供精确的全波形解。对于震源／接收器大间距的模拟，我们将震源辐射的静止相位解与射线追踪的接收图形相结合。有限差分震波图与从均匀试验介质中计算出射线追踪结果的比较表明：根据射线计算出的     

基于遗传算法与Levenberg-Marquardt算法构建微震速度模型

为在射孔时间未知条件下达到微震速度模型矫正的目的,采用遗传算法交叉互换搜索最优初值和Levenberg-Marquardt算法局部锁定最优解的方式来构建微震速度模型。通过6层层状模型及井下不同数量检波器进行试算,随着检波器数量增加,构建的速度模型准确度越高,当检波器数量增加到20个时,误差约13.4×10~(-3),目的层检波器数量越多,构建目的层速度误差越小,第5层检波器由1增加到3个时,精度提高9.1×10~(-3),并且反演震源与实际震源距离相差10 m,说明此方法在射孔时间未知条件下可以良好构建速度模型。     

炸药震源激发近区介质的粘滞性分析

在我国陆地石油勘探中,炸药震源依然是地震勘探的主要震源,炸药爆炸后会产生不同的分区,包括空腔、过渡区和弹性区。如今对地震子波产生机理的分析主要是基于等效球腔模型,忽略了过渡区对波传播特征的影响。为了定性描述过渡区的岩石破碎和永久形变对地震波传播特征的影响,将模型简化为粘弹性介质。这里在Kelvin粘弹性模型基础上推导了地震波传播的相速度和品质因子Q的表达式,并对Kelvin粘弹性模型进行数值模拟,从振幅、相位及频率的角度,分析品质因子Q对地震波传播特征的影响。结果表明,地震波在粘弹性介质中传播时,振幅、频率及相位特征是有变化的,这为研究炸药震源激发产生地震子波的机理提供了理论方向,为实际介质中的地震记录特征分析提供了理论基础,同时对补偿粘滞性因素的影响、提高地震资料的品质具有重要的实际意义。     

槽波地震勘探震源和检波器的优化布置

槽波的赋存特性在一个地区的某个煤层是一定的，因而其探测效果的好坏往往取决于震源和检波器的布置。本文从激发（震源）和接收（检波器）两方面入手，探讨了大同保罗纪煤田槽波地震探测的优化布置。     

基于保幅波动方程的广义高阶屏地震偏移成像方法

原始地震数据中饱含丰富的反映相位的走时信息和反映反射率的振幅信息。基于波场延拓理论的波动方程保幅地震偏移成像,是在给出正确构造成像位置的同时也给出真实反射振幅的有效完善。基于全声波方程,利用严格的解耦理论进行单程波动保幅分解,得到一个由波场传播项与振幅补偿项构成的,在走时与振幅上满足全声波方程对应的程函方程与输运方程的保幅单程波动方程;利用摄动理论进行单平方根算子渐进展开,推导出基于保幅波动方程的广义高阶屏地震偏移算子方程。模型测试和实际资料处理表明,该方法不但可以凭借更准确的相位归位和散射能量聚焦提高构造成像精度,而且输出了能更正确反映地下反射属性的能量信息,从而可以为更深层次的勘探开发,提供地球物理技术支撑。     

Shape detection of multiple subsurface cavities by particle filtering with elastic wave propagation

A numerical technique for detecting the number and shape of subsurface cavities is presented, applying the particle filter and the parametric level set method to elastic wave propagation under the ground. When subsurface cavities exist, the elastic wave propagating in the ground is reflected at the boundary faces of the cavities. Observing the velocity of the reflection wave at the surface of a ground that includes multiple cavities and parameterizing the shape of the cavities by the parametric level function, both the number and the shape of the cavities can be identified by the particle filter. Numerical experimentation for detecting multiple cavities is conducted with synthetic observation data. The results show that the proposed technique enables the number of cavities to be identified by the number of peaks in the posterior probabilistic distribution function and solves geometric inverse problems by estimating the shape of the cavities through the parameter identification of the level set function.     

二维介质中的空间变量分离速度成像技术

二维介质速度成像的新方法是基于地震波的旅行时间，由射线路径沿线的速度分布特征所决定的，将二维介质中的速度分布用两个分别以二维空间坐标为自变量的勒让德多项式的线性组合来描述。根据走时积分方程，即可建立地震波走时与其射线路径沿线的速度分布之间的对应关系，进而重建出地震波射线覆盖区域的速度结构。该成像技术是一个迭代过程，且适用于折射波及反射波。     

海上煤田三维地震资料处理方法研究

龙口海域煤田,海水深度变化大(1~13 m),地层局部倾角陡;海上地震资料采集存在检波器位置漂移、变周期鸣震干扰以及子波差异大等问题。利用直达波或折射波旅行时进行检波器位置反演,解决了检波器飘移问题;变步长二步法预测反褶积能压制变周期鸣震干扰;叠前时间偏移解决了陡倾角成像。资料处理效果表明:所用方法对龙口海域地震资料具有较强的针对性。      

基于快速匹配法的VTI介质走时计算

地震波全波形反演是当今地质构造反演的潮流。在层析成像等为其提供初始模型的预处理中,地震波初至走时是一个非常重要的物理量。因而,高效高精度且稳定的走时计算方法对于各向异性建模具有重要的研究意义。为实现高效高精度且稳定的走时计算,首先利用扰动理论及泰勒公式将具有垂直对称轴的横向各向同性（VTI）介质程函方程展开,得到走时解;然后引入各向同性快速推进法（fast marching method,FMM）,运用改进后的迎风差分格式求取差分格式黏滞解获取单点走时。结合窄带推进技术,得到了一种新的基于快速匹配法的VTI介质走时计算方法。通过对均匀弱各向异性模型计算结果和解析值的对比,评估了其误差,相对误差稳定于0.5%以下。针对该方法的有效性和稳定性,对层状介质模型和盐丘模型反射波走时进行了试算,取得了较好的效果。理论分析和模型试算表明,该方法对VTI介质走时计算具有较高的精度,能够应用于各向异性层析成像和全波场偏移等研究中。     

活断层的地震响应特征与瞬时地震属性

活断层探测是断层活动性评判的基础,也是天然地震灾害预防的依据,而浅层地震勘探是活断层探测的有效方法之一;而目前利用浅层地震方法评判断层活动性的能力亟待提高.通过构建了不同宽度破碎带的活断层理论模型,采用二维粘弹性波动方程有限差分法进行了波场响应特征模拟,运用希尔伯特变换方法提取了瞬时频率和相位属性.结果表明:地震水平叠加剖面和瞬时属性相结合可有效获取穿过第四系活断层的响应特征和实现断层活动性评判;当相干噪声达到30%时,水平叠加和瞬时频率属性剖面已难以追踪第四系中弱反射信号,而瞬时相位属性剖面仍可有效追踪;在实际活断层判定中,水平叠加、瞬时频率与瞬时相位地震属性剖面均可判断断层的存在,而穿过第四系的断层 (或破碎带) 特征瞬时相位属性最为明显和突出,水平叠加剖面次之,瞬时相位地震属性是判定断层活动性的重要和有效的属性.      

中国P波走时表的编制

我国是一个多地震的国家,每当大地震一发生,地震工作者立即根据各台站的地震仪器记录,利用走时表,迅速定出表中位置,以便及时准确地奔赴灾区,进行抗震救灾。因此,走时表准确与否,是极为重要的。长期以来我国一直使用捷夫瑞斯-布伦(Jeffreys-Bullen)在1940年发表的走时表(简称J-B表),虽然在使用过程中对这个表作了一些改进,但在我国实际应用中仍然存在不少误差,因为它是利用日本、欧洲、北美、南美及太平洋中的一些地震资料计算出的世界平均表,远不能满足我国日益发展的地震工作需要。     

应用GPR获取水文地质参数研究初探

探地雷达(GPR)能够在不同空间尺度上采集水文地质数据来对地下特征进行详细描述,近年来被广泛应用于探测地下结构和埋藏体。本文简要介绍了GPR的工作原理、探测方式及其应用条件;探讨了GPR获取多孔介质水力参数的物理机制;分别利用50MHz和25MHz天线对同一断面进行等采样距测量,经分层标定和时间拾取,获取了沿测线非饱和带含水率及饱和带的孔隙度和渗透系数,并将结果与钻孔取样的岩性进行了对比,结果合理。     

冻土非线性断裂韧度的修正因子测试方法

考虑冻土的非线性断裂力学特征,基于现有J积分测试方法,提出了一种新的冻土非线性断裂韧度的测试方法--修正因子法。在传统方法中J积分可以写成如下表达：J =Je +Jp,其中Je为J积分的线弹性分量,Jp为J积分的塑性分量。Je的计算相对简单;但计算Jp相对困难,原因是其中的参数Up难于确定。为了使计算简单,可将塑性分量改写为Jp =qJe,J积分则改写为J=(1+q)Je,q称为塑性修正因子。该方法通过循环加、卸载试验得到非线性载荷-位移曲线（P-Δ曲线）,并由载荷与位移的增量确定修正因子,在获得线弹性分量Je基础上,获得冻土非线性断裂韧度。采用该方法进行了冻土非线性断裂韧度测试,并将测试结果与相关文献结果进行比较,证明了该方法的合理性和有效性。     

石油地震勘探中的薄层解释研究方法综述

概述了当前石油地震勘探中薄层研究的下列主要方面:关于薄层的标定,主要方法有垂直地震剖面法、理论合成记录法、平均速度法和多档滤波法;薄层厚度求取的主要方法有:相对振幅—时间厚度法、间接振幅法、反射波特征点法、积分振幅与视时差乘积法、窄带滤波法以及标定曲线法和振幅谱能量等方法;薄储集体圈定及横向预测,主要着重于由界面型剖面向岩层型剖面转换方法的研究,如:地震岩性模拟技术、合成声波测井等方法。