TI介质双参数速度分析

TI介质是常见的介质类型．当道集的排列长度远大于勘探目的层的深度时,P波走时资料包含的信息可以用来确定TI介质的各向异性参数．TI介质的CMP道集中,速度随炮检距而变化,可以从这种变化中求出Vnmo和η。通过模型试验说明,从TI介质P波资料的CMP道集求取Vnmo和η的方法是可取的．     

TI介质偏移速度建模研究

经过多年的研究发展,各向异性叠前深度偏移算法已经趋于完善.然而,在地震资料处理过程中导致成像结果不理想的主要原因还是由于建立的地层参数场不够精确.当地层参数接近其真实值时,基于波动方程的剩余曲率建模方法由于不受构造的影响,能够在各向异性和横向变速介质中进行速度分析,所以得到了广泛的研究.本文从偏移结果中抽取共成像道集,然后通过交互运用叠前深度偏移和参数更新实现各向异性偏移速度建模.对理论模型和实际资料进行的试算表明,该方法具有较强的适应性,能极大改善VTI介质反射界面成像效果和分辨率.     

各向异性介质中地震波速度分析的研究现状

速度分析是地震数据处理和解释中的重要环的，基于各向同性假设的传统速度分析技术已取得了很大成功，但当应用广泛存在各向异性效应的实际资料时会带来误差以及其它附加效应，进而导致错误的解释。本文介绍了传统速度分析方法的局限性及近些年来各向异性介质中的速度分析了研究成果和存在的问题。     

裂隙各向异性介质中的NMO速度

推导了各向异性介质中由弹性系数表示的方位动校NMO速度的具体表达式,表明各向异性介质中方位NMO速度程椭圆形状,并分别对具水平对称轴的横向各向同性介质(HTI)、正交介质和单斜各向异性介质及在不同的裂隙填充物的性质下方位NMO速度进行了计算,结果表明裂隙的存在对NMO速度的影响不仅与裂隙密度有关,还取决于裂隙填充物的性质.同时,研究表明对于裂隙型单斜各向异性介质,其方位NMO速度椭圆轴向并不象HTI介质和正交介质中的那样与自然坐标系的坐标轴一致,而是发生了一定角度的偏离,其大小与裂隙填充物的性质、两组裂隙密度的比值及裂隙间的夹角等因素有关,研究结果为进一步区分裂隙介质的类型及裂隙填充物的性质提供依据.     

各向异性TI介质qP反射波走时层析成像

地震走时层析成像是反演地层各向异性参数分布的有效方法, 但是关于地震各向异性介质走时层析成像的研究并不多, 其技术远远没有达到成熟的阶段.在野外数据采集时, 地表反射波观测方式相对井间和垂直地震剖面观测方式的成本更低, 利用qP反射波走时反演各向异性参数具有更加广泛的实用价值.本文实现的TI介质地震走时层析成像方法结合了TI介质反射波射线追踪算法、走时扰动方程和非线性共轭梯度算法, 它可以对任意强度的TI介质模型进行反演, 文中尝试利用qP反射波走时重建TI介质模型的参数图像.利用qP反射波对层状介质模型和块状异常体模型进行走时反演, 由于qP波相速度对弹性模量参数和Thomsen参数的偏微分不同, 所以可以分别反演弹性模量参数和Thomsen参数.数值模拟结果表明:利用qP反射波可以反演出TI介质模型的弹性模量参数与Thomsen参数, 不同模型的走时迭代反演达到了较好的收敛效果, 与各向同性介质走时反演结果相比较, 各向异性介质走时反演结果具有较好的识别能力.     

横向各向同性介质中地震波速度分析及其意义

在地震学有关领域中，地下介质的薄互层特性与裂隙的定向人布在长波长假设下会产生等效的地震各向异性特性，地震波速度随传播方向和深度发生的变化引起了广大地球物理工作者的广泛兴趣，因为速度拾取的正确与否，会直接影响到油气勘探中动校、偏移、ＡＶＯ和时深转换的结果。本文着重讨论了传统速度分析的局限性，分析了薄互层引起的横向各向同性介质中速度分析的现状和结果，实例讨论了各向异性效应对偏移处理的影响，表明各向异性     

层状TI介质中微地震定位和各向异性速度结构同时反演

微地震监测被广泛应用于非常规油气资源的水力压裂作业、油藏描绘和水驱前缘监测工程中.微地震定位采用的初始速度模型一般是基于地震测井记录和射孔数据建立,该速度模型的不准确性易引起定位误差.为降低这种定位误差,本文发展了一种微地震定位和各向异性速度结构同时反演的方法.研究对象为1-D的层状TI介质,其中对称轴方向任意.利用改进的分区多步最短路径算法计算qP、qSV和qSH波的到达时间和射线路径,结合共轭梯度法求解带约束的阻尼最小二乘问题.数值模拟结果表明,该算法能同时进行各向异性速度结构模型（每层的Thomsen参数和界面深度）和微震震源参数（空间坐标和发震时刻）的反演,并且对随机噪声不敏感,有利于实际工程应用.

     

横向各向同性介质和斜方介质各向异性参数的约束条件

Thomsen提出的横向各向同性(TI)介质各向异性参数(α0、β0、ε、δ、γ)是各向异性理论研究和实际资料处理中的常用参数,Thomsen参数的取值必须符合物理学定律和实际地学情况,随意的取值可能导致无意义乃至错误的结果.本文根据热力学定律和弹性常数的物理意义,结合大量的实测数据,提出常见TI介质的Thomsen参数需要满足以下约束条件:1/4f=1-β02/α02ε>-f/2; 1/2f-1δf-1); -1/2γε)/4(1-f)-1/2.Thomsen参数ε、δ、γ的取值区间主要受P、S波参考速度比β0/α0的约束,其值可正可负,实测参数中ε和γ正多负少;δ、γ、β0/α0的取值范围都有上下界,而ε没有上限;γ与ε正相关且取值上限受到ε的限制;ε、γ与δ之间不存在明显的约束.鉴于椭圆各向异性介质和薄互层等效TI介质在实际应用中的普遍性,专门给出了这两种介质各向异性参数的附加约束条件.一些在实际资料中可观测到的P波特殊偏振方向和SV波三叉现象也能为各向异性参数提供额外的约束.之后,我们将TI介质弹性常数和各向异性参数的约束条件扩展到对正交各向异性介质弹性常数和各向异性参数的约束.本文提出的各向异性参数约束条件简单实用,为各向异性理论研究和数值模拟中参数的选择提供依据,为实际资料的各向异性参数反演提供约束,既能避免出现无物理意义的研究结果,又能加速反演的搜索过程,提高生产效率,具有理论指导意义和实际应用价值.     

任意各向异性介质相(群)速度的计算

反映弹性波在各向异性介质中传播特性的两个基础的物理量是相速度和群速度.本文在总结前人工作的基础上,提出任意各向异性介质相(群)速度的计算方案:首先推导各自计算公式,其次考虑剪切波奇点的特殊性,再次令其遵循相应约束条件,最后,采用三个计算实例检验该方案的正确性和有效性.通过对计算结果的分析以及各向异性理论预测可以加深对各向异性特有性质(如剪切波奇点、群速度多值性)的理解,有助于增强我们对任意各向异性理论的基本认识.     

角度域剩余深度对剩余速度的敏感性分析

本文针对地震勘探深度域偏移速度建模研究, 利用角度域共成像点道集(ADCIGS)建立了以剩余速度为自变量, 剩余深度为目标函数的关系式, 及目标函数的梯度公式.利用导出的两个公式分别对剩余深度与剩余速度的关系进行了定量分析.通过理论分析和模型试算证明初始速度模型的误差具有方向敏感性, 即正误差较负误差对速度建模迭代收敛更敏感.利用此结论进行深度域速度建模既可以提高计算效率也可以提高建模精度.     

Residual curvature migration velocity analysis for angle domain common imaging gathers

Pre-stack depth migration velocity analysis is one of the keys to influencing the imaging quality of pre-stack migration. In this paper we cover a residual curvature velocity analysis method on angle-domain common image gathers (ADCIGs) which can depict the relationship between incident angle and migration depth at imaging points and update the migration velocity. Differing from offset-domain common image gathers (ODCIGs), ADCIGs are not disturbed by the multi-path problem which contributes to imaging artifacts, thus influencing the velocity analysis. On the basis of horizontal layers, we derive the residual depth equation and also propose a velocity analysis workflow for velocity scanning. The tests to synthetic and field data prove the velocity analysis methods adopted in this paper are robust and valid.     

共聚焦点叠前深度偏移速度估计方法研究

基于共聚焦点技术可以将叠前深度偏移分为激发聚焦与接收聚焦两个过程,通过逆时聚焦算子的作用实现.由速度模型驱动逆时聚焦算子的更新,合成DTS面板,根据等时原理,通过DTS面板中时移曲线的曲率变化来交互的更新速度场.但是当地下介质稍为复杂的情况下,从面板中拾取分析点对应的时移曲线变得非常困难.针对这个问题,本文通过对分析点在限定深度和速度范围内合成的DTS面板零时刻振幅进行叠加,由其值的变化来确定分析点的合理位置及上层介质速度.     

TTI介质弹性波相速度与偏振特征分析

相速度和偏振方向是研究地震波传播规律和描述介质特性的重要参数,在理论研究和实际应用中有重要作用.本文假定倾斜横向各向同性(TTI)介质对称轴位于观测坐标系XOZ面内,在此观测坐标系下直接推导了TTI介质弹性波相速度和偏振方向的解析表达式,再进一步利用Thomsen弱各向异性理论,推导了弱各向异性近似条件下弹性波相速度以及qP波和qSV波偏振方向表达式.理论分析和数值试例表明,在相速度方面,随着各向异性介质参数改变,qP波和qSH波速度变化较为平缓,qSV波速度变化较为剧烈.弹性波相速度近似式误差均较小,能较好地近似精确相速度.在偏振方向方面,SH波偏振方向只是传播方向和对称轴倾角的函数,而与各向异性参数无关,SH波偏振方向既垂直于传播方向,又垂直于TTI介质对称轴方向.除特定方向外,qP波和qSV波的偏振方向与传播方向均成一定角度,并且随TTI介质对称轴倾角的改变而改变;在精确和近似情况下,qP波和qSV波的偏振方向始终垂直;在精度允许范围内,偏振方向的弱各向异性近似式与理论解析式吻合较好.     

单斜介质中方位NMO速度Thomsen参数反演方法研究

采用启发式共轭梯度法,即随机爬山法 + 共轭梯度法,利用单斜介质中P波方位NMO速度椭圆轴向偏转角度接近于零这一特性,简化P波方位NMO速度公式,并利用多方位P波NMO速度,反演出某一初始CMP观测线与自然坐标系之间的夹角,作为进一步进行Thomsen各向异性参数反演的基础. 根据各向异性介质中方位NMO速度与Thomsen参数之间的关系,建立了利用三种波的多方位NMO速度及垂直传播速度反演单层单斜各向异性介质Thomsen各向异性参数的目标函数. 对计算的理论值添加具有一定标准差的正态分布的随机噪声,用以模拟实际观测存在的误差,通过对加噪后的数据进行多次反演的误差分析,表明了所建立的目标函数及选用的反演方法是有效可行的,而且相对稳定.     

On correlation between seismic velocity anisotropy and stressesin situ

Seismic velocity anisotropies measured in underground mines are compared within situ stress measurements in these mines. These underground data are also compared with seismic velocity anisotropies observed by large scale seismic sounding conducted from the earth's surface, The velocity anisotropies are about 10% and the data obtained by different methods on different scales and frequencies agree with each other. The directions of largest and smallest velocities coincide with the largest and smallest horizontal stresses, respectively. These results suggest that the direction and magnitude of stresses in potential mining areas could be estimated from velocity anisotropies observed in seismic prospecting of the area.     

时空移动成像条件及偏移速度分析

首先比较了深度聚焦速度分析和剩余曲率速度分析中的成像条件,然后通过时空移动成像条件得到了时移偏移距域共成像点道集和时移角度域共成像点道集.基于时移角度域共成像点道集,统一了偏移速度分析中通常应用的两个偏移速度判断准则：深度聚焦准则和成像道集拉平准则.最后基于时移角度域共成像点道集,推导了速度更新公式,并设计了速度分析流程.合成数据和实际地震资料上的测试证明了方法的可行性和有效性.     

Low-frequency anisotropy in fractured and layered media

Computing effective medium properties is very important when upscaling data measured at small scale. In the presence of stratigraphic layering, seismic velocities and anisotropy parameters are scale and frequency dependent. For a porous layer permeated by aligned fractures, wave-induced fluid flow between pores and fractures can also cause significant dispersion in velocities and anisotropy parameters. In this study, we compare the dispersion of anisotropy parameters due to fracturing and layering at low frequencies. We consider a two-layer model consisting of an elastic shale layer and an anelastic sand layer. Using Chapman's theory, we introduce anisotropy parameters dispersion due to fractures (meso-scale) in the sand layer. This intrinsic dispersion is added to anisotropy parameters dispersion induced by layering (macro-scale) at low frequencies. We derive the series coefficients that control the behaviour of anisotropy parameters at low frequencies. We investigate the influences of fracture length and fracture density on fracturing effect, layering effect and combined effect versus frequency and volume fraction of sand layer. Numerical modelling results indicate that the frequency dependence due to layering is not always the dominant effect of the effective properties of the medium. The intrinsic dispersion is not negligible compared with the layering effect while evaluating the frequency-dependent properties of the layered medium.