青藏高原Q值结构反演

利用中美合作在青藏高原布设的11台PASSCAL宽频带数字地震记录的瑞利面波资料,测定了青藏高原东部地区周期为10～130 s范围内的平均瑞利波相速度和衰减系数R;反演了该地区地壳、上地幔的平均S波速度结构和Q结构．结果表明,该地区平均Q值偏低,并在地壳中存在地震波强吸收层．地壳中的低Q层(Q=93～141)位于16～42 km的的范围内,它与S波低速层(21～51 km)基本一致.从地壳下部63 km后,Q值由114随深度逐渐低至上地幔180 km处的34.由地壳内低速层与低Q层相对应可以推测,在该深度范围内可能存在岩石的熔融或部分熔融现象.在反演的S波速度结构中,地壳的平均厚度为71 km,51 km处的下地壳存在一明显的速度界面,96～180 km处的低速层(4.26 km/s)可能与软流层相对应.     

粘滞声波方程Q值波形反演方法研究（英文）

当前全波形反演方法研究大多针对弹性介质,忽略了真实介质的吸收衰减作用。现有针对粘弹介质的波形反演方法也主要在Q模型给定的假设前提下聚焦于速度参数反演,其Q模型的获取通常利用层析反演得到,分辨率低,不能精确匹配传播过程中的振幅衰减和相位畸变作用,一定程度上影响反演精度。本文提出了一种波动方程Q值波形反演新方法。从描述衰减机制的标准线性体理论出发,本文首先推导得到明确表征振幅衰减和相位畸变作用的简化粘滞声波方程。相比传统方程,本文中方程形式不涉及记忆变量,计算过程中内存需求少,且衰减补偿过程更易于实现。本文进一步得到该方程对应的伴随方程形式和目标函数关于模型参数的梯度表达式,并针对性地给出了克服伴随方程传播不稳定的规则化方案。在速度参数已知的条件下,利用L-BFGS方法实现了Q值波形反演。为缓解波形反演对初始模型的依赖性,一定程度上避免"周波跳跃"问题,本文采用多尺度分析策略进行复杂模型Q值波形反演。此外本文还进一步讨论了目标函数的抗噪性及速度和品质因子双参数波形反演问题,并结合模型试算给出结论与认识。     

零偏VSP反演Q值CFS方法及影响因素研究

当地震波在地层中传播时,能量的衰减是传播介质非弹性性质的反映.这种介质所固有的衰减特性通常用品质因子(Quality Factor, Q)来描述.本文基于地震波在传播过程中主频降低的衰减特性,利用质心频率偏移法(Centroid Frequency Shift,简称 CFS)对零偏VSP正演模型进行Q值计算,分析薄层、上下行波场、频带宽度、反演波速、震源位置等因素的影响.模型结果显示:CFS法比频谱比法、振幅衰减法能更加准确识别薄层界面,可准确反演出厚度10m的地层;上行波场的加入降低反演结果准确度,尤其对高Q值层;当有效波频带增宽时,高频部分衰减明显,Q值反演结果接近理论值;反演波速误差对反演准确性影响很大.最后,利用CFS对实际井旁地面地震资料进行Q值反演,反Q滤波后其主频由25Hz提高到35Hz,分辨率得到改善,证明了CFS方法的实用性.     

黏声方程Q值反射波反演

地震波在非弹性介质中的衰减效应常用品质因子Q度量.相对准确的Q模型对提高强衰减介质中地震波成像的质量至关重要.本文提出了黏声介质反射波形反演(QRWI)方法来重建地下宏观Q模型.在缺乏大偏移距和低频地震数据时,该方法以黏声波方程为波场传播引擎,利用反射波核函数对模型中深部的敏感性去提取背景Q值.当速度高、低波数成分均已知时,基于波形拟合的QRWI可以获得较高分辨率的反演结果.由于地下介质速度的高波数扰动很难准确估计,本文通过引入峰值频移目标函数,极大地降低了QRWI对速度高波数成分的依赖.理论合成数据实验结果表明,本文方法反演得到的宏观Q模型可以满足衰减补偿逆时偏移成像的要求.     

实际观测地震面波品质因数Q值空间分布的反演方法

本文引用在医疗CT技术中行之有效的卷积反投影作图象重建的方法,移植到地震学中来,根据面波射线理论,由面波振幅周期的观测数据计算出每一条面波射线的吸收特征时间t°,对当前所选定的一个确定区域北纬26°—34°,东经105°—114°范围选取面波射线扫描数据然后按射线方位角分为9组,每组又按射线距离中心座标30°N,109°.5E点的距离延拓为正负方向9组,运用Radon逆变换的卷积反投影法得到上述地区地壳内面波Q值的二维非均匀的分布图象。     

Q值研究动态

随着人们观测能力的提高和观测手段的改善,反映地球介质特性的仅利用天然地震波对Q值进行测量,还在实验室内对地震波的衰减理论和然地震波测量Q值的主要方法有：利用地球自由振荡资料、利用体波、利验室中对地震波衰减的研究为衰减机理提供了研究基础。这些研究都不断性及动力学过程的认识。值的研究不断深化和发展。人们不量Q值的方法进行了研究。利用天面波和利用尾波来研究Q值。而实加深了我们对于地球内部介质的特Q测用地。     

基于零偏VSP三种Q值反演方法对比分析及应用

准确提取Q值是研究地层吸收衰减特性的关键.对三种Q值反演方法(质心频率法、振幅衰减法、频谱比法)进行对比分析,旨在为衰减特性的求取提供参考.针对零偏VSP数据进行计算,对比总结薄层、频带宽度及低衰减层、波场成分、界面干扰等条件下Q值反演与层位揭示的准确性及差异性:对于相对较薄的层位,质心频率法几乎能准确揭示所有地层,而其他两种方法在薄层分界面处出现异常,误差超过200%;高频成分对频率域方法影响较大,尤其是对于低衰减层的反演;只有下/上行波场时三种方法计算结果相似,全波场时质心频率法效果较好;反射界面的存在会对三种方法造成干扰,反演值在界面处出现跳跃.对比分析三种方法在实际VSP数据应用可知:Q值分层比速度曲线更为敏感,质心频率法Q值反演曲线与地质分层吻合程度最好.     

叠前地震Q值反演在储层流体识别中的应用研究

相较于常规的叠后资料Q值估算方法,本文的Q值反演法充分利用了叠前地震资料所具有的丰富振幅、频率和走时信息.首先简化黏弹性介质纵波反射系数近似,利用贝叶斯理论,建立反演方程,然后通过加入柯西约束和模型约束对算法进行优化,增加反演细节和横向连续性,提高反演精度和可靠性,最后将算法应用胜利油田东部探区的复杂岩性油气藏中,同时反演纵横波速度、密度和地层吸收衰减参数Q,成功地区分了强振幅引起的"真假亮点",识别了储层的含油气性,弥补了传统方法的不足.     

全组合最优化Q值计算方法

针对频谱比值法在高低频端频谱能量较低处频谱比值点扰动大、抗噪能力差的特点,本文提出了频谱匹配Q值计算方法,将Q值的计算过程从频谱对数域转换到频谱域,利用频谱的匹配程度作为优化目标函数,减小了计算误差,提高了算法的抗噪能力.进一步应用上述方法计算出准确的检波器级间地层吸收衰减系数,并利用推导出的级间吸收衰减系数(检波器间吸收衰减系数)与层吸收衰减系数(相邻检波器间吸收衰减系数)的关系式建立超定方程组,通过优化迭代方法计算出准确合理的地层层Q值.利用该方法对胜利油田垦71工区J41井零偏VSP资料进行处理,提取的Q值与地层含油气性对应关系良好.     

Q值简介

弹性波通过介质传播时,它的振幅随着传播距离或时间而衰减。有多种原因可以造成这种衰减,如波动振幅随着距离的增加而产生的几何扩散,在介质边界处的反射、折射以及介质的非弹性吸收等。所谓介质吸收是指由于介质的内阻使弹性波部分弹性能量耗散而转化为热能的现象。为了描述介质吸收特性的强弱,引入了一个无量纲的因子“Q”,称为介质的品质因数。“Q”值是用来度量介质中振动或波动能量的非弹性衰减率的物理量,是介质所固有的特性。对于     

ART算法的改进及其应用—面波Q值反演

对地球物理学中常用的反演方法在算法上作了一些改进,使得计算速度大为提高,并使计算机占用的内存减少到改进前的几分之一,从而避免了原来由于身线或者反演的块数过多而不能计算的问题。     

用遗传算法反演内蒙古中西部地区的Q值和场地响应

在前人研究的基础上,本文用遗传算法反演了内蒙古中西部地区(106.85°E～113.13°E,36.69°N～41.57°N)的Q值和场地响应。发现用Atkinson方法得到的非弹性衰减系数c(f)与频率f无关,品质因子Q(f)是仅与频率有关的线性强函数,而与非弹性衰减系数无关。另外在将c(f)等参数代入moya方法求台站场地响应的过程中发现,有些基岩台站有放大作用。     

地震面波品质因数Q值的模拟反演及误差估算

本文基于地震面波的射线理论,引入Radon变换和卷积反投影,先由假设的地壳面波品质因数Q值为椭园分布的模型,由正演方法计算若干组面波吸收特征t~*,然后基于这组t~*,用x-CT技术上常用的卷积反投影方法计算该处附近的Q值空间分布,并将这两组Q值分布进行比较,求得面波Q值拟合反演的误差在10%左右.     

用代数重建法反演地震面波品质因数Q值空间分布

本文用代数重建（简称ＡＲＴ）法，反演面波的品质因数Ｑ值分布；作了模型正演计算求得吸收特征时间ｔ＾＊，接着用这些ｔ＾＊求反演的Ｑ值分布作比较，求出Ｑ值的相对误差的空间分布在６－８％，说明这种方法用于Ｑ值反演的正确性。用中国地震台网观测报告中振幅和周期，对１９６６年以后的５１８个地震事件，共３０００多条射线，基于Ｓ．Ｊ．Ｄｕｄａ提出的由震级起算函数的方法，计算每一条射线的ｔ＾＊，然后对中国中部地区，取     

唐山地区尾波Q值特征研究

选取 2008—2020 年河北省数字地震台网记录的唐山地区 86 次 M_L≥3.0 地震事件波形资料,基于 Sato 单次散射模型,获得唐山地区尾波 Q 值随频率的时空变化特征。结果显示：唐山地区平均尾波 Q 值与频率 f 之间的关系为 Q(f )=(53.33±18.23)f^{0.9029±0.0858},与国内其它地区相比,本研究区的 Q 值相对较低;唐山地区 M_L4.5 以上地震多发生在 Q 值下降过程中,且 Q 值在震前一段时间内呈现上升变化,震后则呈现下降变化;唐山地区的尾波 Q 值存在显著的横向不均匀性,北部山区明显高于南部平原地区,东部地区明显高于西部地区,沿着北东向的唐山断裂从西南向东北Q值逐渐升高。     

五大连池火山区尾波Q值研究

选取五大连池火山地区2008年至2011年ML＞0.6火山地震事件39个,根据尾波散射理论,利用Sato模型计算其尾波Q值,获得整个火山区尾波Q与频率f关系Q(f)=(34.89±8.75)f1.0727±0.2253,表现为低Q高η值的火山构造活动活跃区域尾波特征,同时获得老黑山、火烧山附近区域尾波Q0值为20.60,与国内外火山区尾波Q值加以对比,对本区域地震活动性进行分析,并结合本区其他火山研究成果给予简单解释.     

玉树地区尾波Q值研究

利用青海玉树地震台记录的2006年和2010年玉树两次地震序列数字化波形资料,基于Sato的尾波单次散射模型,计算玉树地区尾波Q值,并拟合Q值对频率的依赖关系.总体上,该地区尾波Q值与地震构造活动呈一定相关性,前者平均拟合Q0值.     

利用天然地震研究地壳Q值的方法和进展

从地震波衰减品质因子(Q值)的含义及其研究意义出发,介绍了国内外利用天然地震的体波、尾波、Lg波开展地壳介质品质因子Q值研究的方法和动态,阐述了各种方法的方法原理及应用范围等,并展望了利用天然地震研究介质Q值的趋势。     

用CT技术反演面波Q值空间分布及其研究前景(英文)

本文运用CT技术反演地壳面波品质因数Q值空间分布,采用在医学上X—CT技术中的卷积反投影方法,引用 Radon 变换反演和图像重建方法来拟合地壳面波 Q 值的空间分布。由600次地震实际的2200条地震波射线的面波振幅、周期资料,进行实际地壳 Q 值反演,首先获得四川盆地附近:北纬26°—34°,东经103°—112°范围的面波 Q 值分布,作出该区 Q=210-255的等值线图,其平均 Q 值为225,在四川盆地中部面波 Q 值偏高,这可能与该盆地中部沉积物介质比较均匀,非弹性成分较少有关。然后以上述经纬度范围的四川盆地为基地,将面波扫描的方框分别向北、向南、向西、向东移动各2度,再做四次 Q 值成像,取其中间重迭部位,计算 Q 值的平均值及其残差,得每经纬度为半度的像素中观测误差的空间分布图。求得该范围的平均误差为8%。进一步将平面范围地震面波 Q 值成象扩大成球面上的投影成像:系将上述单框 Q 值图像沿经纬度方向各移动2度进行叠加,使若干个平面小单框复盖在预想的球面上的大区域上,除去边缘部分之外,在该范围的经纬度网上都叠加有一个以上的 Q 值数据,通过计算每个网点上的平均 Q 值及其标准误差的等值线,可获得球面上大范围的 Q 值成象图。得到了7×7框范围内的面波 Q 值分布图。本文探讨了 Q值成像在改进面波震级标度和解释地震震级的路径校正值以及为地震监测预报服务的研究前景。