基于模型正演的折射静校正方法研究与应用

随着地震勘探区域地质条件复杂化,静校正在资料处理中的作用日显重要.本文模拟研究了折射渡在不同地质条件中的特性,完成了正演模型下的折射波静校正量计算,并将静校正后记录与理论模型记录对比,分析该方法的准确性,总结折射波静校正方法的技术难点,提出一种更准确优越的解决方法.最后,运用该方法选取最合理的参数,并配合先进的处理软件...     

模型约束三维折射静校正方法研究

本文详细的介绍了模型约束三维折射静校正技术的基本原理和计算步骤,具体给出了三维抽线,目的层质量监控,三维速度内插,三维底界内插等技术的实现方法,并结合了西部某工区的具体实例加以说明.结果表明,这种由微测井、小折射求取近地表深度-时间速度模型,由大炮记录折射初至旅行时求取各点延迟时,两者联合反演低降速层底界的厚度和高程,最终求取低降速层静校正量的方法,可明显提高低降速带的反演精度,较好地解决表层结构复杂地区的静校正问题.     

约束层析静校正技术在鄂尔多斯盆地N51井区的应用

我国西北黄土塬地区表层覆盖巨厚黄土,地表起伏剧烈,高差较大,地震采集资料静校正问题比较突出,是地震资料处理的主要难点.鄂尔多斯盆地N51井区潜水面普遍较深,常规模型静校正、折射波静校正方法应用受多种因素限制,还不能满足该区地震资料对静校正的需求,而层析反演静校正方法在该区具有广泛的适用性,是解决静校正问题的有效方法,但...     

求解地震静校正问题的双尺度反演方法

通过对地震静校正问题的分析,综合线性反演方法的计算速度快和非线性反演方法寻找全局最优解能力强的优点,提出了求解地震静校正问题的双尺度反演方法.在大尺度下采用非线性反演方法为小尺度下的线性反演计算初始模型,利用小尺度下的线性反演方法获得精细模型.对反演参数的选取进行了讨论,使双尺度反演算法具有自适应的特点.理论模型和实际资料的计算表明该方法计算结果精度高、计算速度快.     

川东北复杂山地三维静校正应用及实例分析

川东北复杂山地由于地表高程变化大、风化层厚度不均匀、低降速带速度横向变化大、高速层底界不稳定等因素,得到的地震资料具有严重的静校正问题,因此,如何解决山地静校正问题是后续地震资料处理的关键之一,本文首先分析高程静校正、折射静校正、层析静校正的基本原理和适用条件,结合实际复杂山地三维地震资料的特点,进行试验对比,提出了进行山地静校正的基本思路,即：首先进行高程静校正,这样可以利用高程静校正更容易拾取初至时间,然后利用折射静校正结合微测井等资料建立近地表速度-深度模型,以此速度-深度模型作为层析静校正的初始模型进行迭代处理,最后得到最终的近地表速度-深度模型和静校正值.根据以上处理流程,我们建立了适合于川东北山地三维复杂地表地震资料的静校处理正方法,并在实际生产过程中取得了良好的效果.     

黄土塬覆盖区的层析反演静校正方法研究

我国北方地区黄土塬覆盖区的静校正问题是地震数据处理中的难点问题之一.黄土塬表层覆盖巨厚黄土,高差起伏较大,地震静校正问题严重;而且黄土塬覆盖区的潜水面普遍较深,常规折射静校正方法无法取得令人满意的处理效果.本文针对黄土塬覆盖区的静校正难题,研究层析反演静校正方法在黄土塬地区的适用性和可靠性.层析反演静校正利用地震波初至走时数据、通过迭代反演的方法构建速度模型,进而依据所得的近地表速度模型对地震数据进行静校正处理.本文的迭代反演采用同步迭代重构算法（SIRT）,并且对同步迭代重构算法进行了改进,使得层析反演的迭代过程趋于稳定.但是,因为黄土塬覆盖区地表高程的横向变化剧烈,相邻检波点的高差及其静校正量有时差异很大,在运用层析静校正求取长波长静校正量的同时,还需采用初至波剩余静校正方法求取短波长静校正量.实例证明,综合应用依据初至波走时数据的层析静校正和剩余静校正方法,同时计算长波长和短波长的静校正量,能够有效地解决黄土塬覆盖区实际地震资料的静校正问题.

     

利用井孔首波求取Vs和Qp值的广义线性反演方法的应用研究

针对声全波幅度信息的利用还非常有限的实际情况，本文以更加接近实际的柱状声源在各向同性准弹性介质包围的轴对称井孔中激发的波场理论为基础，建立了利用首波幅度来以地层横波速度Ｖｓ和介质纵波品质因素Ｑｐ的广义线性反演模型，首先，通过数值计算是到该方法在长源距声全波测井的测量频率范围内，对地层介质泊松比σ约小于０．３６的情况下适用。     

浅表层结构复杂区静校正的优化选取及应用

不同地区(沙漠、山地及黄土塬区)的表层结构往往有其特殊的复杂性,由此产生的静校正问题是困扰野外采集和资料处理的关键技术难题.文章首先通过对浅表层结构的调查,掌握勘探区内黄土覆盖区段浅表层地层的结构与速度特点,从实际资料的处理结果出发,通过大量实验及对比论证分析的方法,最终优化选取层析静校正方法取得了优质的叠加剖面,从而为今后类似复杂地区的静校正问题提供了有效的处理方法.     

基于基追踪-BI_Zoeppritz方程广义线性脆性指数直接反演方法

非常规油气资源的勘探开发在能源领域越来越受到重视.针对页岩油气、致密砂岩气储层的脆性指数预测,对突破"甜点区"、指导后续水力压裂等都具有重要的意义.针对常规叠前AVO反演技术预测脆性指数存在的问题：（1）稀疏脉冲反演垂向分辨率不高;（2）基于AVO近似公式的常规叠前反演,需要假设常背景纵横波速度比以及弱弹性参数反射率等条件,会影响到三参数反演的精度;（3）通常需要借助反演获取的纵横密三参数转换为杨氏模量和泊松比,再进一步转换才能获取脆性指数,在参数转换的过程中会将误差累积放大,影响最终的脆性指数预测精度.本文从精确Zoeppritz方程出发,通过对其进行重新推导,将其表达为脆性指数、P波速度和S波速度的函数（BI_Zoeppritz方程）,并借助广义线性AVO反演,对基追踪反演获取的高分辨率角度反射系数进行迭代反演,直接提取高分辨率、高精度的脆性指数.通过模型和实际资料验证了该算法相对常规叠前反演获取的脆性指数有了进一步的改善.     

基于精确Zoeppritz方程三变量柯西分布先验约束的广义线性AVO反演

常规AVO三参数反演是通过Zoeppritz方程的近似公式来建立AVO正演模拟的过程,然而在P波入射角过临界角和弹性参数在纵向上变化剧烈的情况下,Zoeppritz方程近似公式精度有限.针对这种情况,可以使用精确的Zoeppritz方程来构建反演目标函数,由于精确Zoeppritz方程中P波反射系数和弹性参数之间是一种复杂的非线性关系,通常解决途径是利用非线性的优化算法来进行数值计算,但是非线性优化算法的缺点是计算量过大;另外一种途径是利用广义线性反演的方法,通过泰勒一阶展开式将P波反射振幅展开后,用线性关系近似表达非线性关系,经过几次迭代后,在理论上可以达到很高的精度,但是广义线性反演算法的核心部分——Jacobian矩阵由于矩阵条件数过大,往往会造成反演算法的不稳定,其应用范围得到了限制.贝叶斯反演方法是通过引入模型参数的先验分布结合噪声的似然函数,生成模型参数的后验分布,通过求取模型参数的最大后验概率分布来得到模型参数的反演解,由于引入模型参数的先验分布信息,可以有效的降低反演的不适定问题.本文将两种反演算法的思想相结合,利用广义线性反演算法的思想,构建AVO正演模拟的过程来提高大角度地震数据反演的精度,同时结合贝叶斯理论,通过引入模型参数的先验分布信息构建反演目标函数的正则化项,可以有效降低由于Jacob矩阵条件数过大带来的反演不适定问题,该算法假设模型参数服从三变量柯西分布.     

广角地震处理方法研究进展

广角地震可以在常规地震所无法解决的无记录和差记录区进行,完成地壳深部的调查研究．迄今已完成几万公里的测线任务．为了更好地处理广角地震数据,应采用一些特殊的处理手段,获取高质量的成像剖面,更好地服务于勘探开发．本文在介绍广角地震国内外发展现状的基础上,着重阐述了广角反射、折射中一些关键技术及存在的问题,并做了展望．     

高密度电法数值模拟及其在寻找北京人头盖骨化石中的应用

为寻找埋藏在地下两米以内深度装有文物的木箱,采用高密度电阻率方法进行了探测.在完成三维正演与二维反演数值模拟的基础上进行了野外数据的反演解释工作,利用三维局部异常体的正演响应特征及二维反演结构与真实模型的对应关系,对实际的数据进行了认识解释,得到了目的层的异常体可能是地道而不是木箱的初步结论.实际表明,利用高密度电法来进行浅层的探测是可行的.     

Prestack amplitude versus angle inversion for Young's modulus and Poisson's ratio based on the exact Zoeppritz equations

Elastic parameters such as Young's modulus, Poisson's ratio, and density are very important characteristic parameters that are required to properly characterise shale gas reservoir rock brittleness, evaluate gas characteristics of reservoirs, and directly interpret lithology and oil‐bearing properties. Therefore, it is significant to obtain accurate information of these elastic parameters. Conventionally, they are indirectly calculated by the rock physics method or estimated by approximate formula inversion. The cumulative errors caused by the indirect calculation and low calculation accuracy of the approximate Zoeppritz equations make accurate estimation of Young's modulus, Poisson's ratio, and density difficult in the conventional method. In this paper, based on the assumption of isotropy, we perform several substitutions to convert the Zoeppritz equations from the classical form to a new form containing the chosen elastic constants of Young's modulus, Poisson's ratio, and density. The inversion objective function is then constructed by utilising Bayesian theory. Meanwhile, the Cauchy distribution is introduced as a priori information. We then combine the idea of generalised linear inversion with an iterative reweighed least squares algorithm in order to solve the problem. Finally, we obtain the iterative updating formula of the three elastic parameters and achieve the direct inversion of these elastic parameters based on the exact Zoeppritz equations. Both synthetic and field data examples show that the new method is not only able to obtain the two elastic parameters of Young's modulus and Poisson's ratio stably and reasonably from prestack seismic data but also able to provide an accurate estimation of density information, which demonstrates the feasibility and effectiveness of the proposed method. The proposed method offers an efficient seismic method to identify a “sweet spot” within a shale gas reservoir.     

基于微震特性的相对震级技术研究及应用

随着非常规气藏的开采开发, 微地震监测成为压裂效果评估的关键技术.四川盆地非常规油气藏开采开发处于早期, 井网密度极低导致在压裂井附近难以找到匹配深井作为观测井, 而地面、浅井等替代观测方式面临无法有效探测微地震信号的风险.微地震事件能量弱和辐射的方向性使得观测方位预判及有效监测距离的评估成为微地震监测成败的关键因素.本文提出一种基于压裂微地震能量辐射模式和地层传播特征的相对震级计算技术, 模拟微地震事件能量辐射模式及在地层传播过程中的动力学特征, 达到评估微地震相对震级与检波器方位、地层传播距离的非线性关系的目的.通过理论分析和实际微地震监测资料验证, 该方法能有效地解决微地震监测最佳观测方位的优选和有效传播距离的评估问题.     

采空区地震与电法探测数据的联合反演研究及应用

综合地球物理技术在采空区的探测中发挥了重要作用.目前通常采用单方法反演、仅对不同方法反演结果进行对比解释的综合勘探方式,单方法反演的多解性严重降低了其探测精度.如何提高采空区的探测精度,对采空区进行有效探测一直被认为是地球物理技术面临的首要难题.为了提高地震与电法技术的探测精度,基于交叉梯度联合反演理论,设计了地震初至折射走时数据和高密度电法数据的联合反演算法流程,对采空区理论模型和野外实际数据进行了联合反演处理.结果发现通过两者的联合反演,不仅可以提高采空区电阻率反演模型的成像效果,而且能够获得地震单方法反演难以成像的采空区低速异常体,从而提高了地震与电法技术对采空区的探测精度.表明地震与电法探测数据联合反演是一种提高采空区探测精度的有效方法.     

磁化强度矢量反演新方法及其在卡拉塔格铜多金属矿床找矿中的应用

磁异常的反演是地球物理勘探的重要手段,三维磁化率反演是磁异常定量解释中的一种重要方法.由于剩磁的存在使得磁化方向与地磁场方向产生偏差,从而影响了磁异常反演与解释的精度.本文基于磁异常模量反演和磁化强度矢量反演方法得到了一种新的磁化强度矢量反演方法.与以往的磁化强度矢量反演方法相比,该方法以磁异常模量反演得到的磁化率模型为约束,采用L_p范数正则化方法求解,提高了磁化强度矢量反演的精度和效率.本文通过模拟试验的反演计算,验证了这种磁化强度矢量反演方法的有效性.最后,将本文方法应用于新疆东天山卡拉塔格地区航磁数据的解释,获得了地下空间不同磁性差异的磁性体的空间分布特征,为进一步分析研究区隐伏矿床提供了重要信息.     

纵、横波联合反演方法在海拉尔盆地贝39井区的应用

海拉尔贝39井区构造复杂,砂体边界识别难,常规纵波地震解释存在多解性,引入转换波信息可增加地震解释的可靠性.由测井曲线的岩石物理分析可知,在纵波阻抗-速度比双弹性空间可识别砂泥岩.本文根据海拉尔地区测井资料的特点,利用拟合方法重构横波测井曲线;基于海拉尔贝39井区三维三分量地震数据,采用放大比例尺层拉平的精细层位解释及纵波降颊和转换波提频相结合的方法进行精细层位匹配,在此基础上,由纵、横波联合反演求出速度比属性,定性描述了储层的平面分布,与贝39井钻遇油层特征相符,解决了该地区的油水分布问题.应用属性切片技术得到油层组的砂体平面展布,砂体的展布特征与区域地质认识的物源沉积方向具有较好的吻合程度,并对贝39并区的油藏类型进行了重新认识.     

大斜度井/水平井随钻方位电磁波测井资料实时反演方法

水平井钻进过程中,地层边界的准确预测对地质导向决策至关重要.但水平井测井环境复杂,随钻方位电磁波测井响应不直观,储层性质、地层界面等信息的精确、定量评价困难.本文提出了一种适用于大斜度井/水平井随钻方位电磁波测井资料的电阻率及地层界面信息的实时提取方法.该方法主要基于以下几个技术：（1）引入滑动开窗策略将高维随钻方位电磁波测井资料的反演问题转化为多个连续窗口的一维反演问题;（2）对反演参数进行多初值初始化,结合正则化Levenberg-Marquardt算法保证解的全局最优性;（3）充分利用随钻方位电磁波测井多种探测深度信息,采用分级反演策略提高反演速度.数值和实测资料反演结果表明：降维反演方法可实现对地层界面的实时、准确提取,且适用于多数复杂地层结构和任意井眼轨迹;利用浅探测地质信号可实现随钻方位电磁波测井资料的分级反演,最终反演速度可提升10倍以上.

     

祁连山东端冷龙岭隆起及邻区深部电性结构与孕震构造背景

祁连山东端冷龙岭隆起及其附近地区是青藏高原东北缘与阿拉善地块强烈相互挤压碰撞区域,也是历史地震活动极为强烈区域.为了揭示冷龙岭隆起及其附近区域的断裂深部延伸状况、强震孕育构造背景以及区域动力学特征等,我们在已有大地电磁数据的基础上,新近在冷龙岭隆起附近以及西南侧区域进行了数据采集,获得了一条自西南向北东穿过西秦岭地块、陇西盆地、祁连山冷龙岭隆起和阿拉善地块的长约460 km的大地电磁剖面（LJS-N）数据,并利用三维电磁反演成像技术对全剖面数据进行了反演,同时也对位于该剖面西侧约80 km外的一条大地电磁剖面（DKLB-M）数据进行了三维反演成像.2条电磁探测剖面结果均揭示了祁连—西海原断裂带展现为略向西南倾斜的大型超壳电性边界带,该断裂是祁连山东端冷龙岭隆起区域最重要的主边界断裂,其北东侧和西南侧地块的深部电性结构呈现出截然不同电阻率分布特征,其西南侧的南祁连地块、陇西盆地以及西秦岭地块在地壳尺度展示为埋深深浅不一的高-低-次高阻结构特点,而其北东侧古浪推覆体表现为西南深、东北浅"鼻烟壶"状较完整的高阻结构特征,再往北到阿拉善地块则呈现为高-低-次高水平三层结构样式.1927年M8.0古浪、1954年M7.0民勤和2016年M6.4门源地震的震源都处于统一的高阻古浪推覆体之中.在青藏高原北东向挤压作用的控制下,祁连山东端冷龙岭隆起区域的祁连—西海原断裂、祁连山北缘断裂和红崖山—四道山断裂以叠瓦状向北北东向顺序推覆拓展到阿拉善地块,这种拓展作用是该区中强地震的动力来源.     

非均匀物性条件下多尺度窗口修正法换算磁源重力异常及在寻找DSO的应用

DSO（Direct Shipping Ore,直运块矿）是一种高品位的富铁矿.在加拿大拉布拉多（Labrador）地槽谢菲尔威利（Schefferville）铁矿成矿带,含铁建造苏克曼（Sokoman）组地层全铁含量低、具高密度、强磁性,能够引起高重力异常与高磁异常;而风化淋滤后富集的赤铁矿和针铁矿等（也称DSO）全铁含量高,具高密度、无磁性,仅能够引起高重力异常.采用一般的滤波方法不能提取DSO的重、磁异常.本文采用基于泊松（Poisson）公式的磁场换算磁源重力异常（pseudo-gravity anomaly）方法,由磁场换算磁源重力异常,再与实测重力异常对比,得到纯粹由高密度、无磁性的DSO产生的剩余重力异常,对剩余重力异常采用密度成像与2.5D反演方法解释DSO.泊松公式虽然提出时间很长,但迄今为止仅仅用在资料解释中的定性分析,本文推导并实现了密度磁性非均匀条件下经典泊松公式的形式与实现过程,提出了多尺度窗口滑动线性回归修正的磁场换算磁源重力异常方法,使该公式的数学原理能够对重、磁异常的反演解释定量化.最后本文将多尺度窗口滑动线性回归修正的换算磁源重力异常方法用于加拿大拉布拉多地槽谢菲尔威利铁矿成矿带铁矿勘探,较好地解决了寻找高密度、无磁性DSO的问题.