近地表勘探中炮检距对瑞利波频散成像效果的影响

在油田近地表勘探中,可以利用现有的地震大炮记录中的瑞利波信息进行频散成像,提取瑞利波频散曲线反演近地表的横波速度结构.由于大炮地震记录的采集排列很长,且不同炮检距范围内瑞利波数据的频散成像结果存在差异,从而会对频散曲线的提取和反演结果产生影响.笔者利用胜利油田LJ地区的盒子波地震数据,从频散成像的分辨率和连续性两个方面,分析了不同排列长度和不同偏移距下的频散成像结果,发现长排列可以有效提高频散成像的分辨率,且在较近偏移距下的频散成像效果更好.同时,验证了Zhang2004年提出的最优偏移距计算公式在石油近地表勘探中的有效性及适用性,并可以作为近地表瑞利波勘探时最优偏移距的选择标准.     

瑞利波"之"字形频散的正演及实践对比

瑞利导波一般存在多个模式。假定检波器在各频率上接收到的信号为位移最大的那个导波模式,由此可得到一条理论频散曲线。将理论曲线与实测成果进行对比,其吻合程度很好。由此可说明,所用正演方法是正确可行的。     

瑞利波泄漏模式及其"之"字形频散研究

针对地基模型中可能出现泄漏模式的几种情况，对瑞利波勘探中泄漏模式波的求取进行了模拟研究。通过添加附加层的方法，使实频散方程求解瑞利波相速度的范围包含了所有的层速度区域，从而用导波来模拟计算泄漏模式波。通过对七个模型的模拟结果来看，附加层法不仅能模拟出原模型的实数导波，而且还能反映其泄露模式波的变化。同时，通过对Ⅴr-λ曲线的正演计算，说明泄漏模式波的存在也是产生“之”字形的原因之一。     

基于改进麻雀搜索算法的瑞利波频散曲线反演

非线性优化算法在给定的参数搜索范围内对最优解进行全局搜索,在全局搜索方面具有先天的优势,具有一定的跳出局部极值的能力。本文将一种新兴的非线性优化算法——麻雀搜索算法引入瑞利波频散曲线反演问题,针对频散曲线反演问题瑞利波频散曲线反演问题多参数、多局部极值的特点,引入自适应t分布对算法进行改进。三种理论模型的反演实验数据表明,改进的麻雀搜索算法与传统麻雀搜索算法相比具有更好的反演精度和稳定性,同时具有较好的抗随机噪声的能力。与粒子群算法和差分进化算法两种较成熟的非线性优化算法进行对比,改进的麻雀搜索算法较好地平衡了迭代前期的全局搜索和迭代后期的局部搜索,取得了与粒子群算法和差分进化算法相比更好的效果。     

三层层状介质中瑞利波的频散曲线特征

在前人工作的基础上对三层层状介质的瑞利波频散曲线进行了正演模拟研究,对假定的几组典型模型参数的频散曲线进行了认真分析。通过分析可知,各频散曲线之间是互不相交的,从而对此问题有了一个更清晰的认识。指出当低速软弱夹层存在时频散曲线的特点,并根据分析结果,说明"之"字形频散曲线的形成机理。     

煤复电阻率频散机理研究

为了研究在0~200 kHz条件下煤复电阻率频散的物理机理,在恒定电流变频条件下,测量煤的复电阻率幅频相频。利用傅里叶逆变换,将煤的复电阻率频域数据变换成时域数据;利用Cole-Cole模型,将复电阻率频散数据进行拟合;借鉴双电层形变假说理论,对比砂岩频散现象,研究煤的复电阻率频散机理。结果表明：在电流频率为0~200 kHz,焦作赵固矿和九里山矿样品复电阻率频散特征与岩石相似,复电阻率幅值随频率增大而减小,复电阻率相位的绝对值随频率的增大先增大后减小,引起频散特征的原因主要是激发极化,电磁感应的影响程度很小。煤复电阻率测量和频散机理的研究成果为复电阻率测井提供了理论依据,具有一定的应用前景。     

面波频散能量谱计算方法

面波频散能量谱成像精度是近地表横波速度计算的重要影响因素,有效提取面波频散曲线是后续反演地层结构及介质物性参数的重要环节。文中论述了τ-p变换法（τ为垂直波慢度,p为水平波慢度）、高分辨率线性Radon变换法、频率分解法、相移法、f-k变换法（f为频率,k为波数）、SFK变换法和矢量波数变换法等7种不同面波频散能量谱计算方法的基本原理;通过上述方法,对三层速度递增水平层状介质模型正演模拟合成Rayleigh波记录进行频散能量谱计算,并与理论频散曲线进行比较;根据所得频散能量谱,分析不同方法在数据处理过程中的特点与应用差异。结果表明：在提取频散曲线过程中,高分辨率线性Radon变换法和矢量波数变换法提取精度较高,f-k变换法提取精度最低,低频信息与高频信息无法有效识别;SFK变换法、矢量波数变换法、高分辨率线性Radon变换法抗噪性能强;τ-p变换法、f-k变换法、相移法计算速度优于其他方法。     

煤体复电性频散响应实验研究

为研究煤体复电性频散响应特征,实测不同测量面积,不同方向煤体的复电阻实部R和虚部X,分析其频散特征,并用不同经典模型进行数据反演对比。结果表明：任意方向煤体的复电参数（R、X的绝对值）与测量面积成反比,频散曲线的特征频率点不发生偏移,X频散度随测量面积增大而减小;相同测量面积,不同方向煤体的复电性频散响应不同,复电频散曲线发生偏移,平行层理方向煤体X的频散度大于垂直层理方向;Debye模型与Cole-Cole模型对煤体复电性频散曲线均可高精度拟合,但前者模型参数精简,物理意义明确,与煤体复电频散曲线开合情况吻合度较高。本研究可为复电性评价法监测煤层裂隙发育及评价煤层渗透率提供实验基础。     

岩矿石电磁频散规律的实验研究

通过大量的实测资料，总结了岩矿石频散现象的普遍性及其规律性。对产生频散的原因进行了机理上的解释。同时，结合电磁波在地质勘探中的实际应用问题，阐述了频散对多预测量的结果所产生的影响，进而提出了在实际工作中进行频散校正的必要性。     

岩矿石电磁频散规律的实验研究

通过大量的实测资料，总结了岩矿石频散现象的普遍性及其规律性。对产生频散的原因进行了机理上的解释。同时，结合电磁波在地质勘探中的实际应用问题，阐述了频散对多频测量的结果所产生的影响，进而提出了在实际工作中进行频散校正的必要性。     

成像测井岩心空间归位方法及效果分析

钻井取心是研究地下地质情况的直接资料,但钻井时为节省成本,通常采用非定向取心技术,无法确定准确的岩心深度和方位信息,为了充分利用岩心资料进行科学研究,需要用测井资料对其进行深度归位和方位定向。通过阐述成像测井地质构造识别原理,结合岩心空间归位方法和评定标准,利用成像-岩心扫描图像综合处理软件,比对岩心与成像测井资料,完成了GW-1、GW-2及XL2井1 093块岩心图像的空间归位工作,列出了部分井段的归位实例,并将每块岩心按AA、AB、AC、BB、BC和CC 6个等级进行空间归位质量分级,对空间归位的整体效果进行分析。结果表明,岩心深度误差随井深的增加逐渐增大;空间归位质量为AA级、AB级的岩心占总数63.2%,总体质量较高,为进一步地质构造分析奠定了基础。     

基于岩石电性参数频散特性的储层参数评价方法

基于岩石电性参数频散特性的物理机理,构建了新的岩石电频散特征参数——频散率P,通过模拟油藏条件下的储层岩石和人工岩样对比电频散实验分析,建立起频散率P与饱和度、孔隙度、渗透率、阳离子交换量Qv等储层参数的响应关系。研究表明:频散率P与含水饱和度、孔隙度具有较好的线性关系,频散率P与渗透率、阳离子交换量Qv具有较好的幂律关系。与模值频散率PZ和实部频散率PR相比,相位频散率Pφ和虚部频散率PL能够更好的表征岩石的电频散特征;频散率P和储层参数具有良好的相关性和指示性,可作为电频谱测井的储层评价参数。     

基于解析方法计算频散层状介质的探地雷达响应

考虑频散介质的电磁波传播,采用Cole-Cole公式建立频散模型。只考虑介质的介电常数随外加电磁场频率的变化,采用高密度采样滤波算法,模拟层状介质的雷达响应,从中可以看出频散介质对雷达波的衰减影响。     

瑞雷面波频散特征的时频分析方法及应用

在非平稳信号的处理中,信号在任一时刻附近的频域特征都很重要,而时频分析就是处理非平稳信号的重要工具。瑞雷面波在传播过程中发生频散,属于典型的非平稳信号。这里用时窗长度为分析频率分量周期五倍的改进短时傅里叶变换,对面波信号进行分析,得到其时频谱图。瑞雷面波的时频谱图反映出面波中各个频率成份到达接收点的时间,由此可计算出各个单色波的相速度,从而求出面波的频散曲线。根据相速度、频率、波长的关系,最终能够求出工程中常用的速度-深度图。     

中国及邻区的地震面波频散反演

用２４９６个中国数字地震台网（ＣＤＳＮ）和世界数字地震台网（ＧＳＮ）的长周期面波群速度资料,反演得到中国及邻区的不同周期的群速度分布图以及１１４４条纯路径频散曲线。它反映了中国及邻区横向和纵向均存在着明显的非均匀性。周期为３０ｓ的群速度分布图反映了地表的板块构造。     

交错网格地震波场模拟及频散校正策略

交错网格高阶差分解法是地震波场模拟的一种有效方法。较大的时间延拓步长可以提高效率,但可能引起算法不稳定,使模拟无法进行。因此,对于空间网格大小和时间步长的选择要适中。虽然震源子波的主频对模拟精度的影响不大,但适当提高震源子波的主频,可以提高地震波对于薄层的分辨率。FCT方法能够有效地压制数值频散,将FCT方法与交错网格有限差分法相结合,可以提高波场模拟的精度和运算效率。     

胶州湾潮滩沉积物剪切波速及其频散特性研究

沉积物剪切波速是海底沉积声学研究的重要因素之一, 是海洋工程地质勘查工作中必要的物理参数, 与沉积物物理力学性质具有密切关系。本文在胶州湾采集沉积物样品, 采用弯曲元测试系统进行不同频率剪切波速测试, 结合沉积物物理性质测试, 研究胶州湾沉积物剪切波速及其频散特性与物理性质相关性。研究结果表明在250～2000Hz测试频率范围内, 沉积物剪切波速为26.5～103.5ms-1, 砂土剪切波速最高, 粉土次之, 黏土和粉质黏土则偏低, 沉积物剪切波速表现出明显频散特性, 剪切波速随测试频率增加表现出对数增长趋势, 频散因子为0.3～31.1, 频散度为1.1%～103.8%, 受沉积物类型影响显著, 沉积物剪切波速、频散因子和频散度与沉积物物理性质间存在不同相关程度的一元二次函数关系, 三者间表现为一致的变化规律, 但频散度与物理性质间的统计关系相关程度明显偏低。     

利用FCT方法压制弹性波数值模拟中的数值频散

在基于波动方程的有限差分数值模拟中,会不可避免地出现数值频散（也称网格发散）问题。数值频散问题通常会给数值模拟的结果造成严重影响,因此在数值模拟中,应尽量设法消除这种现象。这里在前人的基础上,在基于各向同性介质的弹性波方程的数值模拟过程中,通过引入通量校正方法来解决数值频散问题。由数值模拟结果表明,该方法可以有效地消除数值频散现象,大大改善数值模拟的结果。     

油气界面上的法向反射系数频散特征研究

地震波在地下介质传播时流体对波的传播有很大影响,利用孔隙介质中的平面波反射系数可以较好的进行描述。本次研究采用基于渐近分析理论的法向反射系数渐近方程,通过建立上层饱和含油、下层饱和含气和上层饱和含气、下层饱和含油的砂岩可渗透孔隙介质模型,开展反射系数频散特征研究,对比分析基于等效介质、孔隙介质和渐近分析三种理论在饱含油气可渗透分界面上法向反射系数频散特征,并对比分析基于孔隙介质和渐近分析理论的反射系数频散对渗透率的敏感性。研究表明:在地震频带(0～100 Hz)内,该反射系数渐近方程在上层饱和含气、下层饱和含油可渗透界面上反射系数增加15%,变化明显;当渗透率从低渗透率到高渗透率时,其反射系数增加12%,也有明显变化。从而可以用来识别上层饱和含气、下层饱和含油可渗透界面。因此,基于孔隙介质渐近分析的反射系数方法可用于研究饱含油气可渗透界面上反射系数频散特征,从而为油气识别提供了很好的理论和依据。     

地震波逆时偏移中两种成像条件应用效果对比

成像条件是实现地震波场准确成像的关键环节,而优化逆时成像条件在改善逆时成像应用效果中的作用尤为明显。为此,从零井源距和非零井源距脉冲响应出发,系统对比了常规相关法逆时成像条件和基于行波分离法逆时成像条件的逆时偏移脉冲响应波场差异,分析了逆时偏移低波数噪声的成因机理及波场规律,同时以复杂断陷理论模型和SZ工区实际三维地震资料为例,系统对比了两种逆时成像条件的成像应用效果。研究结果表明,采用基于行波分离法逆时成像条件的成像结果能够有效衰减逆时偏移低波数背景噪声,恢复掩盖在这种背景噪声之下的有效地震成像信息,地层细节刻画更加清晰,这可为当前复杂波场和复杂构造高精度地震成像提供方法指导。