浅海海底表层速度建模技术及其应用研究

浅海海底起伏和速度变化对OBC资料成像质量产生较大影响。建立浅海海底表层速度模型不仅能够解决OBC资料的静校正问题,也可用于海底反射系数计算、双检资料合并、多次波压制等,但是,目前针对浅海海底表层速度建模的研究还不多。文中提出了针对浅海地区OBC资料的海底表层速度建模的三维初至走时反演技术,主要包括:(1)震源位置校正技术。根据地震波在海水中传播特征,把在海水中激发的震源位置校正至海底,使震源和接收点都位于海底,利于初至走时反演计算;(2)快速三维初至走时反演方法。利用回折波走时和射线方程,形成了高效率初至走时反演方法。将该技术应用于胜利油田莱州湾浅海区海底OBC资料的处理中,建立了三维海底表层速度模型,用此速度模型进行静校正,取得了良好的应用效果。     

TST技术在岩溶地区隧道超前预报中的应用

顶效隧道位于岩溶发育地区,地质构造复杂,岩体破碎,对超前预报技术的要求高,风险较大。目前国内外应用的隧道超前预报技术多数都存在着技术缺陷,不能区分不同方向的地震回波,不能准确地确定掌子面前方围岩的波速,不能正确地进行纵横波分离等问题,影响到预报的可靠性和准确性。为了确保施工安全,减少和避免地质灾害发生,顶效隧道超前预报中采用了TST技术。应用结果表明,TST技术采用空间阵列系统和速度扫描技术有效地解决了掌子面前方围岩速度分布问题,提高了构造定位精度;应用二维方向滤波技术有效地消除了上下、左右的侧向回波和面波干扰,成功提取了前方回波用于超前预报,避免了虚报误报,解决了复杂地质条件下的超前预报问题。     

转换点位置对转换波速度分析精度的影响

在多波地震勘探中,转换点位置的求取精度直接影响共转换点道集的抽取,进而影响转换波速度分析的精度。利用DSR方程,对比了用不同的转换点计算方法进行转换波速度分析,分析其计算精度。     

Applicability of artificial neural networks for obtaining velocity models from synthetic seismic data

Seismic velocity analysis is a crucial part of seismic data processing and interpretation which has been practiced using different methods. In contrast to time consuming and complicated numerical methods, artificial neural networks (ANNs) are found to be of potential applicability. ANN ability to establish a relationship between an input and output space is considered to be appropriate for mapping seismic velocity corresponding to travel times picked from seismograms. Accordingly a preliminary attempt is made to evaluate the applicability of ANNs to determine velocity and dips of dipping layered earth models corresponding to travel time data. The study is based on synthetic data generated using inverse modeling approach for three earth models. The models include a three-layer structure with same dips and same directions, a three-layer model with different dips and same directions, as well as a two-layer model with different dips and directions. An ANN structure is designed in three layers, namely, input, output, and hidden ones. The training and testing process of the ANN is successfully accomplished using the synthetic data. The evaluation of the applicability of the trained ANN to unknown data sets indicates that the ANN can satisfactorily compute velocity and dips corresponding to travel times. The error intervals between the desired and calculated velocity and dips are shown to be acceptably small in all cases. The applicability of the trained ANN in extrapolating is also evaluated using a number of data outside of the range already known to ANN. The results indicate that the trained ANN acceptably approximates the velocity and dips. Furthermore, the trained ANN is also evaluated in terms of capability of handling deficiency in input data where acceptable results were also achieved in velocity and dip calculations. Generally, this study shows that velocity analysis using ANNs can promisingly tackle the challenge of retrieving an initial velocity model from the travel time hyperbolas of seismic data.     

碳酸盐岩喀斯特溶洞和裂缝系统的地震模拟与预测

提出了有助于确定碳酸盐岩裂缝带和喀斯特溶洞系统空间分布的地震正演模拟和预测方法。地震正演方法包含两个关键步骤，一是利用弹性波动方程计算含缝洞介质的有效弹性参数，另一步骤是根据有效弹性参数构成的等效地质模型，用单程声学波动方程进行波场延拓。数值模拟和实际地震数据的例子说明，将地震正演剖面与地震偏移剖面相结合进行对比分析有可能识别和预测碳酸盐岩地层中的缝洞发育带。     

南极和北极地区在全球变化中的作用研究

多次波问题是海洋地震勘探中最突出的问题之一 ,如何有效地压制多次波是解决问题的关键。多次波数据处理的压制方法和技术分为运动学的滤波方法和动力学的波动方程方法两大类。波动方程方法由于几乎不需要先验信息和具有较好的压制效果 ,已经成为多次波压制方法和技术发展的主要趋势。文章首先对波动方程方法进行了较全面的综述 ;然后 ,对波动方程方法中的反馈迭代反演方法做了深入的讨论 ;最后 ,通过理论模型的正反演计算 ,验证了运用波动方程反馈迭代反演法不需要知道震源函数、地下岩层结构和岩性等先验信息。此方法适用于压制多种类型的多次波 ,具有优异的振幅保真性等独特的优点。     

基于Wyllie平均方程的煤系岩溶陷落带富水性预测

在岩溶陷落带孔隙发育,原来坚硬致密的岩石改变了性质,造成岩石密度、波速、电阻率等物性参数发生变化,这些物性异常引起地震波波场改变,从而导致地震波特征参数如时间、反射系数、波阻抗等的变化。利用Wyllie时间平均方程可以建立充水岩体的地震波速度和孔隙度之间的关系。根据密度平均方程建立充水岩体密度和孔隙度之间的关系,进而建立波阻抗和孔隙度之间的关系。因为岩溶陷落带孔隙发育情况和导通性决定了其是否能成为导水通道,利用波阻抗属性可预测岩溶陷落带孔隙度发育情况,这可为判断富水性提供重要参考依据。      

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。     

Amplitude Variation with Offset Responses Modeling Study of Walkaway Vertical Seismic Profile Data at CO2 Geological Storage Site, Ketzin, Germany

An important component of any CO2 sequestration project is seismic monitoring for tracking changes in subsurface physical properties, such as velocity and density. Different reservoirs have different amplitude variation with offset (AVO) responses, which can define underground conditions. In the present paper we investigate walkaway vertical seismic profile (VSP) AVO response to CO2 injection at the Ketzin site, the first European onshore CO2 sequestration pilot study dealing with research on geological storage of CO2. First, we performed rock physics analysis to evaluate the effect of injected CO2 on seismic velocity using the Biot-Gassmann equation. On the basis of this model, the seismic response for different CO2 injection saturation was studied using ray tracing modeling. We then created synthetic walkaway VSP data, which we then processed. In contrast, synthetic seismic traces were created from borehole data. Finally, we found that the amplitude of CO2 injected sand layer with different gas saturations were increased with the offset when compared with the original brine target layer. This is the typical class III AVO anomaly for gas sand layer. The AVO responses matched the synthetic seismic traces very well. Therefore, walkaway VSP AVO response can monitor CO2 distribution in the Ketzin area.     

波动方程角度域共成像道集

针对基于波场深度递推的波动方程叠前深度偏移成像方法难以准确地给出如Kirchhoff积分叠前深度偏移成像方法的偏移距域共成像道集的不足,在分析研究现有的各种波动方程偏移成像共成像道集方法的基础上,利用波场外推的单平方根算子和波场的窗口Fourier框架展开与重构方法,提出一种局部角度域共成像道集方法——成像点处反射角共成像道集方法.把这种角度域共成像道集方法应用于国际标准的Marmousi模型数据和一条实际二维地震数据都取得了理想的结果.提出的波动方程反射角度域共成像道集方法可为进一步的叠前偏移数据振幅随角度变化分析和偏移速度分析工作提供基础.     

复杂地质构造波动方程数值模拟

利用全声波方程进行地震波场的数值模拟，虽然可以计算全声波波场值，但是也常常会出现层间多次波，给资料解释造成一定的困难。作者在本文中根据无反射声波方程，采用有限差分数值解法，实现了自激自收时间剖面的制作，避免了层间多次波的产生。本方法不但允许速度有纵向变化，而且允许速度有横向变化，这使得模拟复杂地质构造的地震响应成为可能。实际计算结果表明，该方法是一种行之有效的自激自收时间剖面的计算机数值模拟方法。     

地震波场叠前零偏移距化算法研究

在能源地震勘探中,为了更好地实现叠前倾斜地层的时差校正,提高速度分析和叠加的精度,提出了一种快速实现叠前部分偏移的算法,即零偏移距化（MZO）算法。该算法应用波场外推的技术及波动方程偏移的有限差分算法,可在共偏移道集上实现,对于3D资料须应用同方位角共偏移距道集。经实际资料测试,其计算速度比同类的DMO方法快一倍,且处理效果相当。      

Research on Effect of SMA Damper in Passive Control

In this article, mechanics model of SMA center tension from damper is developed. According to the theory of Brinson constitutive model and thermodynamics first law, damper thermodynamics non-linear equation has been developed. Dynamics non-linear equation of frame structure under operation of SMA damper and its solution have been worked out; the software of seismic response analysis for frame structure and of damper characteristic analysis have been compiled with MATLAB software, andthe examples have been computed with it. The result indicates that SMA damper has obvious damp characteristics and it can provide with obvious restraint effect for seismic response of frame structure. Decreasing rate of displacement and velocity on top of frame structure reaches 50％-60％. The result is in accordance with other pundits experimentation results, which indicates that the above methods are correct and useful.     

综合成岩作用和孔隙形状的岩石物理模型及其应用

横波速度对于地震模拟、AVO分析以及流体识别具有重要意义,实际测井数据中横波速度信息缺乏,因此横波速度预测已经成为岩石物理研究的一个焦点。综合Xu-White模型以及Pride模型,提出了一种新的用于计算干岩石模量的岩石物理模型。该模型综合考虑了孔隙形状和成岩作用对干岩石体积模量、剪切模量的影响,因此该模型更加合理并具有更高的精度。同时联合Gassmann理论,建立了饱和流体岩石的纵波、横波速度计算模型。将该模型成功地应用于实验室测量数据和实际测井数据的横波速度预测中,预测结果表明,基于本文提出的岩石物理模型的横波速度预测方法是行之有效的。     

海底天然气水合物的饱和度预测技术

海底天然气水合物的储量主要取决于水合物的分布面积、水合物稳定带的厚度、沉积层的孔隙度及水合物的饱和度 (或充填率 )等 ,其中水合物在沉积物孔隙中的饱和度对其储量的估计具有重要意义。目前很难通过原地直接测量来获得这种饱和度数据 ,一般根据地球化学或地球物理方法取得。水合物饱和度预测技术主要有 :利用岩心孔隙水氯离子浓度、地球物理测井、地震波速度等间接手段。每一种技术都不是完善的 ,而海底含水合物的沉积物又是一个复杂的系统 ,在预测中应根据实际情况选择比较合适的方法 ,并尽量选择一种以上的方法或模型作多方法校正     

岩石物理建模技术在致密砂岩储层预测中的应用——以鄂尔多斯盆地北部H区块为例

岩石物理建模是叠前反演前重要的基础工作。以致密砂岩储层为目标,剖析了岩石物理建模涉及的主要过程。将测井评价与岩石物理建模视为迭代过程,测井评价提供岩石物理建模的输入数据,岩石物理建模控制测井评价参数的质量。在测井参数具有较高质量的情况下,优选岩石物理建模方法,优化关键参数,较为准确地预测了横波速度等弹性参数,为叠前弹性参数反演提供了可靠的基础数据。利用岩石物理解释模板对叠前反演纵横波速度体进行了解释,提高了致密砂岩气层的识别精度,在鄂尔多斯盆地取得了较好的应用效果。     

基于水合物指示因子的地震识别方法

速度是水合物勘查的重要参数,但是速度的影响因素众多,给高精度识别水合物带来一定困难.水合物储层岩石物理是研究多种因素对速度影响的有效手段之一.考虑到水合物储层未固结等特征,本文采用SCA-DEM模型,重点对比了孔隙度、饱和度等对纵横波速度以及AVO特征的影响,并构建了一种新的水合物指示因子,消除了由于孔隙变化带来的假异...     

Discrimination of pore fluid and lithology of a well in X Field,Niger Delta,Nigeria

Quantitative rock physics analyses were used to determine the lithology and pore fluid of a reservoir in the Niger Delta. Inaccurate prediction of lithology and pore fluid results in the inaccurate determination of other petrophysical properties and parameters such as porosity, permeability, and net pay. This research is to predict lithology and pore fluid using rock physics analysis. However, reservoir zones were also predicted. Density, compressional wave velocity, and shear wave velocity logs were used as input to calculate elastic parameters such as velocity ratio, Poisson’s ratio, and bulk modulus. The calculated velocity ratio log was used to differentiate between sand and shale. Poisson’s ratio and velocity ratio using Goodway interpretation template were carried out and used to delineate pore fluid content, gas sand, oil sand, and sandstone formation from crossplot analysis.     

粘弹性波动方程的系数反演

波动方程的系数反演是一种用于识别地下介质物理力学参数的重要方法。过去这方面的研究一般都建立在弹性模型的基础上,本文则提出了粘弹性反演模型,这种模型更能真实地反映波在地下传播的实际情形。在粘弹性反演模型的基础上,我们还提出了一整套行之有效的数值反演方法,并在频域中完成了反演计算。最后的数值计算结果是令人满意的,证明了本文的模型和方法的合理性。     

利用Munk公式和海底反射走时反演深海水体速度:理论

为解决深海水体速度建模问题，建立了两个利用Munk公式和海底反射走时反演深海水体速度的反演理论，一个是射线走时反演理论，另一个是波动方程走时反演理论。具体地讲，是建立了地震波走时关于Munk参数的Fréchet导数和海森矩阵公式。为得到射线走时的Fréchet导数和海森矩阵，利用了3种不同的方法，即变分法、微扰法和Taylor级数展开法。这3种方法在理论上完全等价，其最终结果也完全相同。为得到波动方程走时反演理论中的Fréchet导数和海森矩阵，利用复合函数求导的链式法则对文献中的有关结果进行变换，以将其从面向速度本身的Fréchet导数和海森矩阵变换为面向Munk参数的Fréchet导数和海森矩阵。此外，还提出了实现利用Munk公式和海底反射走时构建深海水体声速剖面的5个策略，包括利用解析公式计算海底反射走时的由下至上的射线追踪策略，选用最简单的海底边界条件把数值模拟区域限定为水体的策略，用已知的深海声道轴深度和交替反演策略将四参数反演问题转简化为单参数反演问题的策略，由点到面，利用一维声速剖面公式实现深海水体的维速度建模的策略，以及用最简单的算法实现走时反演的最优化计算策略等。与常规走时反演相比，利用Munk公式进行的海底反射走时反演最多只需要反演4个参数，并可利用交替反演将四参数反演化为单参数反演，大大地减少了走时反演的计算量。