高密度和常规观测系统的河道成像效果分析

煤矿顶板砂岩水害严重影响着煤矿安全生产,河道砂体的有效识别对煤矿防治水具有重要的意义。基于地震数据识别河道是有效途径之一,但河道砂不是煤矿勘探的目的层,研究程度低,并且在地震数据成像中河道是一种线状、孤立的地质异常体,常被忽略,因此,在煤炭地震勘探中该项技术不够成熟。以淮北地区某矿的高密度地震数据在含煤地层上覆新近系中发现的河道为基础,在抽取8条线变换为常规观测系统后,以不同偏移距和方位角等观测系统参数为对象,对常规观测系统和高密度观测系统在剖面和平面图中的河道成像质量进行讨论。结果表明:0.8倍河道埋深的最大偏移距和全方位方位角情况下对河道成像较为有利,高密度较常规观测系统对河道成像较好,特别是振幅类属性上具有一定优势。      

三维照明分析优化莺歌海盆地DF区海上三维地震采集观测系统

影响海上地震资料品质的关键因素之一就是面向地质目标的地震资料采集观测系统的合理性,目标模型的射线追踪成像能量照明分析是评价观测系统合理性的主要方法。针对莺歌海盆地DF区地质模型,采用三维射线照明技术,快速准确地获得不同观测系统、不同地震船航行方向、不同炮线距、不同激发源数以及不同排列长度下的目标体反射能量分布特征,通过对比优选出了适用工区的面向目标的三维地震采集观测系统。同时指出减少主测线(inline)线距、增加联络测线(crossline)方向的覆盖次数,可明显提高目标靶区的地震资料采集品质。     

五维规则化技术在溱潼断阶带地震资料处理中的应用

溱潼断阶带地区为多期次三维地震采集的拼接区,不同期次的三维观测系统参数差异大,采集面元大小、覆盖次数、偏移距、方位角等属性不同,统一面元处理导致部分地区出现空面元;地表条件复杂,导致实际炮检点偏离设计点位,观测系统采样点不均匀,不能满足叠前偏移对地震采集信息规则分布的要求,造成地震数据偏移中出现假频、画弧等问题。从实际应用角度分析了基于匹配追踪傅里叶变换的叠前五维数据规则化技术在溱潼断阶带这一观测系统严重不规则区域的适用性,五维规则化技术较好地解决了区内因野外采集观测系统差异造成的地震属性不规则问题,提升了地震资料的信噪比及成像质量。     

1-Norm/2-Norm约束及小波多尺度2D体波走时成像

在对浅地表复杂地下介质层析成像时,由于观测系统局限性及方法本身对特定岩石地球物理属性的不敏感性等因素,造成地球物理反演存在多解性。在地震走时成像中,地震射线数量在低速区域分布较少形成阴影区,造成其对低速区域成像分辨率较低。同时因为观测数据包含干扰信息以及不同反演方法的局限性等因素造成反演结果包含次生假异常。这里主要研究了空间域的L1-norm、L2-norm约束反演及小波域小波系数稀疏约束反演,对比不同反演方式及约束条件对地质模型的分辨能力。通过测试孤立异常模型、层状地层模型、倾斜地层模型,得出三种不同反演方式分别具有对不同特定模型的分辨特性。在实际资料成像中,可以通过使用多种反演方式,对比反演结果合理性以期达到更准确的地质构造解释。     

基于实际数据地震属性的观测系统评价方法

目前的观测系统优化设计方法主要以理论的CMP面元属性分析为主,按照炮检距、覆盖次数、方位角等的分布均匀性进行分析,以CRP面元属性分析、地震照明分析、叠前分析作为辅助性分析手段,但这些方法无法对复杂构造区不同类型观测系统的实际地震资料成像能力进行分析.基于此,这里提出了基于实际地震数据驱动的观测系统评价方法:首先从工区...     

超声、磁共振和核医学成像的发展现状和趋势

超声、磁共振和核医学成像是独立于X射线成像以外的三种医学影像技术。高档超声成像设备已经进入了采用数字多声道技术来提高成像的分辨率和实时性的时代，新兴的磁共振成像技术通过对磁场和表面线圈的改进、创新，其成像分辨率和实时性已经可以和X射线CT－比高下，而对核医学来说传统的γ照相机正在让位给发射型计算机体层CT（SPECT）和正电子发射型CT（PET）。     

地震CT反演方法在井下起伏厚煤层中的应用

对于煤层底板起伏较大的综采工作面,常规的二维射线追踪及反演方法会导致矿井地震CT解释结果出现较大偏差。以大同某矿井为例,针对起伏厚煤层,采用精细定位、改进观测系统和三维空间射线追踪的方法进行地震CT反演,以解释该矿井1408工作面的构造煤赋存范围与断层。依据巷道揭露地质特征,1408工作面3个P波低速异常区解释为构造煤发育区及陷落柱,圈定的范围得到矿方验证。     

观测系统类型及参数对采空区探测的影响

常规煤田三维地震勘探观测系统设计时着重于节约采集成本,提高施工效率,往往使用窄方位半束线横向滚动的观测方式,但是对于需精细勘探、采空区发育不规则的矿区,窄方位观测系统对勘探效果的影响还有待分析。笔者采用三维射线追踪算法对采空区进行了正演数值模拟分析,并对不同观测系统在采集脚印、方位角分布、目标采空区的照明度等观测效果进行了深入对比。六种观测系统、九种属性分析结果表明,宽方位45°斜交式观测系统在五个方面都具有较强优势,对采空区地质目标的异常响应最好。     

智能化桩基超声波CT检测系统研究

提出智能化桩基超声波CT检测系统是超声波检测技术发展的方向。它主要通过跨孔扇形检测得到数据,CT智能反演成像得到图像,分析得到缺陷情况。这里系统地介绍了智能化桩基超声波CT检测系统的形成、理论基础、关键技术和应用情况, 引入了模拟退火反演的理论,分析了两者的相互关系。经工程实例验证,超声成像技术能较好地反映桩体内部缺陷情况,包括大小、严重程度,且结果直观。     

基于模型的地震采集参数分析及应用研究

作者在文中论述了利用已有地震资料解释成果，根据地质任务建立二维地质模型，在此基础上进行射线追踪模拟出单炮地震记录和自激自发射面，进而提出了一套对观测手系统的最大炮检距，首间距等参数进行论证的一些实用方法，所得结果验证了资料处理和解释的正确性和观测系统设计的合理性。     

虚拟震源方法用于探测地下陡倾角地质构造

当常规地震勘探数据处理方法不能对地下存在的陡倾角地质构造获得满意的成像效果时,应用虚拟震源方法将垂直地震剖面( VSP,vertical seismic profile) 数据重构成单井剖面( SWP,single well profile) 数据,可以使得观测系统重构到更接近于井附近目标体的位置,震源和检波器都位于复杂的覆盖之下并避免井和地表之间未知速度信息的影响,从而获得对地下地质构造更好的成像分辨率。尤其是当地下存在诸如断层这样的陡倾角地质构造时,虚拟震源方法可以对目标体产生很好的成像效果。本文进行了声波数据和弹性波数据的模拟实验,将模型中的陡构造设置为断层,测试虚拟震源方法用于探测地下陡倾角地质构造的能力,对声波和弹性波介质都获得了满意的成像结果; 在应用稀疏观测系统进行测量时,仍然可以得到较好的成像效果。     

孔—巷联合随采地震相关时差层析成像

煤矿井下回采工作面随采地震技术将采煤机作为震源,实现了动态精准、绿色智能探测的技术构想,可用于工作面内部静态地质异常体与开采动力地质灾害的超前探测。针对常规随采地震观测系统存在的成像盲区问题,提出孔–巷联合的随采地震观测系统设计方案,有效提高成像范围;基于地震干涉原理,采用频率域相关算法,对随采地震信号进行脉冲化处理,获得随采地震等效炮集;为解决随采地震CT层析成像中绝对走时难以获取的问题,提出直接利用相关时差进行CT层析成像的方法,求解过程中无需计算发震时刻,降低对初始速度的依赖。理论模型和实际资料测试结果表明:孔–巷联合观测系统有效扩大了成像范围;基于相关时差的随采地震层析成像方法可以对工作面内部进行速度成像,实现对静态地质异常体的探测;利用随采地震连续监测、动态成像的特点,还可实现对工作面内由于采动引起的应力集中区的实时动态监测,对工作面安全监测更有意义。      

正演模型在复杂地区观测系统设计中的应用

在复杂地区进行煤田地震勘探,受低速带变化剧烈、倾角大及构造复杂等因素影响,依靠经验设计的观测系统往往存在较大缺陷。利用Klseis软件,根据预先了解的目的层埋藏深度及构造发育情况,建立初始正演模型,设置相关参数,并通过观察不同参数下的射线分布情况及模拟时间剖面,直观地判断模型最佳设置,为观测系统设计提供依据。通过对大倾角目的层及新生界厚度变化剧烈的二维模型进行射线追踪模拟,发现大倾角地层的有效信号,若道距较大,其远端易受直达波干扰;新生界厚度变化剧烈的地震有效波,则存在远炮点严重干扰现象。     

地质材料结构与功能射线成像方法与技术

地质材料结构与功能射线成像是采用射线对地球自然物质进行结构与功能成像,是研究地质材料物质组分、结构、特性与功能的重要手段,是认知地质现象、过程与动因的重要途径。在分析射线成像方法的基础上,分别梳理地质材料表面结构成像、三维结构成像与原位结构成像方法技术及适用条件,提出了地质材料功能成像方法与技术,并指出了地质材料结构与功能射线成像适用条件与发展趋势:（1）可见光、红外射线束和电子束射线等可实现地质材料表面的高精度成像;（2）X射线、γ射线和中子射线能量较高,可穿透地质材料实现三维成像;（3）地质材料的颗粒、矿物与基质等三维内部结构的静态成像研究已经比较成熟;地质材料原位（温度、应力和空隙压力等物理场）条件下的结构进行成像,是近年来地质材料结构成像的发展趋势;对地质材料的生成富集、储集、渗流等功能及过程进行射线成像是未来地质资源能源开发的重大需求,目前仍处于初步探索阶段。     

槽波地震勘探在煤矿大型工作面的应用

以陕北某煤矿大型工作面槽波地震工程为例,开展了超大型工作面内断层的槽波地震探测技术研究。槽波探测采用全排列接收,最大限度地保障了槽波信息的获得。根据得到的槽波记录数据以及CT成像结果,解释了工作面内断层的发育情况,与后期巷道揭露情况基本吻合。槽波地震勘探在大型工作面的成功应用,可为矿井实现盘区勘探提供技术支持。      

基于近道叠加的观测系统检查技术研究与应用

地震数据观测系统是野外仪器班报组在野外采集过程中记录的,室内资料处理人员在得到地震资料后,首先就要对野外采集来的地震数据加上对应的观测系统,一般包括炮点和检波点的坐标、炮号及道号,当出现记录上的失误时,对室内资料处理人员的工作将会造成非常大的困扰。本研究提出了一种野外炮记录进行近道叠加来检验观测系统正确与否的方法,可以快速有效地检查出野外记录的仪器班报中出现的错误,是一种非常有效对观测系统进行校正的方法。     

地震数据炮域规则化方法研究及应用

叠前深度逆时偏移成像技术是目前处理复杂高陡构造成像的有效方法之一,作为一种高精度的炮域波动方程偏移方法,需要规则采集的高质量炮集数据作为输入。受复杂地质条件的限制,实际采集到的地震数据在空间方向往往是稀疏不规则采样的,存在严重的空间假频和噪声干扰,不满足炮域偏移算法对数据的要求。为了提高逆时偏移成像精度,笔者开展了叠前地震数据炮域规则化方法研究,依据偏移距和方位角将炮集数据分选为OVT(offset vector tile)道集,在OVT域进行地震数据全波数带的迭代加权反假频插值,再基于几何观测系统中炮检点坐标映射关系,从OVT域插值结果中提取规则化后的炮集数据并应用于逆时偏移成像。实际资料的应用结果表明对地震数据进行叠前炮域规则化处理可以有效提高逆时偏移的成像精度。     

利用重力和面波联合反演确定四川地区三维岩石圈速度结构

基于不同地球物理数据对地下结构不同的敏感性和数据分布,联合地球物理反演可以减少反演的非唯一性和提高反演模型的可靠性。在研究中,利用噪声成像得到的地震面波相速度,并结合当地的布格重力异常数据对四川地区的岩石圈速度结构进行了联合成像研究。地震面波频散数据主要对地下岩石的横波速度敏感,而重力数据对地下介质的岩石密度有很好的约束性,为了将两种数据归并统一到同一个联合反演系统中,利用了地震波速度和岩石密度之间的经验关系。基于面波和重力联合反演成像算法,得到了四川地区岩石圈的三维横波速度模型。该模型不仅与地表已观测到的地质特征有较好的吻合性,而且能够比较好地拟合面波数据和重力数据,新的模型对于研究四川地区的地震灾害有着重要的参考意义。     

叠前反演技术在公山庙高密度三维区块致密砂岩储层预测及抽稀试验中的应用

针对公山庙高密度三维区块沙溪庙组储层与围岩阻抗差异小及高密度采集成本与勘探效果难以平衡的问题,本文首先利用基于Xu-White模型的横波预测、近中远道精细储层标定和岩石物理模板的建立等叠前反演关键技术,进而通过叠前同时反演对工区内具有潜力的3号大型规模河道进行定量预测,以此指导井位部署。其次,较小的地层倾角及较小的的地震速度变化为抽稀地震成像成果数据指导地震采集设计提供了可能性,因此依据面元和覆盖次数设计了抽稀后的3种不同观测系统。然后为使各套数据没有时差,抽稀后的观测系统采用高密度数据的约束层析静校正量,其余处理参数参照高密度处理流程进行调整,并分析不同观测系统情况下对地震资料品质的影响。最后结合不同的观测系统设计对应的反演流程,分别从纵向分辨率与横向分辨率对各个观测系统识别不同规模河道的能力进行评价,综合考虑有效性和经济型,依次优选出一套与高密度数据识别效果相当的观测系统。本次研究的抽稀试验期望从叠前反演的角度为该地区最佳观测系统论证提供技术支撑。     

井间地震高斯射线束正演方法

本文根据高斯射线束方法的基本原理和数学表达式，结合井间地震方法的特殊观测方式，开发了井间地震方法的正演模块，给出了不同观测条件下各种模型的试验结果。该模块在二维非均匀各向同性介质中，可以同时或单独计算直达Ｐ波、Ｓ波，上行反射Ｐ波、Ｓ波和转换波，下行反射Ｐ波、Ｓ波及转换波。计算出的地震波场不仅能反映波的运动学特性，还能反映波的高频动力学特征，是发展井间地震技术的重要工具