Pearson 相关系数法快慢横波波场分离

横波分裂是各向异性介质的重要特征,当横波或转换波穿过各向异性介质到达地面时,地面三分量检波器的x 分量和y 分量接收到的地震记录中都会同时存在快横波和慢横波。将快横波和慢横波进行分离,进而计算介质的各向异性参数是多分量数据处理中重要的一步。将数学中的Pearson 相关系数引入到多分量地震勘探中,提出了Pearson 相关系数法进行旋转角度识别,进而分离快、慢横波波场。相比于传统的互相关法,Pearson 相关系数法从精度、抗噪性能和计算效率上都有提高。     

基于横波分裂的转换波各向异性分析技术及应用

当横波不平行也不垂直穿过裂缝时,会发生横波分裂现象。这里基于横波分裂理论,采用二维分量旋转方法进行转换波分裂分析。为了得到地层裂缝信息,提高宽方位转换波径向分量成像质量,利用宽方位转换波的径向和横向分量资料,完成了多层裂缝介质的各向异性分析。在此基础上,还完成了转换波方位各向异性校正研究。首先,利用分量旋转方法求出第一裂缝介质层的各向异性方向、快慢横波时延等参数;然后,将快、慢横波时延应用于慢波数据进行慢波时延补偿;最后,根据第一层的方位角将快波和补偿后的慢波旋转回原来的径向和横向分量方向。这样,就完成了第一裂缝层的各向异性分析,同时还得到第一层的裂缝方向、裂缝密度、补偿后的径向分量等数据。依此类推,进行以下裂缝层的各向异性分析。该转换波各向异性分析技术已应用于川西XC气田的宽方位三维三分量地震数据处理,不但得到了裂缝参数,而且还消除了宽方位转换波的方位各向异性影响,提高了转换波径向分量的成像质量。     

可控力源激发EDA介质中横波分裂现象正演模拟研究

在研究了各向异性介质中波动方程的正演模拟现状的基础上,对波动理论进行了总结,并采用FCT有限差分法对EDA介质中的波动方程进行了数值模拟,得到了EDA介质中横波分裂的波场快照,并对波场特性进行了分析。     

VTI介质中井间地震三分量数据的波场特征

用波动方程的有限差分数值解法,模拟了井间地震观测到的VTI介质中传播的波场,合成井间地震共炮点的三分量记录,对比识别了野外实际井间地震三分量观测记录上的快纵波、慢纵波、快横波和慢横波,分析了各类波的传播速度和偏振特性,为井间地震数据的波场分离、不同类型波场的成像以及纵横波和快慢波的联合解释提供依据。      

高阶旋转交错网格有限差分方法模拟TTI介质中横波分裂

笔者给出了一种能够模拟弹性波在任意各向异性介质中传播的二维三分量高阶有限差分算法.相对于常规交错网格有限差分方法,旋转交错网格有限差分方法在介质具有强差异性时能更精确地模拟地震波的传播,避免常规交错网格中因对弹性系数进行插值而带来的误差.采用高阶旋转交错网格有限差分方法模拟并分析了零偏移距横波分裂现象随裂缝介质方位角和倾角变化的响应特征.结果表明:结合完全匹配层(PML)吸收边界条件的高阶旋转交错网格有限差分方法能获得高精度的地震波场模拟数据,并且在边界具有良好的吸收效果;横波分裂现象主要受裂缝走向与波的极化方向之间的夹角影响,受裂缝倾角影响较小,且快慢横波的能量也跟裂缝走向与波极化方向间的夹角有关.具有倾斜对称轴的横向各向同性(TTI)介质倾角的变化可能会导致记录中波到达时的变化,影响快慢横波的时差.利用横波分裂的能量分布和方位各向异性特征,可以帮助检测裂缝的方位角和倾角.横波在多层TTI介质中传播时会发生多次分裂的现象.     

三维方位各向异性介质数值模拟及波场分析

采用交错网格技术将速度-应力方程中的速度对时间的导数转化为应力对空间的导数, 将弹性波动方程表示为与二阶双曲方程等价的一阶应力-速度公式, 以实现三维三分量地震波场模拟。对获得的波场快照、VSP记录图像和地面记录图像进行波场分析, 发现在波场图像中存在明显的拟P波、拟快横波和慢横波, 还出现了横波分裂、横波分裂盲区及波面三分叉等地震波在方位各向异性介质传播时产生的特殊现象。研究结果表明, 用交错网格三维模拟方法研究方位各向异性介质对方位各向异性介质中地震波传播反演能起到很强的辅助作用。     

利用煤层裂隙地震各向异性寻找煤层气气藏

煤层气是以吸附状态储集在煤层的微裂隙、裂缝中，煤层既是煤气的源岩层，也是煤层气的储集层。由于煤层裂隙的存在，将导致煤层的各向异性；根据横波分裂理论：横波通过方位各向异性介质时，横波将发生分裂现象，分裂为两个偏振方向近乎正交的横波，即传播方向平行于裂隙方向的快横波和传播方向垂直于裂隙方向的慢横波。本文介绍了煤层裂隙引起的横波分裂现象的实验室研究及实际野外试验成果。实际结果表明，利用转换横波探测煤层裂隙是可行的。本文最后给出了试验煤层裂隙发育范围和裂隙发育方向。     

裂隙介质弹性性质研究

波在介质中传播，主要是受介质的弹性性质的影响，在各向同性的岩石背景上，含有裂隙；岩石表现为各向异性，裂隙的形状不同，各向异性的性质也不同。本文在Hudson模型基础上，应用散射理论，研究了垂直定向分布的裂隙介质（EDA），水平分布的裂隙介质（PTL）、正交裂隙介质（ORA）、两组垂直斜交的裂隙介质（EDA＋EDA）等4种类型裂隙介质的弹性性质，给出弹性参数计算公式，并分析了裂隙介质与各向异性之间的内在联系。     

裂隙各向异性介质横波双折射特性研究

借助于有限元方法,对裂隙各向异性介质一雏四分量弹性波场中横波双折射的有关问题进行了研究。它们是裂隙方位与相速度,双折射与震源主频,双折射与裂隙丰度,双折射与能量分配,双折射与延迟时,双折射及其振幅谱等。这些问题对深入认识横波双折射特性,对理论和实际工作都有一定帮助。     

多分量地震勘探技术新进展

多分量地震勘探可以解除传统纵波反射法地震勘探的均匀各向同性介质弹性理论的局限性。本文介绍了利用万向调节机构，并考虑三个分量的隔离度，提高了三分量检波器的抗噪能力；利用纵波和转换渡剖面计算纵横波速度比，用转换后的纵波作模型道做转换波的剩余静校正；根据波在裂缝性介质中其振幅、速度、偏振存在的方位差异特性识别裂缝；并结合多波识别裂缝系统中是否含气。纵、横波剖面的直接对比，即可发现裂缝性储层的含气信息。利用纵、横波速度比可直接检测含气层。     

双相TI介质中弹性波交错网格高阶有限差分法数值模拟

应用双相介质波动方程,推导了双相横向各向同性介质(TI)中波动方程的有限差分格式,对双相TI介质中弹性波有限差分数值进行了模拟.结果表明,弹性波在双相TI介质中传播时,除了存在常规的快纵波(qP1)和横波以外,还存在慢纵波( qP2).并且慢纵波的速度明显小于快纵波,而且受耗散系数的影响衰减地很快,所以在实际中很难观测到慢纵波.快纵波在固相和流相中相位相同,而慢纵波在固相和流相中的相位相反.慢纵波在流相中振幅大,而在固相中的振幅较小.     

裂缝介质中不同震源横波分裂现象的数值模拟

采用TTI介质中二维三分量一阶交错网格应力-速度弹性波方程,模拟胀缩源、垂直集中力源、剪切源在垂直裂缝介质中的井间地震波场,分析了不同方位角情况下波场的传播特征,并讨论了横波分裂时的能量分配情况。结果表明:地震波从各向同性介质进入各向异性介质时会观测到快慢横波;在一定方位角的情况下,垂直裂缝介质中会得到快慢横波,这为进一步分析横波分裂特征和地震实际数据提供了依据。      

Application of Seismic Anisotropy Caused by Fissures in Coal Seams to the Detection of Coal-bed Methane Reservoirs

Coal-bed methane is accumulated in micro-fissures and cracks in coal seams. The coal seam is the source terrace and reservoir bed of the coal-bed methane (Qian et al., 1996). Anisotropy of coal seams is caused by the existence of fissures. Based on the theory of S wave splitting: an S wave will be divided into two S waves with nearly orthogonal polarization directions when passing through anisotropic media, i.e. the fast S wave with its direction of propagation parallel to that of the fissure and slow S wave with the direction of propagation perpendicular to that of the fissure.This paper gives the results of laboratory research and field test on the S wave splitting caused by coal-seam fissures: The results show that it is, feasible to detect fissures in coal seams by applying the converted S wave and finally gives the development zone and development direction of these fissures.     

不同煤岩介质模型的波场特征研究

准确和形象地分析煤矿微地震波在不同介质中的传播规律,能够为煤矿主动地震勘探以及反演煤矿不同区域内部介质结构提供有效的理论依据。基于二维介质模型,以煤矿典型的煤、岩单一均匀介质模型、煤岩组合多层介质模型、含断层煤岩介质模型以及含水煤岩双相介质模型为例,利用高阶有限差分法对不同煤岩介质进行了波场模拟,分析不同介质的波场特征。研究结果表明,高阶有限差分法可以准确、形象地得到煤岩不同介质条件下的纵横波的波场特征;不同介质模型的波场特征各不相同,在多层煤岩介质中不同介质的分界面会发生纵横波的反射、透射和转换,产生透射波、透射转换波、反射波和反射转换波;在含断层煤岩介质中断层处不仅可以产生透射波、透射转换波、反射波和反射转换波,还可以发生绕射产生绕射波;在含水煤岩双相介质中不仅有快纵波和横波,也会产生慢纵波。不同时刻的波场快照可以进一步形象地描述波场动态特征,都为矿山微震波场分析打下了理论基础。     

二维小波变换与中值滤波联合去噪方法研究

由于随机噪声是一种频带较宽的干扰波,因此依靠单一的去噪处理方式往往难以获得清晰反映目标体的地震信息。小波变换能够较好的去除高斯噪声,保留有效波中、高频成分,提高记录的信噪比,但去除脉冲噪声的效果却并不理想;中值滤波具有良好的边缘保持特性,虽低频去噪声效果有限,但去除脉冲噪声效果明显。因此可利用二维小波变换与中值滤波优势互补的方法,进行叠前去噪处理,达到去除宽频随机噪声的目的。首先运用二维小波变换的理论,采用自适应门限阀值方法进行去噪,同时结合中值滤波方法联合去噪。模型与实际数据的应用效果表明,联合去噪方法可有效压制噪声能量、保留高频有效信号、提高地震记录信噪比与分辨率。     

Heterogeneous modelling behaviour at an interface in porous media

The fluid flow induced by an incident wave at a discontinuity separating two porous media is governed by the hydraulic permeabilities of both media and that of the interface. In the context of Biot’s theory, we derive the time-harmonic Green’s function for the two half-space problem allowing incident fast and slow dilatational waves to assess the heterogeneous modelling behaviour for diverse hydraulic conditions. It is found that when at least one of the media is permeated with inviscid fluids, heterogeneous modelling simulates open boundary conditions. On the other hand, when the model is saturated with viscous fluids, the modelling reproduces restrained fluid flow whose values correspond to sealed pore interface conditions, in agreement with the theoretical results. Therefore the numerical technique models correctly the wave diffusion and propagation phenomena attendant at the boundary.