面向目标的小束源照明和成像

结合小束源和Fourier传播子,应用Fourier传播子进行面向目标的小束源照明和成像.小束源的合成通过小波束变换中的小束函数获得,而Fourier传播子进行波场外推,完成小束源的波传播.小束源具有空间位置和方向的双局部特性,对于照明和成像,它更加灵活,并有更多的控制方法.通过照明分析,选择面向目标的有效照明小束源,进行部分小束源偏移,可以提供更好的成像质量和计算效率.作为数值试验,我们选用Fourier有限差分传播子,对 Marmousi模型和二维SEG-EAGE盐丘模型的数据,试验了小束源对目标结构的方向照明和成像.获得的结果表明,结合小束源和Fourier传播子进行面向目标的照明和成像是切实有效的.     

地震体波成像中的几个问题

本文在论述地震体波成像中速度模型间断面的引入,体波多震相的利用等优越性的同时,利用研究区之处,能改善或分辨地球内部更深处的远震资料,得到研究区平均相对走时残差的分布。结果表明：１．采用相对走时残差消除了模型区域外的地球模型的影响,从而使 远震理论走时计算中,球状分层各向同性参考地球模型的选取是不重要的;２．平均相对走时残差的分布与研究区内构造分区相关;３．研究区中地球形状的椭率对反演结果影响很小。     

地震勘探成像与小波

本文基于地震勘探的（声波）波动方程，提出利用小波算子进行地下介质成像的新方法。该方法与Ｂｌｅｉｓｔｅｉ－Ｃｏｈｅｎ反射函数法（１）－（３）相比具有以下两个优点：①抗观测数据中噪声干扰的能力强。②能对观测数据中带限的影响进行分析。     

带阻尼的一维地震反射波成像

本文是文献［８］的继续，文中提出了地震勘探的带阻尼波动方程反演的新方法，应用此反演算法可以通过微机识别地层的波阻抗，这里把地层分成１００层，地震数据含有１０％的误差，且反演计算时间仅仅是正演计算时间的三倍．文献［１］－［４］的计算方法是基于波动方程的混合问题，而文献［８］所提出的反演算法是基于波动方程的哥西问题，许多例子充分说明后者更有效．     

构造成像中一类双曲型方程不适定问题的数值解法（Ⅰ）：基本问题与逼近…

研究了地球物理构造成像中一类双曲方程不适定问题的数值求解方法，讨论了这类基本问题的不适定性，提出了数值求解方面的逼近问题，给出了讨论问题的基本空间，论证了基本空间为Ｈｉｂｅｒｔ空间及基本空间上关于连续映射与收敛性方面的若干结果，从而为讨论逼近问题的适定性与收敛性奠定了基础．     

基于逆时成像的井中观测微地震定位精度分析

微地震定位是非常规和低渗透油气勘探开发和地下工程安全监测的关键环节,其准确性是实现油气储层实时刻画和工程灾害监测预警的重要基础.由于微地震信号具有能量弱、频率高、信噪比低的特点,微地震定位精度易受到采集观测系统布设位置的影响,尤其在井下受限空间与高温高压环境中.基于此,本文提出了一种基于逆时成像的井下微地震采集定位精度分析方法,能定量预测实际采集观测系统布设方案在水平和深度方向上的定位偏差和不确定性.区别于传统定位精度分析方法,该方法基于波形而非走时,适用于复杂非均匀介质,同时考虑了信噪比和震源机制对定位精度的影响.均匀和非均匀介质下的实例应用结果均表明,该方法能有效评价微地震采集方案的预期定位精度,进而反馈采集参数设计,从数据采集的源头改善复杂介质条件下的微地震定位效果.

     

基于低频信息补偿的数据驱动Marchenko成像

基于常规地震干涉法和地震超越干涉法,提出了SI和BSI的结合方法SIBSI,即在SI被动源低频信息提取的基础上,重构主动源BSI地震数据,并利用BSI进行格林函数重构和面向目标的Marchenko成像.研究了基于频率优势的主动源低频重构方法,在完整保留了主动源信号高频信息的基础上,有效重构了低频信息,拓宽了地震数据的频带范围.讨论了含有自由表面多次波的地震数据在Marchenko成像中应用的方法.设计了一个含有高阻抗地层的模型,在该模型上使用SI低频信息重构BSI主动源地震数据,最后与纯主动源地震数据的格林函数重构和Marchenko成像进行了对比,证明了本文所提出方法的有效性、抗噪性以及在提高成像效果中的优势.

     

面炮成像、控制照明与AVA道集

基于波场延拓的叠前深度偏移是实现复杂构造地质体成像的最可靠方法,但存在着计算量大、对观测系统适应性差等缺点.面炮偏移是波动方程实现精确叠前成像的另一类方法,具有较高的计算效率,不存在偏移孔径问题,而且可以通过控制照明方法,解决平面波在目标区域的能量补偿问题.本文采用面炮成像技术进行叠前深度偏移,通过对面炮震源下行波场的质量控制和优选射线个数和范围,以达到最佳的成像效果.采用控制照明技术,较大地提高了目标地层的成像精度.与此同时,得到振幅随入射角变化(AVA)道集,有利于叠前振幅解释和储层岩性预测.数据实验表明面炮成像技术是一种快速有效的方法,其成像精度与单平方根算子的共炮点道集偏移和双平方根算子的共中心点道集偏移相当,但在计算速度上要快得多,而且易于并行计算.     

三维地震勘探数据的剩余静校正方法研究与软件实现

剩余静校正的目的是消除地震道中由近地表因素造成的静态剩余时差的影响,通常以时差的四因子分解模型为基础建立剩余静校正方程组,并采用迭代求解方法获得剩余静校正量。但实际上,由于地层的倾斜,时差中还应包含横向和纵向倾角项,因此本文首先对剩余校正的理论模型进行了改进,提出了以扩展面元为计算单元的时差分解六因子模型。又由于地层的走向具有局部线性性,因此剩余动校正项,横向及纵向倾角项系数仅在一些给定的面元上计     

井-地观测系统（3D+VSP）和基于模型的处理技术有关问题的讨论

对了解地下构造和描绘地下油气分布来说,用地面地震勘探技术可以分辩15～30 m的地层.低分辨率和缺乏详细的速度信息会降低地面地震勘探的效果,在研究更薄细的油气储层和研究已研究过的老区时,我们要采用一些更先进的勘探技术,对储层进行更精确的预测和描绘.本文分析了 VSP、测井和地面地震勘探各自的优势、不足和局限,采用VSP方法,我们只能得到井周围一定空问内的丰富速度信息,而详细的速度模型可以极大地提高地面地震勘探的效果.据此分析,组合VSP和地面地震方法优势的井-地观测系统(3D VSP),可有效地增加信息量,并可通过引入VSP数据处理时所用的基于模型的处理技术,来使井-地观测系统的优势进一步扩大,在此基础上,如果与精细测井相结合,可以更好的寻找和开发剩余油气,这将是我们今后重要的发展方向.     

地震波双向照明的概念及计算方法

根据WRW模型理论,从地震波传播的物理过程给出了双向照明的具体概念,基于该概念提出了计算地震波双向照明强度的基本思路(称为DUC双向照明方法).为了有效提高DUC双向照明方法的计算效率,又提出了DUC-DC双向照明方法,并将提出的上述方法与传统的双向照明计算方法从计算精度和计算效率等方面进行了对比.试验结果表明,本文提出的双程波DUC方法得到的双向照明结果与理论照明结果完全一致,从而证明了本文提出的双向照明概念的正确性.而单程波DUC-DC计算方法大幅度提高了双向照明强度的计算效率.本文提出的双向照明计算方法不仅能考虑到检波器接收孔径问题,还能将地表不同位置检波器处接收能量不同这一因素纳入考虑范围.     

无缆存储式数字地震仪的现状及展望

本文首先按照数字地震仪的数据传输方式对地震仪进行了分类（有线遥测地震仪、无线遥测地震仪、无缆存储式地震仪）;回顾了无缆存储式地震仪的发展历程,简单分析了无缆存储式地震仪的优点;并对目前国内外的无缆存储式地震仪进行了简单介绍和比较;最后展望了我国发展无缆存储式地震仪的可能性和应用前景.由于无缆存储式地震仪结构相对简单、技术相对成熟,研制开发相对比较容易,非常有利于我国进行自主研发,也是我国石油和天然气行业摆脱地震勘探仪器全部依靠进口的被动局面,在研发数字地震采集系统方面赶上国际水平的有利时机.     

基于Rayleigh积分的聚焦束估算层状介质的三维地震观测系统分辨率

通过对聚焦束计算过程的简化,用Rayleigh积分实现了三维层状介质的三维观测系统聚焦束的计算.(1)用目标点处激发的地表响应代替CFP道集的形成;(2)用单频谐波计算代替全频率范围的计算;(3)用插入虚拟界面的方法实现了起伏界面的Rayleigh积分波场外推.此三点改进实现了在微机上进行三维层状介质的聚焦束计算,从而估算出三维观测系统的分辨率.此项研究对于三维观测系统的优化设计具有指导作用.     

地震照明分析及其在地震采集设计中的应用

地震照明分析是在给定地下背景结构的情况下用模拟方法研究采集系统对地下结构的探测能力.对目标照明的影响主要来自观测系统的设置,上覆地质结构的复杂性以及目标倾角等三项因素.我们将上述因素的影响统一纳入到对照明的定量计算中.本文阐述了关于地震照明的一系列基本概念,并基于波动理论给出对不同类型照明的计算方法.首先将入射和散射波分解到局部角度域并导出局部照明矩阵,它包括了在目标附近所有可能的入射和散射方向对照明的贡献.从照明矩阵出发,研究入射和反射波在角度域中与反射面的相互作用,并由此获得对地下结构的不同照明描述.作为例子,具体给出了对局部照明矩阵,空间体照明,反射面定向照明,反射面照明角度覆盖,以及对反射面可视性的计算方法,并给出了相应的数值计算结果. 最后,讨论了照明分析方法在地震采集设计中的一些可能应用.     

面炮叠前深度偏移与控制照明技术

基于波场延拓的叠前深度偏移是实现复杂构造地质体成像的最可靠方法,但存在着计算量大、对观测系统适应性差等缺点。面炮偏移是波动方程实现精确叠前成像的另一类方法,具有较高的计算效率,不存在偏移孔径问题,而且可以通过控制照明方法,解决平面波在目标区域的能量补偿问题。本文采用面炮成像技术进行叠前深度偏移成像,通过对面炮震源下行波场的质量控制以及射线参数的个数和范围的选取,以达到最佳的成像效果。采用不同深度点上的控制照明技术,较大地提高了目标地层的成像精度。数据实验表明面炮成像技术是一种快速有效的方法,其成像精度与单平方根算子的共炮点道集偏移和双平方根算子的共中心点道集偏移相当,但在计算速度上要快得多,而且易于并行计算。     

正演模拟技术在地震采集设计中的应用

随着地震勘探开发的不断深入和发展,地震勘探的主战场逐渐向复杂地区转移.复杂地区既指地表条件复杂的地区,也指地下地质构造和地层条件复杂的地区,这些都对地震勘探提出了新的挑战和更高的要求.地震正演模拟正是开展此类问题研究的一个重要手段和方法.目前市场上具有正演模拟功能的软件大多是根据射线理论采用射线追踪的方法来完成正演模拟的,这种方法不能很好地反映地震波的动力学特征,特别是在复杂地区难以得到正确的结果.本文利用高阶有限差分有效克服了常规有限差分算法求解波动方程的频散问题,并以高效的OpenMP并行计算模式进行了并行优化,较大程度上提高了正演计算的速度和精度;同时实现了二阶Higdon边界条件,改善了边界吸收效果;也在一定程度上提高了计算速度.塔中地区主要目的层埋藏深,逆断层发育,地震反射特征复杂,增加了地震勘探的难度.本文依据该地区的地质模型,利用波动方程正演技术论证了该地区的地震采集观测系统,为该区地震采集观测系统的设计提供了科学依据.     

Resolution assessment of the three-dimensional acquisition geometry of the Anhui experiment in "Geoscience Yangtze Plan"

According to the actual observation conditions of the Yangtze River valley from Anqing city to Maanshan city, we designed the 3D acquisition geometry, and applied the multi-scale checkerboard semblance analysis to assess the preliminary resolution of the designed observation. The checkerboard semblance tests use the refraction and reflection travel-time simultaneous inversion algorithm to quantitatively provide both resolution assessment of velocity structure and Moho topography. The multi-scale checkerboard semblance recovery results show that while the checkerboard semblance threshold value is 0.5, the preliminary resolution of the designed acquisition geometry is better than 10 km in the upper crust (the depth is less than 10 km), around 15 km in the mid-crust (the depth is 10?25 km), and better than 20 km in the lower crust (the depth is 25?33 km). The preliminary tomographic resolution for the Moho topography is about 20 km in the ray-path coverage area beneath the acquisition geometry. While the checkerboard semblance threshold value is 0.75, the preliminary resolution is 20 km in the upper crust, around 20?25 km in the mid-crust and 25 km in the lower crust. And the preliminary tomographic resolution for the Moho topography is better than 30 km in the ray-path coverage area beneath the acquisition geometry. These non-linear checkerboard tests reveal that the designed acquisition geometry is suitable to image the crustal velocity structure of the Yangtze River valley in the Anhui province.     

地震照明叠前深度偏移方法综述

对地震照明叠前深度偏移的基本概念、实现方法进行了分类和阐述.地震照明叠前深度偏移是通过对震源和炮记录进行合理的选择和合成,从而进行地震照明成像的一种有效方法.其可以分为平面波偏移和小束波偏移.理论模型的处理效果证明地震照明叠前深度偏移成像技术有很高的计算效率,并且还可以提高地下特定目标的成像质量.