基于结构属性排序的稳定的盐丘探测（英文）

地震数据的精确解释和分析非常依赖于所使用算法的稳定性。我们着重于盐丘地震勘探的稳定检测。我们讨论一个基于地震成像中最佳结构特征属性排序分类的盐丘探测新模型。该算法克服了现有的基于结构属性技术的局限性,因为该技术非常依赖于盐丘固有的地质属性与盐丘检测所用的属性数量。该算法综合了灰度共生矩阵(GLCM)属性,Gabor滤波器,以及含有使用属性特征排序信息协方差矩阵的本征结构等属性。将排序前列的属性组合起来形成一组最优的特征集,以保证算法即使在沿盐丘边界没有强反射层的情况下也能有效。与现有的盐丘检测技术相比,本文的算法稳定和计算高效,并能处理小尺度特征集。我用荷兰F3地块评价该算法的性能。实验结果表明,本文提出的基于信息理论的工作流程用于检测盐丘,其精度优于现有盐丘检测技术。     

CSAMT法三维分辨能力及其物理机制

随着CSAMT法探测应用需求的日益增多,其分辨能力及其物理机制的研究成为人们不得不面对的问题.在CSAMT勘探中,几何效应、电流效应和感应效应是引起电磁场变化的三种物理机制,本文详细介绍了与地下电性结构密切相关的电流效应和感应效应.首先,利用CSAMT法对100 m×100 m×100 m的异常体进行了探测,研究表明存在两个畸变区域.利用电流效应对存在的两个畸变区域进行了解释,进一步研究表明当收发距为10 km时电流效应占据主要地位,感应效应位居次要地位,当收发距增大时电流效应比重下降,感应效应比重增大.选取坐标原点位于电偶极子中心,x方向为电偶极矩方向,z轴垂直向下,随后,研究了CSAMT法对异常体沿x、y及z方向长度变化时的探测灵敏度,研究表明CSAMT法对异常体沿x方向的变化最为灵敏、y方向变化次之、z方向最为迟钝,最后对以上现象给出了解析.     

磁梯度张量解析信号分析法及其在场源位置识别中的应用

相对于传统磁异常数据,磁梯度张量数据可以提供有关异常体更多的信息,分辨率更高,具有广阔的应用前景.本文给出了基于磁梯度张量解析信号进行边界增强的新方法,该方法是通过对异常垂向一阶导数与z方向解析信号的比值做归一化得到的,其零值线位置可以很准确的反映出地质体边界位置,而且可以有效降低噪声的干扰.文中还证明了异常垂向一阶导数与x、y、z三个方向解析信号的比值同样满足欧拉齐次方程,且在计算过程中不需考虑构造指数N的影响,避免了因构造指数不当而引起的反演误差.通过对单一地质体及组合地质体模型的实验证明:与常规欧拉反褶积法相比,该反演方法能够更好的得到地质体界面及深度信息,所得的解更集中.将其应用到保定实测数据中,获得了更精确的场源信息.     

汶川地震发震构造带过WSFD-2钻井深反射地震数据3-D处理技术研究

2008年5月12日汶川发生里氏8.0级地震的发震机制与龙门山断裂带的构造特征紧密相关,应用反射地震探测方法精细探测发震构造内部的结构特征,对研究汶川地震的发震机理有重要意义.5.12地震后在地表错断最剧烈的区域之一虹口乡白庙村穿过发震构造和深钻科研井WSFD-1和WSFD-2布置了兼顾浅中深层信息的反射地震探测剖面,该区域断裂带硬岩出露,地形地貌复杂多变,起伏剧烈,只能采取弯线地震测线布设方式采集二维反射地震数据,而且弯曲度大,造成CDP点分散严重.区域内构造复杂,褶皱逆推构造发育,地层和构造倾角大,采用常规二维地震数据处理方法进行叠加处理时,易将不同地层的反射信息叠加到同一反射层.弯线叠加剖面上侧面波,混波干扰严重,会显著地降低原本低信噪比数据的分辨率,或剖面可靠性低,容易在二维剖面中造成解释陷阱.本文利用弯线地震采集的三维特性,用拟三维地震叠加技术处理汶川地震科学钻井附近横跨北川—映秀断裂带的二维弯线地震数据,弥补常规二维弯线地震数据处理技术的不足,将不同地层的反射信息分离归位到不同的三维叠加剖面上,解决二维弯线地震数据处理时混波干扰严重的难题.通过理论分析和实验选取合适的共中心点面元,获得了高分辨率的三维叠加剖面.相比于二维弯线叠加剖面,三维叠加剖面切片成像更真实,剔除了不同地层反射信息混叠的影响,能得到更准确的断点信息,并可以获得沿断层走向横向的信息,显著提高了构造解释的可靠性和精度.应用拟三维地震数据处理方法处理龙门山断裂带的二维弯线地震数据,获取高分辨率的构造信息,有利于断裂带内汶川地震发震机制和龙门山隆起机制的解释.

     

晋江外海沉积层上地壳速度结构的二维层析成像

福建省地震局2013年在晋江外海成功实施了一条人工地震探测剖面(HX9,台湾海峡西部地壳深部结构探测计划的第一条测线).为反演沿测线的沉积层上地壳二维速度结构,我们收集了海底地震仪和陆地地震仪记录的4817个初至波走时数据,运用最大速度梯度射线追踪方法和联合迭代重建技术,建立了较为可靠、精细的二维P波波速模型.反演结果显示测线表层速度有很大的横向变化,据此推测晋江沿海5 km以内为岩浆岩出露,5 km外为沉积岩覆盖;基底面总体向东南方向倾斜,中西段埋深约为1600 m,在桩号60 km附近急剧下降;在测线上滨海断裂带表现为倾向东南的张性正断层,位于晋江市东南约50 km处,是闽浙沿海变质带和厦澎断陷的边界断裂.     

同仁村三维地震剖面揭示渭河断裂精细形态

渭河断裂是分割鄂尔多斯地台与秦岭褶皱系的主要边界断裂,是穿过西安市区的发震活动断层,存在发生强烈地震的可能性.经踏勘选线,三维地震剖面定于渭河北岸同仁村.探测范围1000 m(垂直断层方向)×600m(平行断层方向),三维勘探测线布设检波距10m,线距40 m,仪器接收点为40×10的网格状,每道采用3个SN4-60检波器单点组合接受,检波器单点组合接收的目的在于不压制地震记录高频信号的基础上,提高检波器接收的灵敏度.     

拉东投影法三维叠前深度偏移

对地下地质构造进行正确成像是地震勘探的最终目的,由于三维地震资料采集不可能都沿垂直构造走向的方向进行,为地震资料的三维处理带来了许多困难. 本文将三维叠后拉东投影偏移思想应用于三维叠前处理中,提出了三维叠前投影偏移算法. 利用拉东投影变换的原理,将整个三维叠前数据体投影到一系列各方向的径向线上,各方位角的构造都包含在其中某条或多条径向剖面上. 投影完成后,形成一系列的独立的二维叠前测线,可采用二维叠前深度偏移成像方法来实现各径向线的叠前偏移,当各径向剖面偏移完成后,在时间切片上进行反投影,从而最终形成三维叠前深度偏移结果. 实际应用表明,用本方法进行三维叠前深度偏移时,深度偏移剖面对横向分辨率有所提高,对陡地层和小断层的成像效果有所改善.     

基于多方位相干属性的断裂预测技术

地震相干属性是地震解释中识别大中尺度构造和地层异常的关键技术,目前常规属性技术基于叠后三维数据进行.宽方位地震采集和解释技术的发展为提高地下构造的地震识别精度提供了新思路,但如何利用丰富的宽方位地震数据开展地震几何属性研究仍具有挑战.因此,本文充分利用地质不连续面造成的地震异常在不同观测方位上的差异,以及垂直断裂构造走向的部分方位叠加数据对识别断裂有更好的效果,发展了一种基于方位地震数据提取多方位相干属性的方法.首先,在不同方位地震数据的三维分析窗中对地震道插值,沿不同方向构造方位分析窗,其次,在计算方位相干时,对方位分析窗内不同位置的地震道使用反距离加权算法计算权重,最后通过主成分分析技术实现多方位信息融合,并将归一化后的结果定义为最终多方位相干.实际应用验证了所提方法的有效性和稳定性,与常规方法相比,本文所提方法包含了地质构造不同方位的特征,在所有方向上突出了地质边缘,同时提供了局部和整体的不连续性,并且有效地提高了相干图像的信噪比.

     

航空电磁拟三维模型空间约束反演

为了克服时间域航空电磁数据单点反演结果中常见的电阻率或层厚度横向突变造成数据难以解释的问题,通过引入双向约束实现航空电磁拟三维空间约束反演.除考虑沿测线方向相邻测点之间的横向约束外,同时还考虑了垂直测线方向测点在空间上的相互约束.为此,首先设计拟三维模型中固定层厚和可变层厚两种空间约束反演方案,然后通过在目标函数中引入沿测线和垂直测线方向上的模型参数约束矩阵,并使用L-BFGS算法使目标函数最小化,获得最优拟三维模型空间反演解.基于理论模型和实测数据反演,对单点反演与两种空间约束反演方案的有效性进行比较,证明本文空间约束反演算法对于噪声的压制效果好,反演的界面连续光滑,同时内存需求和反演时间少,是一种快速有效的反演策略.     

地震转换波法在研究辽宁深部构造中的应用

地震转换波法是探测地壳与上地幔构造的方法之一，在辽宁选取两条近垂直的测线，收集了有关台站资料并用转换波法进行了解释，获得了一些有意义的深部数据。     

改进的各向异性标准化方差探测斜磁化磁异常源边界

针对存在强剩磁作用磁化方向不明的磁异常,本项研究探索直接处理斜磁化磁异常的识别,提出了基于磁力梯度张量模的各向异性边界探测方法.首先利用各向异性尺度改进了各向异性标准差的核函数,突出各向异性高斯函数的作用;结合磁力梯度张量模来消弱斜磁化的影响.数值实验模拟了一组复杂磁异常模型,在斜磁化条件下分析该研究方法的边界探测效果.实验表明：改进方法,即磁力梯度张量模的各向异性标准化方差,它可以探测非垂直磁化磁异常的磁源边界;同时指出,改进方法比基于三维解析信号振幅的各向异性标准化方差对磁化方向的依赖性更小.将该方法应用于中国西部某磁铁矿集区的精细探测,在非垂直磁化条件下对实测磁异常直接进行边界探测,获得了较为理想的处理结果.     

三维地质模型的CSAMT模拟研究

应用CSAMT方法进行标量测量时,一般要求测线沿垂直构造走向的方向布测.在实际测量的时候由于地表条件复杂经常出现无法判断地下构造走向的情况,例如,在长白山地区进行CSAMT测量,由于表面覆盖有玄武岩无法判断地下构造走向,对得到的标量数据进行一维、二维反演处理时无法判断哪种反演方式的结果更准确.鉴于此,建立三维地质模型,应用CSAMT三维正演程序进行数值模拟.研究测线与构造走向平行,呈45°及垂直三种情况下的一维、二维反演,对结果做比较分析.实验结果表明,测线平行构造走向时,一维、二维反演结果近似;测线与构造走向呈45°或垂直时,二维反演结果比一维反演结果对异常体的形状,大小,埋深及电性参数反演的更准确.     

利用活断层探测资料构建银川探测区地下三维结构模型

在收集与整理前人资料的基础上,“银川市活断层探测与地震危险性评价”项目对银川隐伏断层、芦花台隐伏断层等断层开展了多学科的联合探测。文中对如何以银川市活断层探测成果资料构建银川活断层探测区地下三维构造模型的方法进行了探索,总结出的步骤是:收集活断层地震探测资料并进行数据预处理;在地震解释软件中进行断层及层位的解释,绘制层面构造图并输出断层及层位数据,也可在该软件中进一步完成三维可视化建模;在三维建模软件GOCAD中加载基础数据、层面及断层数据,进行断层面及层面修正构建与展示三维模型。鉴于地震探测资料的不规范会增加地震数据解释工作的难度并影响到解释精度,建议:规范原始探测数据的归档要求,在每条活断层的探测区上增加1条联络测线,在可能的情况下采用石油单位的区域时深转换关系,提高地震剖面的解释精度     

基于等效源的重力异常空间导数计算方法及其在川滇地区的应用

在综合分析前人研究成果的基础上,采用基于贝叶斯准则的等效源模型滤波增强方法来识别地质体边界。通过理论模型实验讨论了在相同的噪声水平情况下,不同算法对于计算结果的影响,模型实验结果表明,与直接计算和传统高斯滤波增强技术相比,新算法可以有效消除传统算法中普遍存在的对于噪声的过度敏感问题,所得到的地质体边界形态失真更小。随后,利用此方法对川滇地区的重力数据进行了处理,并对该地区的重力水平总梯度(THD)、重力垂直梯度模(AVG)、重力解析信号模量(AAS)、重力水平梯度垂向导数(VGHD)应用效果进行了对比分析。研究结果提供了川滇地区的构造分区信息,对该地区构造演化、边界定位及动力学过程分析具有重要的指导意义。     

ActiveX技术在三维地震资料可视化中的应用

文章在介绍了三维地震资料可视化原理的基础上,利用SGI的OpenInventor实现了：(1)三维地震数据体的切片(主测线、联络测线、水平方向)显示;(2)数据体切片的移动、缩放、旋转;(3)视觉效果可以选择,可以调节数据体的透明度、颜色;(4)地震“电影”的功能.结合ActiveX技术,将以上功能实现封装为ActiveX控件,嵌入到PowerPoint中,实现了地质汇报中三维地震资料的动态显示与控制.     

基于数据规则化和稀疏反演的三维表面多次波压制方法

表面多次波是海洋地震勘探中的主要问题.目前,二维数据驱动的表面多次波压制技术(SRME)已经比较成熟,并且已经成为工业界压制海洋表面多次波的主流方法.但是由于二维SRME算法没有考虑横测线方向上多次波的贡献,导致在处理实际三维海洋资料时存在比较大的误差.将二维SRME算法扩展到三维空间后可以得到三维SRME算法,但是由于目前实际采集的三维海洋资料的观测系统存在拖缆漂移,而且横测线方向采样过于稀疏,直接应用三维SRME算法无法准确预测表面多次波.本文提出的通过数据规则化配合稀疏反演的三维表面多次波压制方法能够解决这种实际资料和三维SRME算法之间的矛盾.本文通过研究数据规则化与反规则化技术,使得数据分布满足三维SRME的要求;通过研究稀疏反演技术,有效解决了横测线方向采样稀疏对于多次波预测的影响,三维实际海洋资料的应用结果验证了方法的有效性和可行性.     

上部岩石圈应力状态的三维有限元模拟

本文较详细地介绍了上部岩石圈应力状态的三维有限元模拟的方法及得到的垂直应力特征。假设在地质时间尺度上,上部岩石圈0～40公里范围内(简称地壳)以线弹性变形为主。考虑到地壳三维不均一性对地壳应力场的影响,将地壳沿水平方向分成七种地质构造单元:大洋、大陆、高原、洋中脊、海沟、转换断层和三联点,沿径向方向分成二层,以重力(包括引力和离心惯性力)和温度变化作为载荷,采用三维有限单元法计算了地壳的应力场。计算结果表明:(1)地壳垂直应力以压应力占绝对优势,张应力只发生在洋中脊等异常带及其它特定地区,(2)在同一深度上,垂直应力随纬度的增大而线性增加,(3)在深25公里范围内,垂直应力随着深度的增加而增大,其值与海姆法则预测值吻合;(4)异常高的垂直应力梯度往往发生在异常带(板块边界)邻近地区。     

利用相干体技术探测煤矿微小构造方法研究

煤矿高产高效安全生产地质保障体系要求探明煤矿微小构造,相干体技术利用计算机分析检测三维地震数据体中相邻道之间地震信号的相似性,比常规解释方法更有利于小断层等小构造的识别;相干技术算法中C3比C1、C2两种相干算法在断层识别和边缘检测上具有更高的水平分辨率和垂直分辨率;相干体技术与地震属性技术、图象处理技术联合使用,形成煤田地震资料解释的新模式,能够更好地解决煤矿生产中遇到的构造、岩性等实际问题,极大提高三维地震成果的使用效率和应用水平;相干体技术在许厂、梁家等煤矿中应用取得了良好效果.     

基于稀疏反演三维表面多次波压制方法

三维表面多次波压制是海洋地震资料预处理中的重要研究课题,基于波动理论的三维表面多次波压制方法(3D SRME)是数据驱动的方法,理论上来说,可有效压制复杂构造地震数据表面多次波.但该方法因对原始地震数据采集要求高而很难在实际资料处理中广泛应用.本文基于贡献道集的概念,将稀疏反演方法引入到表面多次波压制中,应用稀疏反演代替横测线积分求和,无需对横测线进行大规模重建,进而完成三维表面多次波预测,这样可有效解决实际三维地震数据横测线方向稀疏的问题.基于纵测线多次波积分道集为抛物线的假设,为保证预测后三维表面多次波和全三维数据预测的多次波在运动学和动力学特征上基本一致,文中对预测数据实施基于稳相原理的相位校正.理论模型和实际数据的测试结果表明,本文基于稀疏反演三维表面多次波压制方法可在横测线稀疏的情况下,有效压制三维复杂介质地震资料中的表面多次波,从而更好地提高海洋地震资料的信噪比,为高分辨率地震成像提供可靠的预处理数据保障.     

兰州盆地活断层的高分辨率浅层地震勘探技术

针对城市活断层浅层地震探测的一些技术问题,在兰州盆地的金城关断层和刘家堡断层沿线开展活断层浅层(50 m以内)地震勘探技术研究.主要采用纵波和横波多次覆盖共CMP点地震反射方法,获得了目标场地地震图像资料,尤其横波地震剖面更加清晰地反映出超浅层构造空间特征.以红艺村测线(HYC)和师范学校西测线(SFXX)为例,分析总结了数据采集、资料处理、剖面解释三方面浅层活断层地震探测的技术要点.结果可以为兰州市及类似复杂构造地区活断层地震调查提供技术参考.