基于三角网格模型剖分的高斯束正演数值模拟

高斯束射线追踪方法克服了渐近射线法在复杂焦散区等非正则区域无法传播的困难,无需考虑两点射线追踪,使得适用于更加复杂的地质模型．本文将三角网格模型剖分方法与高斯束方法相结合,推导了射线方程的解析解,实现了三角网格剖分的复杂构造高斯束正演数值模拟．模型试算表明,该方法具有波动方程法正演模拟的计算精度以及射线类正演模拟的计算效率,同时可将复杂构造波场传播问题转化成三角网格内部常慢度梯度模型射线追踪,为复杂构造波场正演模拟提供新思路．     

基于射线追踪的微地震多波场正演模拟

对于微地震正演模拟,本文以射线追踪的原理为基础,对两点间的射线追踪问题进行了研究,应用二分算法、改进二分算法和微变网格算法对水平层状匀速模型、弯曲层状匀速模型和复杂地质模型进行射线追踪,使得计算效率和适用范围都得到了很大的改善.文中对每种算法误差范围和计算效率进行了对比验证,对于不同的地质模型,选用合适的算法才能在计算速度和精度上得到双重保证,最后正演模拟了多波三分量记录.在模型建立上引入了超薄层概念,并在前人模拟的直达波、透射波、反射波基础上拟了折射波,使正演模拟的多波场信息更丰富.文中的应用实例及模型结果表明:与二分法相比,改进二分法能够对弯曲界面进行射线追踪,并能保证结果的精度.弯曲层状模型中,改进二分法与微变网格法相比计算速度有显著提高,能够应用到资料的反演中.     

地震折射波资料解释中射线方法应用的进一步探讨

开鲁陆家堡凹陷内断裂发育、构造复杂,垂直于构造走向跨度30km,凹陷边缘和凹陷内古生界基底顶板埋深分别为1km和5km,在此开展了基底折射波地震勘探。在已知资料基础上,我们用多段倾斜单界面折射波正演理论计算作指导,设计了野外试验和初步的生产观测系统,t_0和差异时距曲线解释方法对于应用于如此复杂的构造地区其准确性和精度受到了限制。因此,我们在解释方法上试做了如下工作:①多段倾斜单界面折射波理论正演走时拟合,给出较有益的反演解释结果;②二维非均匀介质中射线追踪解释方法,提供准确的射线途径给出基底面上下详尽的更为符合实际的二维速度分布信息。     

断层识别技术及其在MB油气田的应用

结合MB凸起油气勘查项目,总结断层解释方法:既要依据地震时间剖面特征来分析判断,更要了解盆地范围内应力场、变形机理以及工区范围内的构造样式.针对微小断层识别困难这一问题,采取多种技术手段,包括:(1)叠后目标处理提高地震资料对小断层的分辨能力;(2)正演模型分析指导小断层的解释;(3)相干数据体水平切片和近反射道几何特征分析识别微小断层;(4)三维数据体任意线剖面检验微小断层,识别了常规地震剖面难以确定的小断层,达到了断层精细解释的目的.     

小断层识别技术在鄂托克前旗地区的应用

鄂托克前旗地区发育的小断层在以往勘探过程中常被忽略,导致钻探成功率普遍较低.本文首次对该地区小断层进行识别研究,为提高小断层解释精度,建立了一套二、三维地震联合解释的小断层识别技术,包括:建立正演模型提供理论指导;优选多种属性提高小断层识别精度;以三维解释成果和地质认识为指导,利用三维可视化技术、层拉平技术进行二维地震资料解释.应用上述技术在鄂前旗地区共解释断层56条,小断层走向分为NEE(近E-W)、NE、NNE三组,多呈高角度或近直立,垂直断距小于30 m.高产气井和小断层位置匹配较好,分析认为小断层沟通源储、为天然气运移提供通道,同时改善砂体储层孔渗物性,从而控制气藏的空间分布.     

基于ZigBee对地震勘探数据精度提高技术的方法研究

针对传统地震勘探方法不能准确获取高精度勘探数据,提出基于ZigBee对地震勘探数据精度提高技术的方法。采用全站仪极坐标法根据地震勘探地区地质和地表结构进行空间定位划区,利用地震勘探技术,通过分析地震波的传播方式及影响检测效果的地震分辨率因素,获取引入差分GPS定位模块的勘探仪器探测的地震数据;运用射线追踪技术,对地震数据中的破损数据进行检测追踪,采用专用检测设备提取破损数据,并对其修复处理;创建由MEMS加速度传感器和ZigBee模块构成的检测系统,并根据拓扑结构网络实现对地震勘探数据的质量检测,以提高地震勘探精度。根据仿真实验验证,该方法具有较高的地震勘探数据精度和有效性,可为相关工作提供较大的帮助。     

基于几何多重网格预条件技术的三维大地电磁高效正演模拟

几何多重网格法(GMG)将细网格上的大型稀疏矩阵的求解转化为较粗网格上的更容易求解的问题, 从而快速求解大型稀疏方程组.但是由于大地电磁法(MT)正演模拟中涉及双旋度算子, 传统GMG无法有效平滑高频误差导致其收敛慢甚至发散.为此, 我们引入了四色分块高斯赛德尔法(GS)作为平滑算法, 该算法局部满足电流散度为零的条件, 无需额外的散度校正且具有高度并行性, 可以显著提高GMG的收敛效率.但是随着系数矩阵各向异性(比如电导率的强烈变化等)增加, GMG收敛速度会变慢.Krylov子空间求解法如稳定双共轭梯度法(BiCGstab)可以改善这种收敛变慢的问题.因此, 在本文中针对交错网格有限差分法(FDM)提出了一种结合四色分块GS平滑算法GMG和BiCGstab的MT高效正演模拟方法.在该方法中, 将四色分块GS平滑算法GMG作为BiCGstab求解器的预条件技术, 从而显著提高正演效率.我们设计了一个层状电阻率模型, 通过与其解析解对比验证本文所提算法的正确性.然后设计了一个双异常体电阻率模型和一个Dublin模型1(DTM1), 基于BiCGstab, 对比了GMG预条件技术与其他传统预条件技术的数值表现, 如超松弛预条件技术(SSOR)、分块不完全LU分解预条件技术(block ILU)和高斯赛德尔预条件技术(GS).结果显示本文提出的算法在迭代次数, 计算时间和稳定性方面都远远优于传统预条件技术.对于所有例子, GMG预条件技术均能在10次以内达到收敛, 计算时间比传统预条件技术减少70%以上, 显示了本方法的稳定性和高效性.

     

基于菲涅尔高斯束正演的观测系统优化方法及应用

基于正演模拟的观测系统优化是提高地震采集资料品质和降低采集成本的重要手段.在常规高斯射线束正演模拟理论的基础上,提出了基于菲涅尔带约束的高斯射线束(菲涅尔高斯束)正演模拟理论,相对于常规高斯射线束正演,菲涅尔高斯束在传播路径上由第一菲涅尔带约束,具有较小的有效半宽度,使得中心射线附近波场的走时和振幅计算更加准确.在中心射线终点处,提取目的层面元接收能量,建立能量均方差和平均能量分析函数,定量化分析评价不同观测系统下各目的层能量分布情况,预测后期偏移成像效果.基于目的层接收能量优化炮点加密方案,进而实现面向复杂地质目标的观测系统优化设计.该方法在胜利探区G94北区块应用,有效弥补了陡坡带上照明阴影区能量,改善了采集资料偏移成像效果.     

Daubechies小波有限元求解GPR波动方程

基于可分离小波理论,由一维Daubechies尺度函数的张量积构造二维Daubechies小波基,并将它作为GPR波动方程求解的插值函数,导出了二维Daubechies小波有限元GPR方程离散格式;通过引入转换矩阵,实现小波系数空间与雷达场值之间转换.引入自由度凝聚技术,有效解决了小波有限元求解中小波单元内部自由度过多的问题,节约了计算量并方便与传统有限元法耦合.然后,详细阐述了Daubechies小波有限元联系系数计算方法,有效解决了小波有限元求解偏微分方程的难点与核心问题.最后,以两个典型GPR模型为例,对比了Daubechies小波有限元与传统有限元的雷达正演剖面图与单道波形图,结果表明:在相同的剖分方式及节点数目条件下,Daubechies小波有限元的紧支性与正交性一定程度上提高了求解效率,它与有限元法求解结果能较好地吻合,验证了Daubechies小波有限元算法的正确性.     

基于择优的块体模型解算南北地震带中南段主要断层滑动速率

In this paper, using the 1999 ~ 2007 GPS velocity field data, and by choosing the optimal block model, we obtained the deformation models applicable to the boundary zones of major blocks and the slip rates of block boundary faults on the mid-southern segment of the North-South Seismic Belt. The results show that： on the Longmenshan fault zone, the tensional and compressive slip rate is small on the Baoxing-Wenchuan segment, about 0. 5 ~ 1.8mm·a^-1, and the rate is relatively significant on the segment of the Wenchuan--Maoxian, as 1.8 ~3.8mm·a^-1; on the Xianshuihe fault belt, there is a certain difference in spatial distribution between the tensional slip rag.e and strike-slip rate： the tensional slip rate （ 8. lmm~a-1） is bigger than the sinistral strike-slip rate （ 4.8mm·a^-1） at the north of the Luhuo region; the tension and compression slip rate is basically the same as the strike-slip rate at Luhuo-Dawu; the Dawu-Kangding section presents a trend of decreased strike-slip rate and increased tensional slip rate; the Kangding-ghimian segment shows a strike-slip nature; the strike-slip rate is significantly greater than the tension/compression rate on the Xiaojiang fault zone; the slip rate on the Red River fault zone shows obvious spatial segmentation, the slip rate is smaller in its northwest part, but with a certain amount of tensional/compression component, 4. 7mm·a^-1 on the Jingdong segment. The segment east of Jingdong （ western Gejiu） is mainly of strike-slip, with a slip rate of 4. 5mm·a^-1.     

Tomography for Q of the Eastern Section of the Tianshan Area from High-frequency Attenuation of S-wave

Based on the waveform data of 5,076 local earthquakes recorded at 25 stations in Xinjiang during the period from 2009 to 2014 and the observation reports provided by the Xinjiang Digital Seismic Network,a data set of 19,140 attenuation factors t*is obtained by fitting the high-frequency attenuation of S-wave spectra with a genetic algorithm. The spatial distribution of Q_S is determined by inverting the t*data with seismic tomography. The results show that the average Q0 in eastern Tianshan is 520,and there is a significant correlation between the Q_S value distribution or attenuation characteristics it disclosed and the surface structure of the study area. The Q_S value is lower in the intersection area of the mountain basin which is located on the north and south sides of the Tianshan Mountains,and the high Q_S distribution is more concentrated inside the Tianshan orogenic belt. The M≥6. 0 earthquakes have been basically located in the Low-Q_S region since 1900. 24 high heat flow points in eastern Tianshan are located at the north and south of Tianshan Mountains where low Q_S exists,indicating a negative correlation. In addition,there is a positive correlation between the velocity structure and the attenuation structure in the study area,which reflects the consistency of the 2-D attenuation structure with the velocity structure and the two-dimensional density structure.