利用零偏移VSP资料估计介质品质因子方法研究

利用峰值频率移动法估算零偏VSP资料的品质因子Q．该方法用Ricker子波和匹配地震子波分别逼近零相位和混合相位的震源子波,得到了峰值频率移动法估计Q值的公式．进而针对常规方法估计的地震子波峰值频率精度不高的问题,提出了估计地震子波峰值频率的特征结构法．通过合成零偏VSP资料的仿真试验,验证了峰值频率移动法估计Q值的正确性．仿真结果表明,与快速Fourier变换和Burg最大熵方法相比较,特征结构法得到的峰值频率和Q值精度高一些．仿真结果也表明,用峰值频率移动法估计Q值时需要选取恰当的子波参数,否则影响Q值估计的精度．     

基于地震剖面瞬时峰值能量频率的衰减分析与气藏预测方法

由于流体本身的粘滞性和摩擦性,使得地震波在含油气地层中传播时衰减形成低频阴影.通过对叠后地震资料做时频分解,分析地层衰减特征,是当前除了AVO技术之外,比较流行的直接识别流体和气藏的技术.本文基于波动方程正演,模拟了地震波对含油气地层的响应.然后采用连续小波变换分析不同尺度剖面的瞬时能量特征,提取分频剖面上每一个点的峰值能量对应的频率,得到瞬时峰值能量频率剖面.通过分析瞬时峰值能量频率剖面,分析了地震波在地下介质中传播时的衰减特征.最后应用此方法对实际地震剖面进行了分析,验证了其有效性.     

利用叠前CMP资料估计介质品质因子

本文提出了一种利用叠前CMP道集资料估计介质品质因子的方法,同时提出利用地震道间有效信号的相干性估计层位信息的方法.首先采用具有4个待定系数的函数去逼近震源子波,利用黏弹介质中单程波传播理论推导出地震子波包络峰值处的瞬时频率(EPIF)与不同偏移距处走时的关系;其次利用该关系,外推出该同相轴零偏移距处的EPIF,用小波域包络峰值处瞬时频率法(WEPIF)结合层位信息估计Q值.合成数据的结果表明,EPIFVO法(子波包络峰值瞬时频率随偏移距变化)无边界效应,计算精度相对较高;将该方法用于实际资料算例,结果表明,衰减强弱与储层的吸收有较好的对应关系.     

局部瞬时频率提取及其在大庆油田中的应用

常规的基于Hilbert变换的瞬时频率提取方法对噪声极为敏感,且会提取出不具有物理意义的瞬时频率.本文介绍了抗噪性能较为优异的局部瞬时频率,重点讨论了提取局部瞬时频率的方法原理,将形状正则化方法和FFT相结合给出一种快速实现方法.通过分析合成信号和实际地震信号,说明局部瞬时频率具有良好的抗噪性能.最后,我们提取大庆油田...     

区域介质品质因子对地震动参数衰减的影响

本文考虑介质环境表观品质因子,根据美国西部强地震动记录确定了地震动衰减模型中的参数,在不考虑震源机制细节差异的条件下,分析比较了八个地区由于表观品质因子Ｑ值不同导致的地震动加速度傅里叶幅值谱和均方根强度衰减关系的差异。     

利用零偏移距VSP资料在小波域计算介质Q值

讨论了地震子波为一般零相位子波情况下,利用零偏移距垂直地震剖面(VSP)资料在时-频域计算Q值方法．以Morlet小波为基本小波,基于单程波传播理论, 在地震子波为一般的零相位子波情况下,推导出了在时-频域计算Q值的公式．通过对横坐标作恰当的非线性变换后,该公式在形式上与地震子波为脉冲时的计算公式类似．文中采用VSP正演记录,验证了本文提出的方法的正确性．文中还讨论了在时-频域恰当地选择有效频带,降低反射波对Q值计算结果影响的方法．     

南天山西段及交汇区介质品质因子Q值特征研究

利用2009~2013年间新疆数字地震台网中12个地震台所记录的34个地震事件的数字地震波形资料,以南天山西段及交汇区作为研究区,采用3段几何衰减模型及Atkinson联合反演方法对地震波形资料进行非弹性衰减研究,得出介质品质因子Q(f)与频率的关系:Q(f)=337f0.577。为验证不同时段的地震事件对Q(f)计算结果是否有影响,将上述研究中2009年发生的前24个事件保持不变,对后10个事件做3次更换研究,分别得到介质品质因子Q(f)与频率的关系:Q(f)=329f0.565;Q(f)=324f0.520;Q(f)=363f0.526。结果表明不同时段内的地震事件对Q(f)值的影响不大,采用Atkinson联合反演方法计算介质品质因子Q(f)较为稳定、可靠。     

基于VSP直达波资料的粘弹介质参数遗传算法反演

粘弹性参数变得越来越重要,其反演算法也逐渐成为众多研究者的研究热点。而遗传算法是一种随机、自适应、启发式的算法, 具有很好的鲁棒性和全局收敛性, 本文基于VSP直达波方程,引入了遗传算法来进行粘弹参数反演, 首先将频率域直达波方程表示为复速度的函数,然后通过遗传算法反演出复速度。而复速度和品质因子又是复速度的函数,从而便可很容易的得出。但若直接反演复速度, 反演参数太多, 不容易实现, 所以又将复速度表示成参数C0和C∞的函数,以减少反演参数数量。最后给出了理论模型实验,以证明该算法的有效性。     

瞬时频域衰减属性及其在碳酸盐岩裂缝检测中的应用

基于AVO梯度、走时及速度的纵波方位角裂缝检测已有较多研究和应用.由于裂缝及所含流体的综合作用,碳酸岩裂缝性储层的地震响应具有高频衰减、频带低移及方位各向异性的特点,因此应用衰减属性进行裂缝预测具有重要价值.基于小波变换计算的瞬时频域振幅谱及以此为基础提取的衰减属性,由于在时域和频域都有较好的分辨率能力,能够准确地刻画出碳酸岩裂缝性储层的非均质性.结合三维地震纵波数据的分方位角处理和分析技术,可以由方位衰减属性估算裂缝相对密度.对Z区下古生界潜山碳酸岩储层进行的裂缝预测表明,由衰减梯度和85%能量比频率两种属性导出的裂缝发育密度具有很好的相关性,且与实际情况符合.     

在频率域基于小波变换和Hilbert解析包络的CSEM噪声评价

传统CSEM一般只提取主频信号,或以谐波与主频的振幅比为依据提取部分低阶谐波信号,但缺乏判断标准,实际操作中存在很大的不确定性.本文基于小波变换和希尔伯特解析包络提出一种新的CSEM信号噪声评价方法,首先在时间域中基于混合基快速傅里叶变换获得原始信号准确功率谱;其次在频率域中根据CSEM频率位置相邻频率幅值进行频谱预处理,基于离散小波变换将预处理后的频谱分成低频部分和高频部分,基于希尔伯特变换识别高频部分的上包络线,并与低频部分重构得到频谱的整体上包络线;最后根据包络线与对应CSEM频率振幅的比值估计噪声的影响幅度,根据阈值筛选出高信噪比的主频和谐波信号.本方法不需增加野外工作量即可提取大量的频率信号,特别是高阶谐波信号,实现频率加密,提高CSEM的纵向分辨能力和能源利用率.

     

VSP直达波和反射波波动方程走时联合反演

地面资料全波形反演采用低波数回折波敏感核和高波数偏移等时线恢复地下模型的长波长和短波长分量.当回折波的穿透深度有限时,很容易陷入局部极值.波动方程反射波走时反演采用反射波的透射敏感核更新速度模型.当浅层速度存在较大误差时,仍无法得到满意的反演结果.VSP资料中直达波是一种透射波,穿透深度大,可用于井旁背景速度场建模.本文发展了针对VSP观测方式的波动方程走时联合反演（直达波和反射波）方法.采用全局优化参数反演法实现VSP上下行波和纵横波分离,构建了基于下行直达波和上行反射波走时残差的混合目标函数,推导了相应的伴随状态方程和梯度公式,给出了背景速度和反射系数分步反演流程.理论和实际VSP资料应用表明：直达波和反射波走时联合反演可以得到运动学特征精确的速度模型,为后续全波形反演提供可靠的初始模型;联合反演比单独直达波/反射波走时反演的精度高,比直达波和反射波走时级联反演的耗时少.

     

Estimation of instantaneous peak flows from maximum mean daily flows using the HBV hydrological model

The record length and quality of instantaneous peak flows (IPFs) have a great influence on flood design, but these high resolution flow data are not always available. The primary aim of this study is to compare different strategies to derive frequency distributions of IPFs using the Hydrologiska Byråns Vattenbalansavdelning (HBV) hydrologic model. The model is operated on a daily and an hourly time step for 18 catchments in the Aller‐Leine basin, Germany. Subsequently, general extreme value (GEV) distributions are fitted to the simulated annual series of daily and hourly extreme flows. The resulting maximum mean daily flow (MDF) quantiles from daily simulations are transferred into IPF quantiles using a multiple regression model, which enables a direct comparison with the simulated hourly quantiles. As long climate records with a high temporal resolution are not available, the hourly simulations require a disaggregation of the daily rainfall. Additionally, two calibrations strategies are applied: (1) a calibration on flow statistics; (2) a calibration on hydrographs. The results show that: (1) the multiple regression model is capable of predicting IPFs with the simulated MDFs; (2) both daily simulations with post‐correction of flows and hourly simulations with pre‐processing of precipitation enable a reasonable estimation of IPFs; (3) the best results are achieved using disaggregated rainfall for hourly modelling with calibration on flow statistics; and (4) if the IPF observations are not sufficient for model calibration on flow statistics, the transfer of MDFs via multiple regressions is a good alternative for estimating IPFs. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

Quantitative estimation of submarine groundwater discharge using airborne thermal infrared data acquired at two different tidal heights

Submarine groundwater discharge (SGD) plays an important role in coastal biogeochemical processes and hydrological cycles, particularly off volcanic islands in oligotrophic oceans. However, the spatial and temporal variations of SGD are still poorly understood owing to difficulty in taking rapid SGD measurements over a large scale. In this study, we used four airborne thermal infrared surveys (twice each during high and low tides) to quantify the spatiotemporal variations of SGD over the entire coast of Jeju Island, Korea. On the basis of an analytical model, we found a linear positive correlation between the thermal anomaly and squares of the groundwater discharge velocity and a negative exponential correlation between the anomaly and water depth (including tide height and bathymetry). We then derived a new equation for quantitatively estimating the SGD flow rates from thermal anomalies acquired at two different tide heights. The proposed method was validated with the measured SGD flow rates using a current meter at Gongcheonpo Beach. We believe that the method can be effectively applied for rapid estimation of SGD over coastal areas, where fresh groundwater discharge is significant, using airborne thermal infrared surveys.