广角地震波场特征分析

地震宽角反射/折射方法主要是利用壳内与上地幔顶层的广角反射信息重建地壳上地幔结构,是研究地壳上地幔结构构造最有效的方法之一.同时,宽角地震接收到的超临界角的广角反射信息,相对于临界角之内的反射信息必定存在着随偏移距变化的时移现象.本文通过构建地壳模型采用交错网格有限差分方法合成广角地震记录,并从理论地震图上分别用传统射线方法和考虑时移影响的方法标定了震相走时,分析了广角反射的地震波场特征,揭示了地震资料中的广角效应,继而分析了广角信息存在对接收波场的响应影响.     

应用低频信号提高高速玄武岩下的成像质量

针对高速玄武岩屏蔽层下深层成像困难的实际问题,采用波动方程波场数值模拟技术,根据玄武岩地层的特点,设计三个相应的简单高速玄武岩模型,通过对深层反射地震信号能量的分析,说明了低频地震信号既具有较强的穿透薄高速玄武岩屏蔽层的能力,也具有减弱因粗糙表面所产生的绕射噪音的能力。一个完整的2D玄武岩模型的模拟试验证明了利用低频信号可以提高高速玄武岩屏蔽层下深层成像的质量,实际资料的低通滤波处理也取得了预期的效果。     

广角地震处理方法研究进展

广角地震可以在常规地震所无法解决的无记录和差记录区进行,完成地壳深部的调查研究．迄今已完成几万公里的测线任务．为了更好地处理广角地震数据,应采用一些特殊的处理手段,获取高质量的成像剖面,更好地服务于勘探开发．本文在介绍广角地震国内外发展现状的基础上,着重阐述了广角反射、折射中一些关键技术及存在的问题,并做了展望．     

波场梯度法研究进展

波场梯度法是一种基于密集台阵记录的地震波形的地震数据处理方法,适用于多种地震信号/震相,比如P波、S波、Rayleigh波、Love波和环境噪声等.由于充分考虑了波场的时空变化,可以获得更多的地震波传播参数或介质参数,比如应力、旋度、地震波速度、方位角、几何扩散、辐射模式、方位各向异性和Q值等.自2007年波场梯度法的原理提出以来,该方法在河湾河谷的强地面运动研究、断层探测、月壳浅层结构成像、地球浅地表或地壳地幔速度结构和方位各向异性反演等方面得到较好的应用.基于不同的信号处理方法,波场梯度法也发展出不同的研究分支,比如基于傅里叶变换、小波变换或希尔伯特变换的波场梯度研究;基于不同参考坐标系、不同台网类型或不同震相/信号源也可以将波场梯度法划分为不同的研究方向.本文主要从方法原理、研究进展和方法比较对波场梯度法进行详细地描述,同时对其发展趋势进行简单地讨论.     

层间多次波傅里叶有限差分偏移成像

传统地震偏移方法仅利用一次反射波进行偏移成像,多次波对其来说是一种噪声,在成像前需要将多次波去除.然而多次波偏移比一次反射波偏移拥有更高的照明度,可以提高地震成像的精度.通过修改传统傅里叶有限差分偏移方法,将层间多次波作为输入数据,可将层间多次波成像.本文提出的层间多次波傅里叶有限差分偏移方法,通过波场延拓和全波场方法获得上行波场和下行波场,利用层间多次波成像条件对不同阶数的层间多次波分别进行成像,正传波场和反传波场在零时刻进行互相关.数值实例验证了本文方法的正确性和实用性,表明层间多次波成像可以突出盐丘体的同相轴,恢复盐下的构造信息,弥补传统成像方法的不足,提高地震偏移成像分辨率,有效地为地下提供额外照明.

     

井间透射-反射波场分离方法及应用

近十几年来,井间地震在石油勘探领域发挥着重要作用.然而井间地震波极其复杂,给同相轴拾取、层析成像、偏移成像等工作带来了困难.因此,波场分离成为井间地震数据处理的一项重要内容.目前,不少学者研究了井间上下行波分离,纵横波分离等多种方法,但尚未出现相关文献研究透射波和反射波的分离方法.本文根据井间透射波和反射波在不同道集(共炮点集或共接收点集)中视速度极性的差异,首次提出了一种\"透射.反射\"波场分离方法.该方法首先在不同道集中利用τ-p变换进行视速度分离,得到反射上行波、反射下行波、透射上行波、透射下行波四个波场,然后选择对应的波场叠加,从而得到透射波和反射波.其中,透射波为井间层析成像提供了相对清晰的初至同相轴,尤其是横渡初至同相轴,以便进行到时提取;所得反射波为井中偏移成像提供了可靠的反射波数据,比人工切除透射波方法更为准确有效.本文通过理论模型试验和实际数据处理,证明了该方法的有效性和实用性.此外,在本文基础上,再进行纵横波分离处理可以得到更多的波场分量,为井间成像提供更有效的数据.     

用于波场成像的谱法LU分解

地震波场模拟和偏移成像等有限差分隐格式算法中的重要环节,是实现亥姆霍兹算子表示矩阵H的快速求逆运算. 在螺旋边界条件下,H具有Toeplitz结构的正定厄密矩阵,其快速求逆可由谱法LU分解实现. 本文分析了谱法LU分解对提高计算速度的原理及特点,并着重讨论了在不同类型的介质模型中,采用谱法分解矩阵H时带来的数值误差、误差的分布及其对波场计算的影响. 研究结果表明,对均匀介质而言,矩阵H各列具有相同的非零元素分布,谱法LU分解的误差在吸收边界条件下,不影响波场模拟和成像计算;但对于非均匀介质模型,矩阵H各列具有不同的非零元素分布,谱法LU分解的误差随介质不均匀性程度的增大而增大,势必影响非均匀介质中波场计算. 在波场模拟和成像等有限差分隐格式算法中,采用谱法LU分解完成矩阵求逆时,必须考虑到并尽量减少该方法的误差对波场计算的影响.     

VSP地震干涉成像及应用研究

受井中检波器串级数局限,垂直地震剖面（VSP）反射波成像范围窄,且不能对井中最浅接收点上方区域有效成像.虽然多次波成像能扩大成像范围,但在实际应用中尚有诸多困难和挑战.本文根据Wapenaar的地震干涉理论,基于上下行波场分离技术,研发了VSP地震干涉成像方法.该方法将VSP自由表面多次波重建为在地表震源位置激发（虚震源）接收的拟地面地震反射波,然后偏移成像,以达到对多次波间接成像的目的.通过数值模型实验,测试了VSP干涉成像的极限分辨率,并讨论了主要采集参数的影响,结果表明：该方法的垂向和水平极限分辨率分别达约10 m和20 m,且能分辨深度达6500 m处的50 m×100 m溶洞;采用12至24道井中检波器串采集的VSP资料,其干涉成像结果显著优于VSP反射波成像,与相应的地面地震成像效果相当.将本文方法应用于新疆地区采集的VSP资料,结果表明：与VSP反射波成像相比,成像同相轴更加连续,成像范围显著扩大;与地面地震成像相比,成像结果相当,尤其在浅中部甚至更好.新方法不仅无需进行井中接收点静校正,且能显著增大成像范围,有利于成像同相轴的追踪对比、地震属性提取和地质解释,尤其对中国新疆地区深部缝洞型储层的成像,具有广泛的实际应用前景.

     

瞬变电磁虚拟波场层状Green函数Born近似成像方法

瞬变电磁虚拟波场Born近似成像是通过Born近似对瞬变电磁虚拟波场方程进行线性化处理, 求取速度扰动量实现成像的方法.Born近似采用半空间Green函数, 在背景速度变化较大时成像分辨率较低.因此, 本文从虚拟波场出发, 建立辐射场与散射场满足的Helmholtz方程, 导出层状介质Green函数表达式, 将其应用于Born近似中, 得到了基于层状介质格林函数的Born近似电导率计算公式和散射场关于速度扰动量的关系式, 最终利用速度扰动量实现成像.通过对理论模型的实验计算, 验证了利用层状模型Green函数的Born近似成像算法, 能够重建地层电阻率分布, 改善Born近似虚拟波动方程逆散射反演的垂向分辨率, 获得较好的成像效果.对甘肃地区的实际资料处理结果表明, 层状介质Green函数的Born近似, 是一个精确度较高、稳定性好、有实际应用价值的成像方法.

     

盾构隧道横向抗震设计分析方法与验证

随着地下空间大规模的开发和利用,建立地下结构的抗震设计规范已迫在眉睫。目前国内外学者在隧道的横向抗震分析方面提出了多种分析方法,包括地震系数法、相对刚度法、BART法、响应位移法、St.John法、Shukla法、Penzien法等,但这些方法均有其各自的局限性。文中主要介绍了上海市《地基基础设计规范》推荐的简化分析方法及响应位移法。同时,结合隧道地震响应的离心模型试验,验证了响应位移法的可行性与合理性。     

盾构隧道抗震分析的整体强制反应位移法适用性研究

整体强制反应位移法采用土-结构相互作用模型,将地震作用下的土层位移以强制位移的方式施加到整个土层上,从而计算结构在地震作用下的响应。本文以天津某地铁盾构隧道为例,采用整体强制反应位移法进行地铁盾构隧道结构的抗震分析计算。为了验证该方法在复杂软土场地下盾构隧道结构抗震分析中的适用性,以时程分析法为基准,对比分析整体强制反应位移法、反应位移法和时程分析法3种方法计算出的盾构隧道结构内力图和内力峰值。研究表明,整体强制反应位移法具有较好的适用性及易操作性,具有较高的计算精度,是一种方便有效的抗震设计拟静力方法。     

时空移动成像条件及偏移速度分析

首先比较了深度聚焦速度分析和剩余曲率速度分析中的成像条件,然后通过时空移动成像条件得到了时移偏移距域共成像点道集和时移角度域共成像点道集.基于时移角度域共成像点道集,统一了偏移速度分析中通常应用的两个偏移速度判断准则：深度聚焦准则和成像道集拉平准则.最后基于时移角度域共成像点道集,推导了速度更新公式,并设计了速度分析流程.合成数据和实际地震资料上的测试证明了方法的可行性和有效性.     

张北6.2级地震前后地震波速比在源区与场区的变化特征

计算了 1 991年～ 1 999年发生在北纬 3 9°0 0′～ 42°0 0′,东经 1 1 2°3 0′～ 1 1 6°0 0′范围内的ML≥ 2 .0级地震的波速比 ,分析了张北 6 .2级地震前后源区与场区波速比的时空变化特征及其差异 ,发现 6 .2级地震前源区和场区波速比在时间分布上都出现较明显的低值异常 :下降—低值—平静—恢复—发震过程。在空间分布上低值异常比较集中和同步。对计算结果进行了 t检验 ,源区与场区波速比的时空变化及 t检验表明 6 .2级地震前源区与场区波速比异常非常明显 ,场区 1 995年开始出现波速比在正负之间比较大的变化后持续低值。 6 .2级地震后源区和场区的波速比计算结果一致 ,时空变化均为正常     

海水速度差异对中深层偏移成像的影响分析

本文针对深水环境下中深层偏移成像质量差的问题,考虑海水速度变化对中深层偏移成像质量的影响,从在大水深中加入深海声道模型入手,分析在偏移成像当中海水速度的不同选取对水平层状介质、倾斜层介质以及较复杂介质模型偏移成像质量的影响,通过在同一模型上改变海水速度进行成像,分析中深层成像效果可以得出:在大水深反射资料数据处理当中应该考虑真实的海水速度进行成像处理,否则会由于海水速度的选取不当而造成偏移成像层位的空间位置和中深层层位几何形态的变化.     

长江中下游成矿带及邻区三维Moho面结构:来自人工源宽角地震资料的约束

为深入理解长江中下游地区在中生代成矿的深部动力学过程,对跨越宁芜矿集区地质廊带内的非纵剖面反射/折射地震数据进行动校正和时深转换处理,获得了非纵方向的Moho面深度;联合纵测线和非纵测线上Moho面深度数据,获得了长江中下游成矿带及邻区的三维Moho面深度结构.结果显示宁芜矿集区下方的Moho面整体较浅,约32~34 km,华北块体合肥盆地内Moho面整体较深,约34~35 km.Moho面深度和区域布格重力异常变化趋势对应良好.宁芜矿集区下方Moho面呈上隆特征,支持长江中下游地区成矿模式中增厚岩石圈发生拆沉、软流圈的上隆及底侵作用等动力学过程.Moho面平行于成矿带走向的变化趋势,预示长江中下游成矿带地壳和上地幔在板块边界发生了NE-SW向的切向流动变形.郯庐断裂带两侧,Moho面深度变化较大,表明地表近陡立的郯庐断裂为深大断裂,深部可能切穿Moho面并延伸至上地幔.     

福建沿海剪切波速与土层参数定量关系研究

通过对大量实测数据的分析,按照剪切波速与土层密度、标贯击数、土层埋深之间的关系特征,利用单因子及多因子回归分析方法,给出剪切波速与土层密度、标贯击数、土层埋深的定量关系。     

基于GPS速度场变化结果研究汶川地震前后南北地震带地壳运动动态特征

本文针对制约多期GPS速度场动态演化特征分析的关键问题,提出速度场稳定基准选取中顾及基准偏移的影响,给出了改进拟准检定(QUAD)初选指标的方法,有效解决多期速度场的基准偏移对粗差剔除的影响.并在此基础上通过对1999—2013年南北地震带地区多期GPS速度场做以华南地块为统一参考基准的处理、最小二乘配置统一协方差参数估算,获取了南北带地区多期GPS速度场的网格化结果.结果显示: (1) 汶川地震影响在震后迅速衰减;震前2004—2007年及2007—2009年相对于1999—2004年南北地震带地区中北部地区存在大范围的北东向运动增强.(2) 2007—2009年相对于2004—2007年的速度场差值变化图像显示,这期间汶川地震的调整影响范围较大,鲜水河左旋剪切有所减弱,龙门山南段应变积累增强.(3) 川滇块体南东向的挤出滑移在2011—2013年相对2009—2011年有所增强.     

倾斜层转换波速度比分析和叠加——潘一煤层Ps波处理的实际应用

目前转换波处理主要局限在水平层假设的前提下,使用斜层共转换点叠加有助于缩短处理流程,提高剖面质量.基于射线定律和几何关系,推导出了单一斜层的转换点位置迭代公式和解析表达式,对不同的深度比,速度比和角度正弦对转换点位置的影响作出分析并与平层渐近转换点公式对比.应用斜层方法对单一煤层进行速度比扫描,提取该属性并对煤层叠加成像,比平层假设方法更能反映目的层的变化.进一步使用插值模型使连续层叠加不再使用拼接方式,而是采用逐个采样点归位叠加的方式形成完整意义上的剖面.对实际资料的三个煤层和新生界进行了方法实验,比单一斜层叠加和水平层假设的效果有所提高.