基于波前最小走时单元的三角网射线追踪全局算法

为克服矩形网速度间断面及边界描述精度差的缺点,本文提出了一种基于波前最小走时单元的三角网射线追踪算法.该算法用三角单元剖分速度模型,把与波前面相邻、处于振动状态的三角单元称为波前单元,从源点所在单元开始构造由波前单元组成的波前单元域;1)选域中最小走时三角单元为当前单元;2)它先与相邻三角单元振动传递,再进行相邻单元各自内部节点的传递、并将处于振动状态的相邻单元扩展为波前单元;3)然后确认当前单元的振动状态、决定其在波前单元域中的去留,以此三步循环进行波前单元域的扩展及节点的最小走时和次级源搜索,直至波前单元域在剖分区域的消亡;最后利用各节点最小走时和次级源,通过最小走时搜索,拾取从接收点到源点的射线路径.数值模拟表明,该算法的模型剖分灵活性强,对速度间断面的描述准确,追踪结果精度高.     

基于固定位置插值累加法的重力异常等值线图分析

相较于重力异常等值线图绘制中常用的同点差值插值法,使用了一种新重力异常等值线图的制图方法,称之为固定位置插值累加法。分别应用模拟数据及河北省2018至2021年度相对重力实测数据,使用同点差值插值法与固定位置插值累加法绘制了重力异常等值线图,并对结果进行了对比,结果表明固定位置插值累加法在使用测点数据次数和等值线密度方面有所改进。此外,参考河北省南部2018年6月至2019年10月震例,计算得出此两种方法震中与重力异常零等值线的距离。结果表明：使用固定位置插值累加法较同点差值插值法缩短了震中与震前重力异常零等值线间的距离。     

逆冲-褶皱造山过程中生长地层的识别及应用

生长地层记录了大量的构造变形和沉积历史信息,主要形成于逆冲-褶皱造山带前陆盆地边缘,在前陆盆地生长构造(如生长逆断裂-褶皱带)翼部或顶部与褶皱构造变形同期沉积的地层,是构造运动与沉积作用同时进行的产物,在构造横剖面上,整个生长地层序列在褶皱翼部具有楔形几何状态。根据其形成方式的不同,可以分为断层转折褶皱作用和断层传播褶皱及滑脱褶皱作用等。生长地层的最终形态受各种地质作用影响,其中主要因素是构造变形、沉积速率和侵蚀作用,三者之间在生长地层形成过程中通常具有“复合”作用。通过生长地层的详细研究,可以建立同构造生长地层模式,而广泛应用于确定前陆逆冲-褶皱带与相应地层的时代、变形速率,分析与逆冲推覆断层相关的褶皱几何形态,以及建立动力学模式等。生长地层的野外识别一般可从褶皱翼部和枢纽变化、翼部同沉积楔体、地层产状和厚度变化以及区域资料收集对比等几方面来综合分析,同时采用多模式、多手段的室内分析将是研究生长地层最为有效的方法,也是今后的重点发展方向。通过对生长地层的识别标志和模式的进一步认识,初步分析了六盘山山前宁夏固原寺口子剖面,认为寺口子盆地为逆冲-褶皱造山带前陆磨拉石盆地,其内可能存在有生长地层和生长不整合,但需     

基于模拟植物生长算法的桁架结构截面与形状优化分析

针对桁架结构优化问题,给出基于改进的生长空间限定与并行搜索的模拟植物生长算法（GSL&PS-PGSA）优化模型,对典型平面桁架、空间桁架结构分别进行截面优化及形状优化分析,结果表明：改进GSL&PS-PGSA算法的优化效果显著,其优化所得结构经济高效;对于平面桁架截面优化,相比二级优化法、相对差商法及连续变量法,改进GSL&PS-PGSA所得结构较其减少了8%～15%的用钢量;对于空间桁架优化,截面优化所得结构总质量较序列两级算法轻约8.1%,较蚁群算法轻约3.6%,而形状优化所得结构总质量则分别较序列两级算法、蚁群算法轻约31.2%、22.4%。因此,改进的GSL&PS-PGSA算法对桁架结构优化问题具有良好的适用性。     

最大熵时域逆散射层析成像的研究

用最大熵求解二维时域逆散射问题的层析成像算法反演井间、ＶＳＰ和ＳＲＰ中的二维介质波速分布。首先给出时域散射场与介质扰动的关系式，然后，应用最大熵剑桥算法从所有满足时域散射数据的模型中挑选图像熵最大的模型作为反演结果，并给出了该算法的实现步骤。数值试验的结果表明，本文算法用于反演含噪声，不完全的时域波场数据时，十分有效。     

求解线性方程组的一种迭代方法——ART算法的一种改进

本文用Ｓｃｈｍｉｄｔ正交化方法对阻尼ＡＲＴ算法进行了改进，并以此为基础，通过与一种投影迭代法的结合给出一种求解线性方程组的迭代方法，同时指出即使线方程组不相容时，由此法所构造的向量序列将收敛于其Ｍｏｏｒｅ－Ｐｅｎｒｏｓｅ广义逆解。     

基于逆算子估计的AVO反演方法研究

传统反演算法以优化算法为主,而基于逆算子估计的AVO反演算法则利用了直接求逆的思路.算法的关键在于寻找存在逆函数的子域,进而可以在子域内直接求逆,这种解决反问题的思路不同于一般的优化类算法所采用的直接搜索解的方式,具有更高的效率.AVO反演利用了振幅随着偏移距的变化特征,反演的精度受到地震资料质量的影响,通过加入L1范数约束以及合理的初始模型有助于提高反演的稳定性以及准确度.模型测算和实际应用表明,基于逆算子估计的AVO反演方法具有较高的精确程度和可靠性.     

基于逆建模理论的储层特征定量预测方法

定量描述储层特征的物理量称为储层参数,在储层描述工作中储层参数预测是一个重要环节.本文以岩石物理理论为基础研究了利用岩石物理逆建模理论进行储层参数预测的方法.在合理、有效的岩石物理模型的基础上,逆建模方法通过弹性参数的等值面的空间交会可以预测出储层参数.在此基础上提出了一种扩展的岩石物理逆建模方法,在两个不同的储层参数域进行三维岩石物理逆建模,通过逆建模结果的参数域转换可以预测更多的储层参数,为储层特征描述提供了更加充分的数据支持.输入数据的种类对于预测结果的准确性有较大影响,利用本文建立的弹性参数适用性分析方法可以选择出适用性好的弹性参数组合作为输入数据.将本方法应用于模型数据和实际工区数据,取得了较好的预测效果,证明方法具有一定的实用性.     

水平层状介质中基于DTA的三维电磁波逆散射快速模拟算法

为提高水平层状介质中三维电磁波散射和逆散射数值模拟的效率,在对角张量近似(DTA)的基础上根据不同回代方式得到了求解积分方程的DTA1和DTA2两种近似. 这两种近似可以作为计算积分方程稳定型双共轭梯度快速Fourier变换(BCGS-FFT)算法的初始猜测值和预条件因子,从而形成效率更高的混合DTA-BCGS算法. 散射实例说明了DTA2的高精度和混合DTA-BCGS算法尤其是混合DTA2-BCGS算法的高效率. 由于DTA2近似程度更高,将DTA2与变型Born迭代反演方法(DBIM)相结合形成了一种对三维异常体进行重构的快速电磁波逆散射技术. 文中的逆散射实例说明所开发的逆散射技术对重构水平层状介质中的任意三维异常体是非常有效的.     

位场向下延拓的波数域广义逆算法

位场向下延拓是位场数据处理和反演中的重要运算,但是它的不稳定性影响了它在许多处理和反演方法技术中的应用.本文通过把位场向下延拓视为向上延拓的反问题,得到向下延拓的褶积型线性积分方程,再利用Fourier变换矩阵的正交对称特性,并结合矩阵的奇异值分解和广义逆原理,提出了一种稳定的不需要进行求逆运算的位场向下延拓广义逆方法——波数域广义逆算法,解决了位场大深度向下延拓的不稳定性问题.把这种方法用于三维理论模型数据和实际磁场数据的向下延拓获得了理想的结果.     

基于逆散射级数法的鬼波压制方法

鬼波问题是影响海上地震资料分辨率和保真度提高的最重要因素之一.详细论述了逆散射级数理论和逆散射级数法鬼波压制原理,说明了逆散射级数方法进行鬼波压制理论的完善性和对鬼波描述的精确性.实现了基于逆散射级数理论的鬼波压制方法,方法以波动方程和Lippmann-Schwinger方程为基础,在频率-波数-波数域内构造与鬼波相关的压制算子,在不需要对地下介质作任何假设条件下实现地震数据驱动鬼波压制,并通过改善消除鬼波的压制算子,提高算法的稳定性.资料处理试验与处理结果分析表明,基于逆散射级数鬼波压制方法能在实现鬼波压制的同时较好保留有效反射波的信息,从而补偿地震资料低频损失和提高地震数据的保真度.数据处理试验还表明,研究方法能对低信噪比的地震资料进行有效的鬼波压制处理.建立了基于逆散射级数鬼波压制处理流程.     

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.

     

基于双重逆极限空间的地貌信息数据挖掘方法

为了挖掘不完备的地貌数据信息,将地貌信息描述为拓扑空间的形式,从逆极限定义出发,利用映射诱导法建立与原地貌信息空间拓扑同构的双重逆极限空间作为目标信息空间,然后利用拓扑传递性分析原地貌信息空间与目标信息空间的拓扑相似度,实现不完备的地貌信息空间数据挖掘.本文利用GIS软件,结合地貌的坡度、坡向等地貌特征因子分别模拟了地貌信息数据挖掘前后的模型并进行了对比,结果表明此方法是可行的.     

地面与井中观测条件下的微地震干涉逆时定位算法

勘探和开发非常规油气藏已经成为国际油气工业界的新热点.由于这类油藏具有低渗透率的特点,开采过程中往往需要多级压裂形成能够使烃类自由流动的裂隙.通过定位分析压裂过程中诱导的微地震震源能够帮助人们刻画裂缝属性(走向、密度等),评价压裂效果,分析断裂模式,推定震源机制等.微地震定位可以采用波动方程逆时聚焦方法实现.由于微地震数据信噪比低,加之速度模型不准确、稀疏观测等诸多因素使得定位的精度大打折扣.本文将波动方程逆时聚焦定位原理与干涉"成像"原理相结合,探讨多源微地震信号的干涉逆时定位算法,尤其扩展该算法到三维多分量地面、井中以及井地联合观测条件下.通过理论合成数据与实际射孔资料的数值试验,展示了该微地震定位算法的精度优势与抗噪特点,并指出波场聚焦微地震定位方法在实际应用中的制约因素与应对策略.     

一种求解井间2.5维逆散射问题的迭代算法的研究

从二维非均匀介质中的声波方程出发,采用三维点源作为震源,提出了一种求解井间2.5维逆散射问题的迭代算法.其中,入射场与格林函数皆采用Maslov渐近理论予以计算,以避免非均匀介质中出现的焦散现象.数值模拟结果表明,本文提出的算法是有效的.     

逆散射级数法预测层间多次波的算法改进及其策略

波动方程预测层间多次波有两类算法.一是由Berkhout和Verschuur（1998）提出的基于CFP（共聚焦点）延拓的算法,另一是由Weglein（1997）等人提出的基于逆散射级数法的算法.ISS（逆散射级数）算法具有不依赖速度模型的优点,但是其计算成本很高.本文改进了Weglein提出的1-D预测公式,提高了计算效率.从理论方面,改进算法的计算速度提高了大约12倍.实际结果表明其计算速度更快,提高近80倍左右,主要原因在于后者的空间复杂度小.此外,由于时间-空间域比伪深度-波数域的层间多次波预测有更多的优点,本文推导了1.5-D时间-空间域ISS层间多次波预测算法,该算法有计算速度快、预测噪音小、适应观测系统能力强和不依赖地震子波等优点.在实际应用中,计算成本高是ISS预测层间多次波算法的主要障碍.因此,本文还讨论了预测层间多次波的策略.结合本文提出的改进算法和应用策略,能够在实际地震资料处理中较好地应用ISS预测层间多次波.     

阿尔金构造系晚更新世中晚期以来的逆冲活动

在阿尔金构造系中,阿尔金走滑断裂具有逆冲分量。文中将阿尔金构造系的逆冲活动分为西、中、东3段描述。西段从阿依耐克至车尔臣河河口,阿尔金南缘断裂具有逆冲活动迹象,在山前发育了规模较小的逆冲断层,有较新的地貌面被错动;中段从车尔臣河河口至拉配泉一带,在阿尔金山北缘发育大规模的逆冲断层,有较新的地貌面被错动;东段从拉配泉至宽滩山,逆冲断层有2种形式,此段阿尔金北缘断裂有逆冲分量,同时在阿尔金山北缘及山前冲洪积扇上发育逆冲断裂。自晚更新世中晚期以来,中段及东段逆冲速率<2mm/a。中段西部江尕拉萨依地区自16kaBP以来逆冲速率约为0.33mm/a,中部米兰桥一带自32kaBP以来的逆冲速率约为1.42mm/a。东段最大的逆冲速率在近中部的团结乡,自约5.31kaBP以来达到约1.81mm/a,向东西两端有减小的趋势,在西部柳城子自约72.36kaBP以来的逆冲速率为0.57mm/a,而东端的红柳沟自约8.99kaBP以来仅为0.05mm/a。团结乡地区约自19kaBP以来,逆冲活动有增强的趋势     

基于随机反传和筛选模型的微震逆时定位成像

对于常规的逆时定位成像方法,成像结果中强震源的成像值通常远大于并且会掩盖弱震源;同时,成像结果中假象的压制与消除也一直是该技术中颇受关注且比较难解决的问题.对此,本文结合了混合成像条件与高通滤波,从图像对比度的角度加强定位成像效果.提出了反传检波点随机选择的方法,通过重复进行随机选择与随机分组,从而得到不同震源的、包括一些冗余在内的更多信息,通过对信息的融合以提高定位可靠性.提出了筛选模型的概念,将成像过程中各点的波场反传序列引入震源判断标准,构建函数以大致量化震源存在的可能性,结合阈值,构造出由0和1组成"筛选模型",对成像结果进行通过性选择,以此消除假象并提高震源识别的正确性.通过简单模型和复杂模型,验证了本文提出方法的有效性以及对各类干扰因素的适应性与抵抗性.     

基于Viterbi算法的复杂地质体速度约束化自动拾取

对于复杂地质体而言,由于各种因素的影响,速度信息中往往会包含一些假的速度信息(如速度异常值)．因此,如何在速度谱能量团(由所定义目标函数——相似系数法等得到)中拾取有效的叠加速度,是地震数据处理中一个重要的环节．本文,所引入的Viterbi算法具有约束化自动搜寻并获取最优解的功能,将其应用于速度的自动拾取中,它能向前做最大“能量团”的积分并向后递归计算最优解——叠加速度,是一种实现速度自动优化拾取的便利工具．     

一种求解井间2.5维逆散射问题的迭代算法的研究

从二维非均匀介质中的声波方程出发,采用三维点源作为震源,提出了一种求解井间2.5维逆散射问题的迭代算法.其中,入射场与格林函数皆采用Maslov渐近理论予以计算,以避免非均匀介质中出现的焦散现象.数值模拟结果表明,本文提出的算法是有效的.