构造煤AVO特征及正演模拟研究

瓦斯突出是当前影响我国煤矿安全生产的主要因素之一.由于不同性质的煤层其瓦斯突出的可能性不同,原生煤具有低瓦斯炙出可能性,构造煤瓦斯突出可能性较大,而具有软分层特征的构造煤其瓦斯突出的可能性极高.由于不同性质煤层间的岩性差异较大,构造煤的泊松比要比原生煤的泊松比大0.1～0.2.因此,不同煤层与其顶、底板岩性差异不同,从而其顶、底板反射波的AVO曲线存在较大差异.从而可以通过AVO分析技术探测瓦斯突出可能性较高的构造煤的分布,特别是具有软分层特征构的造煤的分布.通过这种方式可以为煤矿安全生产提供第一手的地质资料.但目前AVO技术是以石油工业为基础发展而来的,并不完全适用于煤系地层.通过对煤层顶、底板AVO曲线的对比分析,发现目前常用的AVO近似方程对煤系地层来说精度较低,严重影响AVO分析精度.本文通过对Zoeppritz方程及其主要近似方程的分析对比,提出了一种改进的Hilterman近似方程,从而极大地提高了煤系地层AVO曲线的近似精度,使高精度的煤系地层AVO分析成为可能.另外,通过对构造煤顶、底板AV0曲线的分析,发现构造煤底板反射波较复杂并不适合AVO分析,而其顶板反射波规律性较强有利于AVO分析.     

塌陷采空区的正演模拟及波场分析

老窑塌陷采空区造成的透水事故严重威胁着大型矿井的生产与安全,探测出塌陷采空区已成为当前三维地震的一项重要研究课题.针对老窑采空区不同的塌陷类型,建立多种不同内部结构的塌陷采空区地质模型。并采用有限差分法数值模拟技术对其进行正演模拟,分析出不同塌陷采空区在生成时间剖面上的波场特征.结合一些典型的工程实例,总结出塌陷采空区在地震资料上的判别标志以及识别特征,为矿井提供出准确的塌陷采空区位置.     

薄层时频特征的正演模拟

基于正演模拟的薄层时频特征响应分析是薄层定性识别与厚度定量预测的基础与关键.本文基于波场延拓理论,利用深度域相移法对不同厚度薄层进行了正演模拟.采用广义S变换对零偏移距地震道的反射复合波进行瞬时频谱分析,发现当薄层顶底反射系数极性相反时,复合波的干涉作用具有升频降幅作用,而极性相同时具有升幅降频作用;理论推导和实验分析均证明主峰值频率与薄层双程旅行时间厚度存在定量解析关系,这为薄层厚度定量预测提供了重要的技术手段;由于峰值频率对反射系数大小与极性变化不敏感,因此,峰值频率方法与时域振幅方法相比更具稳定性.     

三维孔洞储层建模及其地震波场正演模拟

本文研究的内容有二,一是针对塔河油田六区东中、下奥陶统碳酸盐岩孔洞储层发育的特征,通过精细的层位标定、构造解释与时深转换,搭建深度域等时地层框架模型,然后采用协克里金算法,将波阻抗反演体作为协变量,对孔洞储集体的三维孔隙度分布进行确定性建模;二是应用二维横向各向同性介质中的弹性波波动方程,基于交错网格差分格式,考虑初始...     

基于正演模拟的煤层采空区地震响应特征

上组煤采空区对于下组煤的成像和安全回采有着重要影响,有必要研究矿区上组煤采空区精准成像技术.对于实际采空区及其下组煤的地震响应特征预测来说,建立和实际地质情况相吻合的正演模型是基础.根据搜集到的研究矿区钻孔测井资料,获取建模所需的等效地层物性参数、采空区垮落带等效模量、裂隙带等效模量等数据,建立与研究矿区地质情况比较接...     

中国及邻区岩石层大地水准面正演模拟

依据地震层析成像、地震测深和大地电磁测深结果的地球内部结构和物性分布,模拟了中国及邻区岩石圈中短波长大地水准面起伏,正演模拟结果显示：地形起伏引起的大地水准成异常巨大,幅值变化可达２１０ｍ,最大值在青藏高原,达１５０余ｍ,沉积层底面起伏产生的大地水准面异常非常小,幅值只有６．５ｍ,表现出短波长特征,岩石层底面志伏生产的大地水准面异常极为平缓,约为２０ｍ。莫霍面产生的大地水准面异常形态与地形起伏引起的大地水准面异常形态相异,异常幅值只有后者的２／３,在青藏高原只有后者一半,岩石层内密度不均匀引起的大地水准面异常的幅值约为７５ｍ。     

两种斜缆采集正演模拟及虚反射压制效果分析

斜缆采集是近些年发展起来的海上采集技术,主要为了压制虚反射,获得高品质的宽频地震资料。线形斜缆和弧形斜缆是目前最常用的斜缆类型,能够获取较多的高低频信息。针对这两种斜缆采集方式,通过对比不同采集参数的地震记录及其消除虚反射后的数据,发现弧形斜缆采集观测系统明显优于线形斜缆,不仅在波场模拟中表现出较好的特征,而且在虚反射消除的过程中,引入了较小的噪声,能够获得较高信噪比的地震资料。分析模型测试的结果,证明海上地震勘探中更适合采用弧形斜缆。     

青藏高原三维地壳结构的重力正演模拟

青藏高原地壳结构的重力学研究主要集中于莫霍面深度反演及单个剖面的重力正演,但是,在亚东-格尔木与下察隅-共和之间没有地震测线的区域,地壳结构的研究受到限制.为了探讨从青藏高原中部到东部的地壳结构特征,本文采用三维重力正演的方法,对青藏高原三维地壳结构进行了重力正演模拟.研究结果显示,地壳各层界面起伏较大,表明高原地壳变形强烈.研究区域中,藏南喜马拉雅地体界面相对较浅,处于界面陡变带,往北进入拉萨地体,界面相对变深.正演剖面中,大的界面起伏与大的断裂构造有关,莫霍面的陡变也暗示着莫霍面存在错断现象.东构造结莫霍面有抬升现象,在玛多附近莫霍面有下凹现象.地壳分层正演显示,32 km以下地壳产生的重力异常占总异常的80%以上,低速层及高速体产生的重力异常最大可占到总异常的10%左右.     

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.     

区域分解法地震正演模拟方法研究

区域分解法是近年开辟的计算偏微分方程数值解的一种新方法,该方法把研究区域分解为形态规则的小区域,在各子区域内采用最有效的方法求解,能充分发挥各种正演模拟方法的优点,大大地提高求解正演问题的有效性．本文首次把区域分解法引入地震正演模拟,构造出了适应性强、计算速度快、所需计算机资源量小,具有高度并行性的区域分解地震正演模拟方法,编制了区域分解地震正演模拟软件,对大量地质模型进行了计算,获得了良好的结果．     

The complexity of the crust from refraction/wide-angle reflection data

ThePmP wide-angle reflected signal from the Moho shows a wide variation in its characteristics when cornpared from region to region. If the earth's crust is simple and homogeneous and the Moho is a sharp discontinuity, supercriticalPmP wavelets are large and isolated in the 100 km to 300 km distance range when compared to the preceding signals on the seismic traces. If the crust itself has numerous short reflectors and the Moho transition zone is thick or badly disrupted from past tectonic disturbances, thenPmP is often poorly defined and difficult to identify in the coda of earlier arriving signals. These signals are poorly correlated because the reflectors themselves are in general not only discontinuous but tend to be distributed at various depths within the crust. The effect of the vertical velocity gradient in the crust is to make the reflective field for downgoing waves much greater than for upgoing waves. The large variations in reflection coefficients wiht angle of incidence has the effect of making the coda generated by a reflective machanism distance dependent. The reflected signals are also contaminated with scattered signals from smaller scale heterogeneities which may be distributed more uniformly within the crust.In conventional seismic inversion methods applied to crustal refraction experiments, emphasis is usually placed on obtaining a velocity model of the subsurface structure. These models are relatively simple and are limited in the amount of complexity which can be uniquely inferred from the data. The main problem arises because of the difficulties in the identification of the origin of the signals which are themselves often incoherent from trace to trace.In this paper it is shown how the conventional record section may be complemented with a normal moveout corrected intensity section which emphasizes areas of large signal complexities. Data from this intensity section is then used as input to obtain a quantitative measurement of a complexity parameter. These measurements may be used to infer or compare differences in crustal heterogeneity from one region to another. The discussion is illustrated with both numerical modeling data as well as data from recent crustal experiments which were conducted over the Canadian Shield.     

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．     

地震波正演模拟中无单元Galerkin法初探

无单元Galerkin法作为一种新型有限元开始应用于地震勘探领域.地震波正演模拟结果的好坏取决于基函数类型、节点分布、节点编号方式、稳定条件以及边界条件等因素,通过对各个因素的分析可知:基函数的阶数越高,结果精度越高,但数据量和运算量就越大;不同的基函数联合使用时,会带来数值计算上的误差;节点可以不均匀分布,但必须满足空间采样要求;合理的节点编号有利于节约数据量和减少运算量;采用衰减边界条件,能有效克服无单元Galerkin法在边界上处理的难点.以上分析结果,对无单元Galerkin法在地震波正演模拟中的应用具有一定的指导意义.     

波动方程数值模拟的三种方法及对比

波动方程数值模拟方法是研究地震波场传播的一种重要手段,本文采用交错网格高阶有限差分方法分别对双程声波方程和双程弹性波方程进行了波场数值模拟,并且根据定位原理采用傅立叶有限差分算子进行了单程波方程数值模拟,在分析定位原理的基础上,对其计算过程稍作修改,将延拓到地面的波场直接由每个检波点接收,无需横向叠加过程,得到了单程声波方程共炮记录.基于不同波动方程的数值模拟结果表明,双程波方程结果包含直达波、多次波等干扰波,信噪比低;单程波数值模拟结果只包含了介质分界面的一次反射波,信噪比高,但对于大角度入射波误差较大,并且对于同一个地质模型而言,双程弹性波方程计算速度最慢,双程声波方程次之,单程声波方程计算速度最快.因此对于复杂地质模型,三种模拟方法可以取长补短,综合应用.     

Joint exploration of crustal structure in Fuzhou basin and its vicinities by deep seismic reflection and high-resolution refraction as well as wide-angle reflection/refraction

~~Joint exploration of crustal structure in Fuzhou basin and its vicinities by deep seismic reflection and high-resolution refraction as well as wide-angle reflection/refraction1.Ma,X.Y.,The Atlas of Lithospheric Dynamics of China(in Chinese),Beijing:Atlas Publishing Company,1989,1-68. 2.Liao,Q.L.,Wang,Z.M.,Wang,P.L.et al.,Explosion-generated earthquake study on crustal deep structure in Fuzhou-Quanzhou-Shantou region,Acta Geophysica Sinica(in Chinese),1988,31(3):270-280. 3.L…     

影响低序级断层识别精度因素的地震正演定量研究

复杂断块油藏是胜利油田勘探开发的重要油气藏类型,储量产量均占三分之一,随着勘探和开发程度的提高,低序级断层识别描述技术是目前该类油气藏钻探成功的关键制约因素.影响低序级断层识别描述精度的影响因素也较为复杂,但对复杂断块油田剩余油分布研究和提高油气采收率具有重要意义.目前,尚没有文献开展低序级断层定量识别特征研究.本文针对低序级断层定量识别方面开展了大量研究,在分析研究区地质特点的基础上,分别针对埋藏深度、速度结构、地震子波主频、信噪比、断面倾角、地层产状、地层和断面的夹角等影响低序级断层识别精度的因素,设计了不同类型的低序级断层地质模型,利用波动方程正演模拟了低序级断层的地震响应特征,建立了5种低序级断层定量识别模板,拟合了2条综合曲线图,实现了影响低序级断层识别精度因素的地震正演定量研究,创新形成了一套完整的影响低序级断层识别精度的定量分析方法.由于以上因素引起的低序级断层同相轴的不同变化,为低序级断层的有效定量解释打下了坚实基础,为低序级断层地震描述技术研究提供了有益指导.     

含流体裂缝介质中地震波场数值模拟

油气勘探开发实践证明,裂缝常常是油气藏存储的空间或运移的通道,因此,裂缝各向异性介质中地震波场的研究越来越倍受关注,国内外很多岩石物理学者、地球物理专家等对裂缝信息的描述提出了很多理论认识与方法技术.本文根据Eshelby-Cheng各向异性裂缝介质模型理论,求取各向异性裂缝介质的弹性参数,并建立Eshelby-Cheng各向异性裂缝介质的波动方程,利用时间错格伪谱法对含流体裂缝介质进行数值模拟,模拟结果表明,采用时间错格伪谱法能有效解决各向异性介质的波场传播,利用时间错格有限差分算子替代普通的差分算子来求解时间导数,利用快速傅氏变换求解空间导数,大大提高了正演模拟的计算精度与计算效率.并且与各向同性介质相比,地震波在含流体裂缝各向异性介质中的传播要复杂得多,各向同性介质层中的波是纯的,其横波不会发生分裂,而在各向异性介质层中,横波将发生分裂.     

电场平行于入射面的低频电磁波在导电界面的类全反射相角

根据非均匀电磁波在导电媒质中传播时其相移常数和振幅衰减常数方向的不一致性,利用低频非均匀电磁波在导电地层界面反射时的反射系数导出了电场偏振化方向在入射面内的低频电磁波类全反射相角.     

多通道瞬变电磁m序列全时正演模拟与反演

传统瞬变电磁方法主要用于金属矿勘查,无法满足油气资源高阻目标体的勘探需要.多通道瞬变电磁(MTEM)系统的出现解决了这一问题.该方法采用伪随机序列发射波形和拟地震观测方式,测量同线电场分量,记录全时发射电流及多道观测数据,实现对高阻薄层的高精度探测.鉴于国内对此方法的研究还处于理论探索阶段,尚未进行相应的仿真模拟和数据处理工作,本文针对m序列发射波形多通道瞬变电磁法的全时正演模拟和反演解释进行研究,为国内正在进行的MTEM仪器系统研发及数据解释提供理论指导.我们利用方波响应移位叠加和电流导数与阶跃响应褶积两种方法实现理论m序列和实际发射波形的全时正演模拟;再通过相关辨识技术,削弱噪声影响,计算脉冲响应;最后对积分得到的阶跃响应进行共中心点道集数据联合反演,获取地下电性分布信息.     

海底天然气水合物OBS多分量地震正演模拟（英文）

根据Ecker的水合物沉积物的三种微观模式,计算含水合物沉积层和含游离气沉积物的弹性模量,分析对比了水合物的不同微观模式、不同水合物饱和度以及不同游离气饱和度对沉积物弹性模量的影响;从纵横波分离的弹性波动方程出发,采用交错网格空间有限差分方法模拟地震波在海底天然气水合物沉积地层的传播,得到纵、横波的海底地震（OBS）共接收点道集。数值算例表明,当水合物作为流体的一部分或胶结颗粒骨架时,仅纵波记录上存在BSR;当水合物胶结颗粒接触,纵、横波记录上均存在BSR。并且,OBS会接收到上行纵波和上行横波在海底界面形成的转换波,干扰横波记录上BSR的识别。