海洋高分辨率单道地震资料精细处理及应用研究

单道地震因效率高、分辨率高、成本低等优点广泛应用于海砂资源调查和滨海断裂带研究,但由于室内处理技术限制往往成果剖面不能满足解释需求。通过系统剖析了单道地震处理的三项主要难点：信噪比低、同相轴抖动、有效信号弱。研究了三项实用针对性处理技术（自适应反馈保真去噪、涌浪静校正、包络AGC）,有效提升成果剖面的品质,并将该技术应用于海砂资源调查和滨海断裂带研究。海砂资源调查成果数据能精细识别出砂层空间刻画分布范围,滨海断裂带研究精细处理数据的主要大断裂及局部细小断层特征显著,满足断裂活动研究的解释需求。     

南海西南次海盆深部结构研究进展与展望

西南次海盆位于南海渐进式扩张的西南端,共轭陆缘结构和残留扩张脊保留完整,是研究南海深部结构和动力学机制的关键区域。前期研究发现,西南次海盆洋陆过渡带较窄、同扩张断层发育、地震反射莫霍面不清晰、具有慢速扩张等特征。然而,由于不同探测方法获取的地壳结构具有多解性,使得西南次海盆洋陆转换过程、慢速扩张洋壳结构与增生模式以及龙门海山岩石性质与地幔成因机制等基础科学问题尚存争议。为此我们建议在西南次海盆开展地质取样获取海山岩石样品,确定其年龄与性质,分析扩张后海山形成的深部动力过程;并对关键构造部署高精度的地震反射/折射联合探测,结合岩石物理分析,对西南次海盆进行构造成像和物质组成参数正反演,以实现壳幔尺度的地震学透视,为探索西南次海盆洋陆转换过程和洋壳增生模式提供重要的地球物理证据,以丰富和完善南海的动力学演化模式。     

地震相关性分段约束多道速度反演

基于模型的波阻抗(速度)反演中,约束是不可缺少的,它可以有效地减少反演多解性和提高运算效率.国内外大量学者均详细论述了一些反演的约束手段,但对于地震道与地震道之间的约束,除了采用测井外推模式之外,就鲜有介绍,相同的约束条件直接应用于全部的地震道,不再变化,这样势必会增加运算时间和影响反演效果.针对这些问题,本文描述了一种地震相关性分段约束速度反演的方法,其目的在于增加内在的道与道之间的约束,主要采用了地震道的相关特征去优化约束条件与减少反演计算量.本文先分析了地震反演的不同内在约束方法,并利用地震的相关性去分段自动选择约束的强弱与范围大小,而不是在全部地震道反演中采用相同的约束参数,即可大大优化运算效率;其次设计两个数学模型进行反演验证,在反演效果比较符合实际的基础上,运算时间大大减少;最后引入中国东部某地区的实例对该方法进行检验,反演剖面上可以清楚观察出冲积扇的沉积特点,各期砂体清晰可见,便于追踪解释与储层预测,具有较高的分辨率与可信度.结果表明该方法是一种有利于提高反演效果和效率的方法.     

海洋含水合物沉积层的速度频散与衰减特征分析

随着水合物含量的增加,往往会引起纵、横波速度的增加,同时也会引起衰减的变化.针对含水合物沉积层的速度频散与衰减特征分析,有助于水合物含量的估计.本文以有效介质理论模型(EMT)为基础,研究了海洋未固结含水合物沉积层的纵、横波速度的非线性变化趋势.同时采用BISQ模型替代有效介质模型中的Gassmann方程,具体分析了全频带范围内海洋含水合物沉积层的速度频散与衰减特征.采用该模型,速度与衰减均随着水合物含量的增加而增加,且岩石孔隙度与泥质含量对衰减系数的影响较小.针对大洋钻探计划(ODP)164航次的实际数据,运用该模型方程计算采用声波测井数据(20kHz)与VSP数据(100Hz),分别获取了水合物稳定带的饱和度数据,平均在5%~7%之间,由于速度频散的影响,VSP估算结果要弱低于声波测井估算数据,均与实测保压取芯的甲烷含量数据、他人研究成果以及神经网络趋势预测结果均有着较好的一致性.对南海神狐海域三口钻位开展了水合物含量预测,与保压取芯结果有着较好的吻合关系.同时基于层剥离法提取该区域某地震测线BSR层的等效Q值,采用本文方法估算了该区域的等效天然气水合物含量15%~30%.数值模拟与实际应用结果表明:含水合物沉积层的速度频散与衰减特征均随着水合物含量的变化而变化,联合利用这一些变化特征,有助于天然气水合物含量的估计.     

层析成像反演速度建模方法研究

本文应用层析成像反演方法优化叠前深度偏移速度模型。阐述叠前深度偏移速度建模流程,详细介绍利用两种不同层析反演方法来优化深度域的层速度模型,对同一实际地震资料速度模型建立的应用效果表明,在资料信噪比较高的地区能提供准确解释层位信息的前提下,模型层析反演优化后的速度模型精度要比网格层析反演优化后的速度模型更高,且稳定性强。      

地震层析成像中存在的主要问题及应对策略

详细讨论了地震层析成像中存在的主要问题，包括数据投影角度不全、数据不均匀覆盖、反射层析中界面深度和速度的耦合、参考模型引起的非线性误差问题、边界作用、数据的不确定性和模型参数不同分量的不确定性不同。分析了问题的产生原因和应对策略，并给出了在层析反演过程中应该注意的一些控制措施。     

用非零偏P-P波、P-SV波计算零偏反射纵波和反射横波

在P波入射时，地下同一点产生的P－P波和P－SV波是入射角、界面两侧纵波阻抗和横波阻抗的函数，并且两者是耦合的，利用两者的耦合关系，可在入射角确定的情况下提取与入射角无关的零偏纵波反射和横波反射。本文对此进行了理论推导，结论是：入射角为零时的纵波与横波反射系数是入射角非零时的P－P波和P－SV波反射系数的线性组合，进而可以用纵横波反射计算泊松比反向间面，把多波叠前反演转化到叠后进行，通过合成弹性参数反射剖面，直接反演弹性参数等，都很有意义。文中给出了有关的公式，并对具体实现方法和有关参数进行了讨论。     

南海含天然气水合物地层速度反演方法探讨

速度反演在水合物勘探中占有重要位置。本文讨论了精细走时速度分析、全波形速度反演方法和它们的初步试算结果。精细走时速度分析方法对叠前时间偏移数据进行构造化,尽量挖掘了数据的分辨能力;利用谱分析的方法,稳定性好;在空间上提高了分析的密度;自动拾取的速度具有较高的精度;是一种实用的精细速度分析方法。全波形速度反演利用观测数据和模拟数据的残差计算搜索方向并不断修正模型,把模拟数据和观测数据达到最佳拟合的速度模型作为反演结果,具有更高的分辨能力。文中探讨了两种方法在我国南海含水合物地层勘探中应用的可能性。     

一种利用多次波求取反射系数的新技术

传统地震资料处理将多次波视为干扰波进行压制,而多次波是有效波在地层中来回传播的反馈,因此它携带了地层反射系数信息。本文从多次波成因出发,推导出反射系数公式(反射系数等于一阶多次波与一次反射波的反褶积)。理论模型实验证明了该方法的正确性。对实际海洋单道地震资料进行处理,求取的反射系数与有效波基本吻合,但由于资料信噪比、子波及反褶积算法等局限性,该技术有待进一步研究。      

浅谈反射地震走时层析中的正则化

反射地震走时层析本质上是一个病态问题,而正则化是改善问题病态程度的有效手段.反射地震走时层析最终可归结为线性方程组的求解,本文讨论了在线性方程组求解过程中正则化的作用和方式.正则化的作用有:(1)用超定分量约束欠定分量和零空间分量;(2)用先验信息约束欠定分量和零空间分量;(3)对射线的不均匀覆盖进行阻尼;(4)对数据的不准确性进行阻尼.正则化的加入方式有:(1)加法型(将正则化矩阵补在层析矩阵后面,包括导数型正则化和零阶正则化,一阶导数型正则化对应最平坦解,二阶导数型正则化对应最光滑解,零阶正则化对应紧约束解);(2)乘法型(将正则化矩阵与层析矩阵相乘,主要包括阻尼型正则化).并利用简单的模型对正则化的效果进行了试验,发现经各种正则化约束后,与未加任何正则化约束得到的速度模型比较,尽管恢复的异常体的幅度不如后者大,但得到的速度剖面要平滑得多,更利于后续的射线追踪正演和层析反演.