Seismic interferometry experiment in a shallow cased borehole using a seismic vibrator source‡

We present the results of a seismic interferometry experiment in a shallow cased borehole. The experiment is an initial study for subsequent borehole seismic surveys in an instrumented well site, where we plan to test other surface/borehole seismic techniques. The purpose of this application is to improve the knowledge of the reflectivity sequence and to verify the potential of the seismic interferometry approach to retrieve high‐frequency signals in the single well geometry, overcoming the loss and attenuation effects introduced by the overburden. We used a walkaway vertical seismic profile (VSP) geometry with a seismic vibrator to generate polarized vertical and horizontal components along a surface seismic line and an array of 3C geophones cemented outside the casing. The recorded traces are processed to obtain virtual sources in the borehole and to simulate single‐well gathers with a variable source‐receiver offset in the vertical array. We compare the results obtained by processing the field data with synthetic signals calculated by numerical simulation and analyse the signal bandwidth and amplitude versus offset to evaluate near‐field effects in the virtual signals. The application provides direct and reflected signals with improved bandwidth after vibrator signal deconvolution. Clear reflections are detected in the virtual seismic sections in agreement with the geology and other surface and borehole seismic data recorded with conventional seismic exploration techniques.     

基于辛格式奇异核褶积微分算子的地震标量波场模拟

本文在对地震波场进行模拟时,采用辛差分格式对波动方程进行时间离散,采用奇异核褶积微分算子对波动方程进行空间离散.该方法尽管增加了一些计算量,但提高了计算精度和稳定性;相对于其他非辛算法,它是全局保结构的,并且具有较强的长时间跟踪能力.该方法为解决大尺度、长时程地震波场的高精度模拟问题提供了一种新的、有效的选择.     

西太平洋俯冲板块对中国东北构造演化的影响及其动力学意义

中国东北地区在古生代期间以众多微陆块的拼合以及古亚洲洋的闭合为特征,其后又经历了中-新生代太平洋构造域及中生代蒙古-鄂霍茨克构造域的叠加与改造,以致东北地区的构造行迹显得极为复杂,而大兴安岭重力梯级带及其西部地区构造演化是否与西太平洋俯冲有关仍然存在争议.本研究利用分布于中国东北、华北地区以及韩国、日本等部分台网所接收的近震与远震走时数据获得了中国东北地区壳幔精细的三维P波速度结构.成像结果显示,太平洋板块持续西向俯冲,俯冲板片的前缘停滞在大兴安岭-太行山重力梯度带以东区域的地幔转换带之中;长白山火山区上地幔存在着显著的低速异常体,推测西太平洋板块的深俯冲脱水导致了上地幔底部岩石的熔点降低,从而形成了大范围的部分熔融物质上涌.通过分析上地幔的速度结构,我们认为由于太平洋板块的大规模西向深俯冲,在大地幔楔中发生板片脱水、低速热物质上涌等复杂的地球动力学过程;俯冲板片前缘带动上地幔中不均匀分布的地幔流强烈作用于上部的岩石圈,这对东北地区深部壳幔结构乃至大兴安岭重力梯级带的形成、演化有着重要的影响.

     

煤层中流体地震可探测性的模拟分析

作为一种典型的强阻抗差低阻抗薄层,煤层中孔隙含流体时是否会引起地震反射产生明显的异常是回答地震检测流体是否可行的根本.为此,本文针对强阻抗差薄层模型,基于Biot双相介质理论,通过弹性波有限差分法数值模拟,与各向同性单相介质假设的煤层反射对比,探讨了反射复合波受煤层孔隙度及流体性质变化的影响程度.模拟分析发现：由于薄层孔隙度和孔隙流体属性的变化在Biot理论中表现为纵波速度的变化,PP波反射AVO（Amplitude Versus Offset,振幅随偏移距变化）特征对薄层是否含流体相对敏感;综合使用PP与PS波对比有利于薄层中流体的预测;孔隙度一定时,PP波反射振幅随着含气饱和度的增加而增大;受薄层调谐作用的影响,孔隙和流体变化对煤层反射的频谱特征影响不大,近似于单相介质时的情况.

     

唐山马家沟矿井水位异常分析

地下水动态受水文因素影响较大,对地震和构造活动具有较灵敏的响应。判别并排除各种水文干扰,确认地下水在地震前的异常变化,对提高地震分析预报能力,具有重要作用。马家沟矿井水位动态观测层与地下水开采层为同一含水层,井水位于2010年出现破年变异常,加速持续上升,截至2015年,最大上升幅度约30 m。依据该井水文地质环境特征,根据唐山市区2001-2015年地下水位、降雨量、地下水开采量实测资料,建立合理多元回归模型和三维地下水流动模型,发现地下水开采量减少应为影响马家沟矿井水位动态的可能因素。文中采取的异常识别与分析方法,可为其他类似井孔的地下水动态异常识别及判定提供一定借鉴。     

Statistical facies classification from multiple seismic attributes: comparison between Bayesian classification and expectation–maximization method and application in petrophysical inversion

We present here a comparison between two statistical methods for facies classifications: Bayesian classification and expectation–maximization method. The classification can be performed using multiple seismic attributes and can be extended from well logs to three‐dimensional volumes. In this work, we propose, for both methods, a sensitivity study to investigate the impact of the choice of seismic attributes used to condition the classification. In the second part, we integrate the facies classification in a Bayesian inversion setting for the estimation of continuous rock properties, such as porosity and lithological fractions, from the same set of seismic attributes. The advantage of the expectation–maximization method is that this algorithm does not require a training dataset, which is instead required in a traditional Bayesian classifier and still provides similar results. We show the application, comparison, and analysis of these methods in a real case study in the North Sea, where eight sedimentological facies have been defined. The facies classification is computed at the well location and compared with the sedimentological profile and then extended to the 3D reservoir model using up to 14 seismic attributes.     

2017年九寨沟MS7.0地震场地特征分析

场地条件对地震动具有较大影响, 研究不同场地条件下的地震动特征对地震动的校正具有重要意义。 本文以九寨沟地震为例, 收集了66个台站的198条三分量强震观测记录和SRTM(Shuttle Radar Topography Mission)公里格网的DEM(Digital Elevation Model)数据, 从多个角度对场地特征进行分析。 首先根据坡度法使用DEM数据对九寨沟特征进行了场地分类, 然后讨论了不同场地类型下的加速度时程、 加速度反应谱、 地震动衰减等地震动特征。 研究表明, 缺少实测资料的情况下, 地形坡度可以作为Vs30(地表以下30 m范围的平均剪切波速度)的一种替代指标, 利用坡度法可以较快速地对场地进行分类; 利用强震观测记录能够从多角度对台站的场地特征进行分析, 不同场地类型对地震动影响不同, 其中, 土层对地震动具有明显的放大效应。 该结论可以为地震动结果的校正提供依据。     

柴达木盆地东部新生代盆地结构与演化

本文对柴达木盆地东部新生代盆地结构和构造演化进行了研究.地震剖面揭示柴达木盆地东部新生界分别向南、北盆地边缘变薄和尖灭,盆地北部被欧龙布鲁克山和埃姆尼克山隆起强烈改造.通过对新生代地层厚度横向变化以及地层剖面分析,确定欧北断裂自中新世晚期开始向北逆冲,导致欧龙布鲁克山发生隆升和德令哈凹陷的形成.埃北断裂从上新世开始活动,与欧北断裂同时向北逆冲,导致德令哈凹陷进一步沉降,形成厚度达2600 m的狮子沟组.埃南断裂在第四纪开始大规模向南逆冲,不仅造成其北侧的欧龙布鲁克山和埃姆尼克山隆起强烈抬升和向南推覆,而且导致南侧霍布逊凹陷的形成,成为柴达木盆地第四纪沉积中心.早期提出的前陆盆地和背驮式盆地模型显然不能解释柴达木盆地东部新生代构造格架和演化历史.本次研究认为柴达木盆地东部的形成是强烈的水平挤压作用导致地壳发生大规模褶皱的结果,即柴达木盆地东部新生代是一个大规模向斜.该向斜盆地模型很好地解释了新生代地层向盆地边缘减薄以及沉积中心主要位于盆地中部等现象.了解柴达木盆地东部构造发展对了解青藏高原侧向扩展具有重要意义.     

四川2015速度模型在九寨沟M_S7.0地震震源深度测定中的应用

利用四川2015模型,选择Msdp嵌入的几种常用定位方法对九寨沟M_S7.0地震进行重新定位,比较震源深度结果,并用PTD方法验证合适的震源深度,从而得到较为可靠的震源深度。本文最终判定九寨沟M_S7.0地震震源深度为12±2km。     

近海地震活动特征及其测震学前兆的某些研究

利用反映震级－频度关系的参量Ｃ值，η值，ｂ值和ｂ值谱以及反映地震空间分布的森下指等研究了近海地震活动的一些主要特征，发现近海强震前地震活动性指标及图象的变化特征与陆地上强震前的特征存在一定差异；给出了新研究的可用于近海及滨海地区强震预报的短期和临震