设定场源参数的区域重力微变化特征与模型实验

流动重力测量作为地震前兆监测手段之一, 所得到的区域重力场微变化信号反映地壳内部密度变化、 地壳变形、 流体运移等信息。 采用定量化和模型化方法研究与地震孕育相关的重力场变化信号时空特征, 对于构建地震预报定量化指标体系具有重要意义。 通过设定场源参数构建了数值模型, 正演得到了多组不同场源条件下的重力场变化模型; 通过模型对比, 分析了重力变化与重力梯度变化对不同类型场源参数的关系。 研究结果表明: 重力垂直梯度变化对异常体边界比较敏感, 特对浅部异常更为敏感, 适用于圈定异常体范围。 以此为基础提出了观测系统的优化测量方案, 以及对观测精度的需求。 研究结果对于构建地震预报指标参数, 优化流动重力观测系统具有一定参考意义。     

起伏地表条件下频率-空间域声波介质正演模拟

频率-空间域正演模拟是频率域及Laplace-Fourier域全波形反演的基础,起伏地表条件下波形反演算法的关键是正演算法中考虑起伏地表的影响。基于带PML吸收边界的声波波动方程,在已有最优9点有限差分正演算法的基础上构建了起伏地表条件下频率-空间域正演算法。通过应用变网格技术,进一步提高算法的计算效率、降低内存开销,使得大规模起伏地表模型的频率域正反演问题成为可能。理论分析及数值测试表明：通过对近地表区域进行局部网格加密,可有效地压制由于矩形网格离散引起的角点散射;结合变网格技术可较易获得5倍以上计算效率的提高及内存占用的降低,且随着模型尺度的增加及地表起伏高程差的减小,倍数将显著增加;在细网格与粗网格交界处产生的虚假反射振幅幅值控制在原始波场的2%以内,满足地震波场正反演的需求。     

青海东南部应力场特征及正断层小震现象的初步研究

利用2008-2013年青海东南部数字地震波资料,采用Pg、Sg最大振幅比及CAP方法反演得到92个ML2.5～4.9中小地震震源机制解。统计结果表明该区中小地震震源类型以走滑为主,应力轴接近水平,兼有一定量正断层类型,逆冲类型较少;利用格点尝试法求出研究区平均现代构造应力场是以处于近NE—SW方向的水平压应力和近NW—SE方向的水平张应力为特征;进一步分析了研究区正断层小震产生的背景,初步认为这些正断层类型小震可能主要源自高海拔地形产生的重力滑塌作用。     

2008年汶川地震中破裂的近平行倾斜断层

研究了2008年汶川地震期间一条复杂断层系的运动学破裂。我们假定为Hao等（2009）使用干涉合成孔径雷达（InSAR）数据计算的滑动分布,尝试拟合两个近断层台站记录的地震图,其中一个台站位于两个近平行倾斜断层之间。正演数值模拟结果显示,2008年汶川地震期间,两个近平行倾斜的断层同震地产生了破裂。这一结果为逆断层地震的动态断层相互作用提供了约束,与自由表面不影响破裂分支的分支走滑断层不同。     

起伏地表地震资料成像方法分析

西部地区地表起伏剧烈,往往伴随着地下构造复杂,给地震偏移处理工作带来了极大的困难,导致后续的解释结果与实际构造存在一定的差异.因此,复杂地区的地震资料成像问题显得尤为重要.文章通过对复杂地表模型的正演模拟以及山区实际地震资料的应用两方面的分析,获得了适合复杂地表的成像方法.结果表明:针对复杂地区,叠加技术成像比偏移技术成像更能真实地反映地下构造形态,是一种提高复杂地区构造成像精度的有效方法;同时,将叠加剖面和偏移剖面两者有机结合,对复杂地表资料进行解释分析,更能体现地下构造的真实形态,为煤矿工作的安全开采提供了有利依据.     

涪陵地区飞仙关组储层地球物理响应特征及正演模拟

涪陵地区位于"开江-梁平海槽"西侧,存在发育高能相带的地质背景,飞仙关组主要发育白云岩储层和鲕粒灰岩或颗粒灰岩储层.采用地质-地球物理互馈结合的方法,对该区飞仙关组储层开展了地球物理响应特征及正演模拟的研究,结果表明:白云岩储层速度相对致密白云岩有所降低,降低幅度有限,仍高于致密灰岩,在地震剖面上表现为低频强振幅特征;地震响应分析结果显示,迭瓦状前积之上的波谷反射可能是鲕粒灰岩或颗粒灰岩储层发育的有利位置,正演模拟证实,滩顶对应波谷,滩底对应波峰,孔隙发育差异和储层厚度的不同造成振幅强弱有别,滩体延伸长度的不同,可分别形成长轴状与短轴状迭瓦状前积,滩体叠置地方振幅减弱.通过地震异常平面规律的刻画,认为长轴状强振幅迭瓦状前积在研究区最有利,是优先考虑的勘探有利区.     

利用GPU技术及分块策略加速地震波场模拟

传统的利用有限差分方法模拟地震波场需要耗费较大的机时.为了提高地震波场的模拟效率,采用GPU并行计算技术是一种非常好的方法.文章基于一阶应力-速度声波方程的交错网格有限差分法,采用分块策略,将一个地质模型分解成多个小规模的地质子块,每个子块交由一个线程块负责,并利用常数存储器、块内共享存储器和寄存器减少对全局存储器的访问,实现了波场模拟的GPU加速.单CPU和GPU/CPU下不同规模网格的波场模拟结果表明:利用GPU加速可以将模拟效率提高数倍.尤其是当模拟大规模网格且炮点个数较多时,可以更加显著的提升模拟效率.     

低序级断层地震波场特征

低序级断层的正确识别,对油田开发后期落实剩余油分布、解决注采矛盾具有重要意义.本文首先使用高阶交错网格有限差分法对声波方程进行离散求解,对于吸收边界的处理采用完全匹配层(PML)技术,实现了对地震波传播的模拟.借助叠前深度偏移技术,从低序级断层的产状特征、地震资料频带及信噪比等因素入手,设计断层模型,利用声波方程模拟低序级断层的波场,经过叠前深度偏移处理,探讨低序级断层在偏移剖面及切片上的表现规律,得出在不同资料质量以及不同地质情况下,所能够识别的断层极限.研究成果对低序级断层的正确判别、提高断层检测方法的可信度具有重要意义.     

地震采集与处理因素对溶洞成像的影响分析

溶洞型储层是我国西部油区一种主要储层类型.该类储层具有高声波时差、低密度、钻井放空、剖面呈串珠状等特征,目前已形成溶洞描述与雕刻、储集体体积计算等多项行之有效的解释技术.但是由于野外采集、室内处理和解释相对比较独立,采集与处理对溶洞成像究竟有多大的影响,人们关注得还比较少.另外,解释人员还在非串珠的地方找到了好的油气藏,这究竟是地下复杂储层结构造成的,还是不合理的采集因素或错误的处理参数、假象造成的,对此人们研究得更少.本文从塔河油田实际资料出发,以波动方程有限差分正演为基础,重点对采集面元大小、覆盖次数、静校正量、噪声去除、速度谱拾取精度、不同偏移方法对溶洞成像的影响,进行了讨论.研究表明:覆盖次数减小使串珠能量减弱,面元增大使横向分辨率降低,小面元、高覆盖有利于提高溶洞的成像质量;静校正量较大时使串珠发生不规则形变,收敛性也变差,分辨率降低;随机噪声不是影响溶洞的主要因素,只有当覆盖次数较小时才有影响;速度是影响溶洞绕射波收敛的主要因素,3%的偏差就会使溶洞绕射波产生较大的上翘或下拉;不同偏移方法适用性条件有所区别,如时域的叠前偏移与频域的叠前偏移在抗噪性上有很大差别.     

中心回线瞬变电磁响应计算的频-时域转换方法研究

在中心回线瞬变电磁响应的正演模拟中,经频-时域转换后,垂直磁场随时间的变化率在晚期得到的结果通常精度不高.本文研究分析了三种频-时域转换方法(余弦变换的折线逼近法、正弦变换的数值滤波算法、余弦变换的数值滤波算法)的转换精度问题,得出了基于正弦变换的数值滤波的方法比其他两种方法在晚期计算中精度更高,之后对三种转换方法存在精度问题的原因进行了分析,有利于进一步提高频-时域转换的精度.