电离层-均匀地球模型中地表水平电偶极子激发的电磁场

本文在电离层-均匀地球模型中使用Debye势方法,在电磁场一般性边界条件下导出了地表水平电偶极子源在地球介质中激发的电磁场的表达式.对球Bessel函数使用指数函数近似,并采用加速算法,计算了地表及地下的电磁场.其正确性得到理论计算和实际观测数据的多方面支持.结果表明,在收发距离大于1000 km,电磁场强度很稳定,几乎没有衰减的迹象;电磁场受电离层的影响很大,由于电离层高度升高或电导率减小引起的电磁场幅度的减少可以达到50%,但是由电场和磁场得到的视电阻率变化却很小.     

基于拉东变换的瑞雷面波频散分析与应用

为克服面波谱分析法(SASW)提取频散曲线抗干扰能力差、不能得到多模式频散曲线等缺点,对拉东变换法进行了改进,不对原始记录进行数字处理,避免了数字处理效应的影响.通过对信号的频谱分析、结合场地的地质条件,选择频散分析的频率、速度范围,来达到规避高视速度的直达波、反射波.理论模型合成记录和实际资料的处理表明:研究的频散分析方法是有效的且适应性强,取得了较好的效果.     

空间尘埃等离子体电磁散射特性研究

基于尘埃等离子体Mie-Debye散射模型,研究平衡态下尘埃等离子体中带电尘埃的电磁散射特性.根据输运理论计算高层大气环境中尘埃等离子体层的电磁散射场,给出电磁波垂直入射时尘埃等离子体层的反射函数,同时分析不同浓度、不同粒径分布状态下尘埃等离子体层对电磁波传播的影响.结果表明:尘埃粒子尺度对其电磁散射特性影响非常大;在对数正态分布情况下,当入射波长远大于Debye半径时,尘埃等离子体的散射主要表现为Debye散射,而入射波长远小于Debye半径时,Mie散射占主要部分;并且尘埃等离子体层对电磁波的衰减随尘埃粒子浓度以及尘埃粒子半径的增大而明显增强.     

局部指数标架小波束在复杂介质方向照明分析中的应用

提出了用局部指数标架小波束进行角度域分解的方法,解决了局部余弦基和局部正弦基缺乏单一方向性的问题.局部指数标架由局部余弦基和局部正弦基线性组合而成,是冗余度为2的紧标架.利用局部余弦变换和局部正弦变换的快速算法,能使基于局部指数标架进行方向照明分析的计算效率较常用的局部倾斜叠加和Gabor-Daubechies标架等方法具有更为明显的优势.通过计算二维SEG/EAGE模型和SIGSBEE模型的方向照明图以及采集系统倾角响应图证实了本文方法的有效性.该方法的高效性使其在三维模型的方向照明分析和大规模的工业应用中具有广阔前景.     

最小加权范数插值与调制升频结合的地震数据重建研究

提出一种新的反假频地震数据重建的两步算法,将最小加权范数插值(MWNI)方法与调制升频方法有效地结合起来.首先利用MWNI方法构建数据谱的低频部分,为了提高计算效率,在低频重建算法中,引入了预条件共轭梯度法求解反问题方程,并使用了与频率有关的变波数带宽技术;然后,基于重建的低频数据,采用调制升频方法重构数据的高频部分.调制升频方法灵活,简便,能有效地从低频资料中恢复出高频成分,克服了以往AR模型预测高频走不远的限制,当数据存在严重的空间假频时,亦能获得较好的重建效果.该两步算法不仅可用于规则地震数据的内插重建,也可用于含空道地震数据的重建.理论模型和实际地震数据重建试验表明,该方法效率高,精度高,反假频能力强,重建剖面波形连续、自然,与正确完整的地震剖面相似程度高,具有良好的实用价值和应用前景.     

跨断层形变观测显示的断裂活动特征分析研究

系统分析了全国不同地区和断裂带的活动特征及其与地质构造和强震的关系,着重从逆断层、正断层和基岩标、土层标两方面讨论了断层活动速率。研究结果表明:断层形变活动速率的大小和方向与形变场地所处的地质构造位置有关;断层现今垂直和水平运动既具继承性也具有一定的新生性,既具阶段性又具有时空差异性;断裂活动与地震活动在时空上具有一致性;断层活动水平形变量大于垂直形变量;正断层的活动水平较逆断层高,它们对监测地震孕育过程引起的断层活动都是有效的,没有本质上的区别;土层标石场地的垂直和水平形变平均活动速率均比基岩标石场地的高,但两者均可监测到地震前兆异常。     

饱和储层砂岩中流体粘度引起的超声波速度频散实验研究(英文)

在实验室对5块储层砂岩进行了模拟地层压力条件下的超声波速度测试。砂岩样品采自WXS凹陷的W地层,覆盖了从低到高的孔隙度和渗透率范围。实验选用了卤水和4种不同密度油作为孔隙流体,结合温度变化,实现了对流体粘度引致的速度频散研究。对实验结果的分析表明:(1)对于高孔隙度和渗透率的样品,无论是哪种流体饱和,观察到的超声波速度测试值和零频率Gassmann预测值的差异较小(约2-3%),基本上可以用Biot模型解释;对于中等孔隙度和渗透率的样品,低粘度流体(<约3mP?S)的频散效应也可以用Biot模型得到合理解释;(2)对于低、中孔隙度和渗透率样品,当流体粘度增加时,喷射流机制起主导作用,导致严重的速度频散(可达8%)。对储层砂岩的微裂隙纵横比进行了估计并用于喷射流特征频率的计算,当高于该特征频率时,Gassmann理论的假设条件受到破坏,实验室测得的高频速度不能直接用于地震低频条件下的W地层砂岩的Gassmann流体替换研究。     

软夹层介质瑞利波合并化频散曲线模拟分析

针对含有软夹层介质的地质模型,研究其瑞利波合并化频散曲线随夹层厚度和埋深的变化规律,分析产生“之”字形现象的根本原因。利用传递矩阵方法计算瑞利波多模式频散曲线,以及它们在自由表面的垂直位移强度,分别按能量最大法和相对位移权值法获得合并化的频散曲线,从而获得软夹层厚度或埋深变化的合并化频散曲线。由计算结果分析可知,两种方法所获得的频散曲线的整体变化规律基本相同,“之”字形随软弱夹层厚度的增加或埋深的变浅而增多;按能量最大法合成的频散曲线,“之”字形现象的出现是由于模式之间的跳跃所引起;按位移权值法计算合成频散曲线时,产生“之”形的原因是由于从单个模式的位移占优跳至多模式的位移共同占优所致。      

煤层中瑞利型导波的能量分布

为了研究瑞利型导波在煤层中的能量分布规律,理论推导了3层对称弹性介质中瑞利波的频散曲线方程以及瑞利型导波的能量分布方程;绘制振幅深度分布曲线。研究表明,煤层中传播的瑞利型导波其能量主要集中在煤层中,且其能量在煤层中分布遵循一定的规律,即:瑞利型导波的x分量的能量关于煤层中心偶对称,且煤层中心能量最强;z分量关于煤层中心奇对称,且煤层中心能量最小。      

球面波PP反射系数的频变特征研究

与平面波反射系数相比,球面波反射系数可以更精确地描述实际地震波的反射特征.近些年关于球面波的研究主要聚焦于球面波反射系数随入射角的变化规律,很少对球面波反射系数随频率的变化(频变)做详细研究.为了更全面地了解球面波的反射机制,本文研究了两层弹性介质中球面波PP反射系数(幅值和相位)的频变规律.文中基于经典的Sommerfeld积分构造球面波PP反射系数,通过自适应的Gauss-Kronrod求积算法对其进行稳定的数值计算.数值试验发现,对于不同的介质参数,球面波反射系数表现出了复杂的频变规律.尤其是当平面波反射系数为零时,对应的球面波反射系数是非零的,且球面波反射系数的相位随频率增加在高频趋近于90°或-90°,即此时球面反射波相对于入射波会有90°的相位旋转.对四类AVO模型的测试表明,球面波反射系数与平面波反射系数在临界角附近和低频时差异很大.