基于随机增强量子粒子群算法的弹性波数值模拟

在本文中,我们提出了一种随机增强量子粒子群优化算法,并基于该随机增强量子粒子群算法提出了一种新的有限差分格式。随机增强量子粒子群优化算法具有明显的收敛速度优势,可以在第200代内收敛。在相同条件下,未改进的量子粒子群算法的收敛速度远低于随机增强量子粒子群算法。数值频散分析表明,基于随机增强量子粒子群算法的优化有限差分格式具有更大的频谱覆盖范围并将精度误差控制在了有效范围之内,这意味着随机增强量子粒子群算法具有更好的搜索全局精确解的能力。最后,采用基于随机增强量子粒子群算法的优化有限差分格式对弹性波动方程进行数值模拟。数值模拟结果表明,基于随机增强量子粒子群算法的优化有限差分格式能有效压制数值频散。

我国陆相油储地球物理研究历程回顾与认识

本文扼要回顾我国陆相油储地球物理18年的研究历程、"产学研"一体化组织实施和取得的非常规油气藏新领域的突破性进展,阐述笔者对陆相油储地球物理学科学命题提出研究目标及内涵的认识,并提出若干认识.

细胞自动机在地震波传播研究中的应用

本文基于细胞自动机在地震波传播研究中的最近成果，阐述了其基本的研究思路与理论框架，给出了一个计算实例．在此基础上就细胞自动机方法与传统波动方程的衔接关系及复杂介质中地震波正反问题作了讨论，并对研究前景进行展望．

面向油气勘探开发提升地震偏移及属性刻划水平

针对复杂地质条件油气勘探开发的需求 ,仅就运用地震资料提取地质属性及构建油储模型所可能面临的难点 ,阐明必需提升地震波传播及成像研究水平的基础理论命题和数值计算的关键环节 .文中着重于用形象的数值图像结果 ,说明开展此类研究的必要性 .对我国而言 ,前新生代海相碳酸盐岩勘探和今后相当时期内对国民经济仍起支撑作用的东部老油田外围及深部油气的勘探开发 ,这两类研究对象尽管其地质演化年代及过程各异 ,但对地球物理偏移成像技术进步及油储建模而言 ,对提升探测的理论所提出的要求 ,都属于近代的难题 .

我国油储地球物理学研究的现状及思考

针对国家自然科学基金委员会“八五”《陆相薄互层油储地球物理理论和方法研究》重大项目的预研准备及立项研究的基本情况，阐述对油储地球物理在我国的发展现状及“九五”期间开展研究的基本思考与建议．

对“油储”项目在大庆实施获得成果的概述及认识

本项目立项不久,为验证所开展理论研究的有效性,从各课题优选内容,提出直接介入大庆外围及深部油气储量预测工作的额外研究内容,旨在于提升本项目的理论研究水平和应用价值.1998年研制集群计算机、研发叠前地震资料并行处理平台及辅助软件包,促成本项目与国际同步(2000年)生成“三维波动方程叠前深度偏移成像”算法及软件,提升了我国在勘探地球物理研究领域地震成像的能力.1999年,在大庆组装8个节点集群机,处理150km地震资料,在82线的深度剖面上,发现“凹中隆”内部结构和断裂特征.后经布署三维地震勘探及多项研究,大庆决定钻探“徐深1井”并获得重大突破,揭开了大庆发现大气田的序幕,极大地显现并提升了大庆油田的可持续发展空间.分别在北京和大庆两地设立“油储地球物理研究中心”,业已表明,合理的科研组织思路及举措,有利于重大项目成果的集成与应用,以及形成研究团队的群体突破态势.

知识创新工程重大项目在大庆油田的技术成果要览

在国家自然科学基金委员会和大庆油田的长期支持与资助下 ,我国陆相油储地球物理历经十余年的广泛探索 ,在理论认识上取得长足进步 .据此 ,中国科学院第一批知识创新工程重大项目启动时 ,就以“油气勘探二次创业的前导研究”为题 ,列项研究 .本文着重介绍在该重大项目推动下 ,近三年来参于大庆油气储量探测实践过程中 。

“九五油储”基金项目分析

本文概述由国家自然科学基金委员会与大庆油田联合资助的"九五油储"重大项目的立项背景、研究目标和学科内涵、实验基地及地质目标、组织措施、具体成果概述、实际效果、人才培养和"九五油储"后续的重大成果产出等相关内容.

地震反问题研究评述

本文分析了地球物理反演问题在古典提法下存在的固有缺陷,继而讨论波动方程反问题的研究进展,然后讨论地震层析成象和偏移问题,最后对当前研究中存在的问题及发展方向作一评述.

纪念李世雄教授

本文以笔者所能领悟到的李世雄教授对提升油气勘探科学水平做出的贡献,阐述他近20年来在地震成像、Wavelet、独立分量分析(ICA)和复杂条件下动力学问题的理论方法研究成果,并对李世雄教授为提升年青后学者科学判断力和促进研究群体有效成果产出的指导风范,深表敬意.

关于发展我国固体地球物理学的探讨

简要分析了地球物理学的发展与我国国情,对今后5～10年中国地球物理学的发展战略目标,阐明了作者的见解和实施建议。

广义S变换与薄互层地震响应分析

Stockwell等人提出的S变换虽然与Fourier谱能保持直接联系 ,然而 ,由于S变换中的基本小波不适用于地震资料处理 .为此本文采用两个步骤对S变换加以推广 ,得到两种新变换 (统称为广义S变换 ) .首先 ,用带有 4个待定参数的调幅简谐波来代替S变换中的基本小波 ,定义广义S变换 1,给出对应的逆变换 ;然后 ,以第一步中的基本小波的线性组合为新的基本小波 ,定义广义S变换 2 ,并构造其逆变换公式 .最后 ,分别使用S变换及广义S变换对几种典型的薄互层模型进行分析计算 .结果表明 ,后者比前者有更强的探测能力 ,后者可准确地确定厚度为 1 8波长的薄互层中波阻抗界面位置 ,但前者却不能 .文中还用实际资料处理的结果 ,证明了广义S变换方法的有效性 .

地震资料在小波域的分频处理与重构

在地震资料处理过程中 ,为了提高目的层段反射同相轴的分辨率 ,通常采用反褶积的方法。但是 ,这种方法很难设计出在突出主要目的层频段信息的同时 ,又兼顾其它频段的有用信息。频率域滤波方法虽然可解决时变滤波问题 ,但这种方法是基于傅里叶变换 ,在窗口与窗口之间的接合部位会出现假异常。本文针对上述问题 ,提出了地震资料在小波域分频处理与重构的方法。在提高目的层反射同相轴分辨率及同时兼顾中、低频信息的前提下 ,使处理出的地震剖面的频带有所拓宽 ,从而达到最佳重构。文中给出了具体算法和实例分析。其结果表明 ,该方法在理论上是正确的 ,实际应用效果也是成功的。

基于小波变换的地震相干体算法研究

基于计算相干体算法 ,提出了用模拟地震子波的小波函数 (或高分辨导数小波函数 )的小波变换 ,得到分频瞬时相位 ,再计算相干体的相干体算法 1和用小波变换得到的实、虚部 (相当Hilbert变换 )计算相干体的相干体算法 2 .在油田构造解释中 ,为了突出小断层特征 ,用分频计算出的相干体进行重构 .实际资料计算表明 ,相干体算法 2较K .J.Marfurt相干体算法抗噪声能力强 ;相干体算法 1较相干体算法 2在实际应用中效果更明显 .

地层条件下砂岩含水饱和度对波速及衰减影响的实验研究

为了研究含气地层对地震波传播的影响,在地层温压条件下,用超声波测试了长庆油田苏里格气田砂岩样品在不同饱和度下的纵、横波速度和衰减Q值.实验表明砂岩样品的物性和流体含量对纵波的速度和衰减的影响均大于横波,含气饱和度大于60%时纵波Q值变化明显;物性越好,含气饱和度越高,纵波Q值越小,吸收越大.分析实验结果和相应的影响机理,给出了利用纵波的吸收衰减预测砂岩含气性的应用实例.

对“油储”项目在大庆实施获得成果的概述及认识

本项目立项不久,为验证所开展理论研究的有效性,从各课题优选内容,提出直接介入大庆外围及深部油气储量预测工作的额外研究内容,旨在提升本项目的理论研究水平和应用价值。1998年研制集群计算机、研发叠前地震资料并行处理平台及辅助软件包,促成本项目与国际同步(2000年)生成“三维波动方程叠前深度偏移成像”算法及软件,提升了我国在勘探地球物理研究领域地震成像的能力。1999年,在大庆组装8个节点集群机,处理150km地震资料,在82线的深度剖面上,发现“凹中隆”内部结构和断裂特征。后经部署三维地震勘探及多项研究,大庆决定钻探“徐深1井”并获得重大突破,揭开了大庆发现大气田的序幕,极大地显现并提升了大庆油田的可持续发展空间。分别在北京和大庆两地设立“油储地球物理研究中心”,业已表明,合理的科研组织思路及举措,有利于重大项目成果的集成与应用,以及形成研究团队的群体突破态势。

大步长波场深度延拓的理论

波场延拓是地震偏移成像的基础.快速进行目标区波场延拓对石油勘探中急需发展的深部地震勘探和无组合海量地震数据的成像有重要意义.在目标区成像中,目前已有的波场延拓方法,包括基于走时计算的Dix方法和射线追踪方法,以及基于小步长波场递推的方法,在适应复杂介质、计算精度和计算效率的某一方面还不能完全满足实际需要.本文提出一种基于“算子相位”李代数积分的快速计算延拓算子的方法,称为大步长波场延拓方法.在该方法中,指向目标区的波场延拓算子象征的复相位被表示成波数的线性组合.线性组合的系数是层速度函数及其导数的深度积分,计算和存储较为方便.波场延拓算子通过相移算子加校正的方法,利用快速Fourier变换在空间域和波数域予以实现.利用动力学等价关系导出了便于计算的表达式.本文比较了算子主象征函数用一步法展开和用两步法展开的精度,从而说明大步长方法的精度要高于递推方法.在横向和纵向线性变化介质中,将大步长方法的脉冲响应与递推法做了比较,说明大步长延拓算子的走时精度主要取决于相移因子中的横向变速校正项;且在各种近似下,大步长算子发生的频散都非常小.

地震逆散射波场和算子的谱分解

本文对地震逆散射的研究,旨在于为抑制层间多次波和地震波场多重散射对一次反射干扰效应提供理论依据.这对薄互层地层滤波的高频恢复、保幅弹性反演、衍射地震勘探及海洋地震勘探中的干扰消除皆具重要意义.本文基于上下行波分解及弹性波互易定理,导出横向变速介质条件下线性预测算子的表达式和反射数据的广义谱分解方程.文中先由上覆地层广义反射透射矩阵的元素定义线性预测算子,并将其表示成一系列单程波算子的线性组合,之后将横向变速介质条件下线性预测方程表达为反射数据与线性预测算子及其逆的乘积.对该方程的求解可获得上覆地层的线性预测算子,从而可借以求出相应的反射透射算子.本文先将水平层状介质条件下垂直入射的一维线性预测方程推广到斜入射的情况,以此为参照,导出横向非均匀介质条件下反射数据的地震逆散射广义谱分解方程.文中也揭示了单程波地震逆散射算子、反射透射算子的性态.本文还针对水平层状介质条件,给出斜入射的数值结果.

地震信号瞬时特征在小波域分频提取的方法和应用

在直接进行 Hilbert变换提取瞬时特征信号的传统方法中 ,Hilbert变换对高频随机噪声十分敏感 ,即使地震信号中存在微弱的高频噪声 ,所提取的地震信号瞬时特征仍被噪声淹没。本文提出了在小波域提取地震信号瞬时特征的方法 ,它利用小波变换的实部 (相当于实信号——地震信号 )、虚部 (实信号的 Hilbert变换 )的特点直接提取地震信号瞬时特征。该方法具有分频、去噪的功能 ,并且提取的地震信号瞬时特征中保留了频率低于高频随机噪声带的弱波 ,这种弱波可在瞬时特征剖面 (如瞬时频率、瞬时相位、瞬时振幅 )中显示出来。

地震叠前深度偏移方法流程及应用

针对复杂介质的成像问题，提出了一套地震资料叠前深度偏移方法流程，主要包括三部分：（１）地震资料精细预处理；（２）速度－深度模型建立；（３）叠前深度偏移成像．以Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ偏移理论为基础，强调地质与地球物理的综合以及地震处理与解释的一体化．在ＺＸ地区成功地实现了二维地震资料叠前深度偏移，所获得的ＮＥ２０６叠前深度偏移剖面揭示了复杂的ＺＸ古潜山及其内部构造，并清楚地展示了逆掩断层的存在．