复杂地质构造的边界元-体积元波动方程数值模拟

针对多种复杂油气藏构造所呈现的分层、层内介质非均匀及分界面复杂等特点,本文推出一套高精度的基于边界元法的数值模拟算法。该方法将边界积分表达式与Lipmann-Schwinger积分方程相结合,在边界散射基础上考虑了非均匀介质的体散射影响,使之可适用于任意复杂构造的正演模型。采用变单元算法、改进的分块高斯消元法和无限元吸收边界等技术,提高了计算精度和计算效率。数值模拟试验结果证明了该方法的实用性和有效性。

昆明市区浅部速度结构与隐伏断裂特征

利用昆明市区的人工地震资料的Pg震相,通过三维有限差分方法对昆明地区浅部速度分布及构造进行反演,探讨了速度结构与隐伏断裂的关系以及主要活动断裂向深部的伸展情况.其中,普渡河—西山断裂在各种深度速度分布图上都在低速异常区的西边界上,是昆明盆地西侧的边界断裂,表现为以陡倾角向东倾斜,且向深部延伸深度较大.而普吉—韩家村断裂和黑龙潭—官渡断裂则控制盆地中部的低速异常区,向深部延伸深度相对较小,未穿过盆地基底界面.

新疆富蕴—库尔勒剖面接收函数方法获得的地壳上地幔结构成像

利用远震接收函数方法处理宽频地震探测数据获得富蕴-库尔勒剖面地壳上地幔结构转换波成像。中天山南缘断裂下方自南向北Moho转换界面具有向北倾斜的特征，且此转换界面有间断，深度逐步由50km加大到60～70km。北天山北缘断裂北部下方相对连续的转换界面明显以较小的幅度向南俯冲延伸到80～90km深度。中天山南缘断裂到乌鲁术齐之间，除间断、斜交和叠置的Moho转换界面外，还可见其他转换界面。乌鲁木齐以北，进入准噶尔盆地Moho转换界面相对平缓深度在50km上下，最深处靠近天山附近。天山Moho面的加深、重叠以及地震发生的深度表明本区天山构造活动较强，天山的山根深度近100km。相对于天山西段本区南北向的推挤作用明显减弱。

地球物理不规则分布数据的空间网格化法

不规则分布数据的网格化处理是地球物理数据处理和解释的基础问题,是保证许多地球物理数据处理方法得以成功实施的前提。文中介绍了线性插值法、多元二次函数法、普通克里格法、反插值法等4种空间网格化法的原理,并利用这些网格化方法进行了理论模型和实际航磁数据的试验分析。

复杂地表边界元-体积元波动方程数值模拟

复杂近地表引起来自深部构造的地震反射信号振幅和相位的异常变化,是影响复杂近地表地区地震资料品质的主要原因.本文采用边界元体积元方法,通过求解含复杂地表的波动积分方程,来模拟地震波在复杂近地表构造中的传播.其中,边界元法模拟地形起伏和表层地质结构对地震波传播的影响;体积元法模拟起伏地表下非均质低降速层的影响.与其他数值模拟方法比较,其主要优点为几何上精确描述不规则地表界面,实现精确模拟自由表面对地震波的边界散射;显式应用近地表地层界面的连续边界条件,实现半解析的数值模拟;分区处理近地表复杂结构,有效模拟复杂地表下非均匀介质对地震波场的体散射.数值试验结果表明了该方法的实用性和有效性.

复杂地表低信噪比地震数据处理研究

焉耆盆地地质条件复杂,侏罗纪末燕山运动和第三纪喜山运动的挤压推覆作用在焉耆盆地南缘霍拉山前形成一系列推覆构造.由于地形起伏大,近地表结构复杂,采集的地震资料信噪比较低;以推覆构造为主体的地下地质复杂性给地震成像造成极大的困难.针对该复杂地区低信噪比地震资料,在偏移前资料预处理中,通过采取一系列旨在提高信噪比、重建反射信号的技术,为后续的复杂构造成像处理奠定基础.针对断裂交错的复杂推覆构造成像,采用增强高波数波场成像的半解析Fourier地震偏移方法,能很好地成像强速度对比下的陡倾角大断裂地质构造,有效突出推覆体构造的空间形态,改善推覆体下的成像效果.

近地表地震地质复杂性的一种定量分析方法

复杂近地表散射衰减所有的地面观测波场,形成半随机半相干的近地表强散射噪音背景,弥漫整个炮集,淹没深层反射信号,是导致地震资料极低信噪比的主要原因.如何研究和评价近地表散射强度一直是石油勘探未解决的问题,这与起伏地表的粗糙度、近地表速度横向变化和结构倾角分布密切相关.基于前期复杂近地表边界元法波动方程数值模拟研究,本文提出一种复杂近地表散射振幅矩阵方法来分析近地表散射强度.首先对复杂近地表结构进行边界元配置方法离散,根据边界积分方程生成矩阵方程.我们不求解该矩阵方程(涉及海量计算),只是利用矩阵分析技术来解析矩阵方程中的散射振幅系数矩阵,研究复杂近地表结构对不同频率波场的散射强度.该方法利用边界元对近地表结构几何特征的精确表征,研究起伏地表和非规则地质分界面对地震波传播的影响,由基本解及其在边界上的法向导数经过高斯数值积分计算得到的散射振幅系数矩阵,不仅描述了任意两点之间的相互影响,同时还刻画了边界形状特征的影响,为评价不同地质结构的散射强度提供了可能性.作为初步评价手段,我们采用矩阵元素总和与矩阵维数之比作为表征散射振幅系数矩阵散射特征的标量复杂系数,通过理论和实际模型测试,形成了一套行之有效、计算快速的近地表复杂性分析方法.

应用边界元模拟方法分析复杂海底地震散射特征

边界元法对随机起伏的复杂海底界面具有良好的适应性。比较了边界元法与有限差分法对复杂断层模型的模拟精度,并验证了边界元法的有效性。利用边界元法对复杂海底模型进行波场模拟,反映起伏海底界面对地震波传播的影响;利用统计参数描述复杂海底地貌特征,将崎岖海底界面划分为快、慢变化和强、弱起伏等4种特征类型。根据不同统计参数的选择建立崎岖海底理论模型,利用边界元法对不同类型的崎岖海底理论模型进行模拟研究,同时与实际海底资料相对比,分析了复杂海底地震散射特征。此项研究成果可为复杂海底地区目标导向地震观测系统设计和采集参数优化提供理论依据。