地震层析成像中存在的主要问题及应对策略

详细讨论了地震层析成像中存在的主要问题,包括数据投影角度不全、数据不均匀覆盖、反射层析中界面深度和速度的耦合、参考模型引起的非线性误差问题、边界作用、数据的不确定性和模型参数不同分量的不确定性不同.分析了问题的产生原因和应对策略,并给出了在层析反演过程中应该注意的一些控制措施.

浅谈反射地震走时层析中的正则化

反射地震走时层析本质上是一个病态问题,而正则化是改善问题病态程度的有效手段.反射地震走时层析最终可归结为线性方程组的求解,本文讨论了在线性方程组求解过程中正则化的作用和方式.正则化的作用有:(1)用超定分量约束欠定分量和零空间分量;(2)用先验信息约束欠定分量和零空间分量;(3)对射线的不均匀覆盖进行阻尼;(4)对数据的不准确性进行阻尼.正则化的加入方式有:(1)加法型(将正则化矩阵补在层析矩阵后面,包括导数型正则化和零阶正则化,一阶导数型正则化对应最平坦解,二阶导数型正则化对应最光滑解,零阶正则化对应紧约束解);(2)乘法型(将正则化矩阵与层析矩阵相乘,主要包括阻尼型正则化).并利用简单的模型对正则化的效果进行了试验,发现经各种正则化约束后,与未加任何正则化约束得到的速度模型比较,尽管恢复的异常体的幅度不如后者大,但得到的速度剖面要平滑得多,更利于后续的射线追踪正演和层析反演.

三角网格参数化在反射地震走时层析成像中的应用

矩形网格参数化是反射地震走时层析成像中的传统参数化方式,然而这种参数化方式本身的缺点(如剖分的灵活性差,对速度界面的描述精度差)却在层析成像的正反演过程中产生了很多不利因素:正演模拟和层析反演时存储量大、计算量大、计算耗时久,层析反演的方程性态差、求解难度高等。鉴于矩形网格参数化层析成像的上述缺点,将三角网格参数化应用到反射地震走时层析成像中,研究发现三角网格参数化本身的优点(如剖分的灵活性强,对速度界面的描述精度高)在层析成像的正反演过程中产生了诸多有利因素,大大减少了网格的数目,在正演模拟和层析反演时大大减少了存储量、计算量和计算时间,并改善了层析反演的方程性态,降低了求解难度。因此,三角网格参数化与矩形网格参数化相比在反射地震走时层析成像中更有优越性,模型试验表明两种参数化方式得到的层析反演结果具有可比性。

反射地震走时层析成像中的大型稀疏矩阵压缩存储和求解

反射地震走时层析成像是一种精度较高的速度求取方法,最终可归结为线性方程组的求解.方程组具有很大的维数,常规解法需要很大的存储量和计算量.本文考虑到当投影函数取为走时残差,图象函数取为慢度残差时,灵敏度矩阵中的元素表示射线经过网格的长度的特殊物理意义,采用行索引的压缩存储方式,在射线追踪正演模拟过程中直接压缩存储灵敏度矩阵,在层析反演过程中利用压缩后的矩阵进行求解,大大降低了存储量和计算量.

积分道与基于Born散射的一维声波方程速度反演

基于Born散射理论 ,推导了适用于常速和变速背景的一维速度反演公式 .与经典的Bleistein逆散射反演公式相比 ,本文考虑了声波在一维有限空间中的传播 ,选取的边界条件更合理 .改进后的公式也揭示了积分道 (对反射系数的积分 )与绝对速度的关系 ,更有实用价值 .

改进的RCA偏移速度分析相干谱计算方法

相干谱在剩余曲率偏移速度分析中,是判别速度是否正确以及求取速度更新量的重要工具。然而利用SU相干公式计算的相干谱,对小幅度相干成分和大幅度相干成分缺乏足够的分辨能力,降低了在相干谱上拾取的准确度。基于"使相干值的大小反映信号的能量(幅度)"的思想,采用"幅度归一化"的措施进行了改进,使相干谱中能量团更集中,更能反映主要反射层位,提高了在相干谱中信息拾取的准确度。

叠前地震数据弹性参数反演及反演策略浅析

反演本质上具有不适定性,在反演过程中采用一定的策略很有必要.本文采用反射率法正演、共轭梯度法反演的正反演体系,从不同频带数据的最佳收敛步长、目标函数的组成等方面对反演的影响进行了探讨.在此基础上采用分频反演、分层反演及变权重目标函数的策略,利用海上测井弹性参数模型对地震叠前波形数据进行了弹性参数反演试验.通过对反演结果的分析指出对反演的中间结果进行质量评估和质量控制的必要性.

地震层析成像发展回顾

回顾了地震层析成像方法近 2 0年来的发展历程。指出 ,地震层析成像的发展主要遵循三条主线 :一是从利用透射数据到利用反射数据 ;二是从利用运动学信息到利用动力学信息 ;三是从利用射线理论到利用波动理论。此外 ,亦探讨了层析成像中存在的主要问题及解决途径 ,例举了层析成像在地震勘探中应用的效果 ,并指出了层析成像未来的发展方向。

基于参数模型两种剖分方式的射线追踪比较

通过对比研究参数模型矩形和三角网格两种剖分方式的射线追踪正演过程,指出基于三角网格剖分参数模型的射线追踪具有如下特点:①参数模型和反射界面定义具有一致性,可在界面的处理上提高精度;②剖分网格个数相对矩形网格剖分方式大大减少,可大大减少计算量和存储量;③运行变量的选择与网格内平方慢度的三参数表述形式相结合,使得在射线追踪过程中参数的更新量表达式相当简洁。因而基于参数模型三角网格剖分方式的射线追踪具有更快的计算速度和更高的计算精度。

利用梯度面板对叠前波形反演过程进行质量控制

对反演的中间过程进行质量控制可有效改善反演过程的适定性及反演结果的可信度。采用反射率法正演模拟、共轭梯度法反演的正反演体系,在反演过程中将不同慢度数据计算的梯度排列形成慢度-深度域梯度面板。梯度面板反映的是对应不同入射角(即不同水平慢度)的数据所提供的梯度,具有类似偏移中共成像点道集的含义。再利用梯度面板分别对反演的初值、分频反演中的频带选择、分层反演中的层段选择以及分慢度反演中的慢度选择等方面进行质量控制。模型测试表明基于梯度面板的质量控制是可行的。

去噪强度、去噪效率与振幅保真

张宝金 ,成谷 ,王云专 ,王晓华 .去噪强度、去噪效率与振幅保真 .石油地球物理勘探 ,2 0 0 2 ,37(1) :1～ 5本文从去噪强度和去噪效率的角度对信噪比与保真度问题进行了探讨。去噪强度即应用滤波因子在对应的数据窗内去除噪声的总能量 ,而去噪效率则是对应于去噪强度的信噪比的变化率。去噪强度越大 ,去噪效率越低 ,保真性越差。在相同去噪强度的情况下 ,获得较高去噪效率的方法就是保真性好的方法。准确估计信号、有效衰减强噪声是降低去噪强度、提高去噪效率的核心。叠后估计信号比较准确 ,叠前去噪优势较强 ,叠前、叠后联合去噪更能达到提高地震资料信噪比和保真度的目的 ;对不同能量的噪声 ,选择不同的去噪强度并使之达到最佳 。

叠前同步反演技术在北黄海盆地中生界储层预测中的应用

北黄海盆地中生界目的层埋藏较深,储层纵横向变化快,厚度较薄,砂泥岩速度接近,造成纵波阻抗叠置,单纯依靠叠后纵波阻抗反演预测很难解决岩性区分和储层描述问题,而通过叠前同步反演得到的纵横波速度比和密度参数,进而转换为对岩性和物性敏感的其他参数,能有效区分砂泥岩,进行复杂岩性的识别和储层描述,提供更加准确的储层预测结果。利用叠前同步反演技术,对北黄海盆地中生界储层进行预测,刻画了目的层中砂体的空间几何形态,实现了对储层的精细描述,取得了较好的应用效果。

北黄海盆地东部坳陷地层划分及沉积特征

应用地震、钻井、测井资料,运用层序地层学原理在北黄海盆地东部坳陷识别了6个不整合界面、划分了多套地层,并对地层及沉积特征进行研究。结果表明:晚侏罗世,发育暗色泥岩为主的湖泊沉积,盆缘扇体较少;早白垩世,以湖泊—三角洲相沉积发育为特征,半深湖相萎缩;始新世,仅见局限的滨浅湖与三角洲相沉积;早渐新世—晚渐新世,主要为河流—三角洲与滨浅湖相沉积,此时扇三角洲、河流—冲积平原广布,沉积物砂质含量高;新近纪—第四纪,盆地进入区域沉降阶段,新近纪接受了以填平补齐为特点的沉积,更新世则形成了稳定陆表海沉积。

用非零偏P-P波、P-SV波计算零偏反射纵波和反射横波

在P波入射时 ,地下同一点产生的P P波和P SV波是入射角、界面两侧纵波阻抗和横波阻抗的函数 ,并且两者是耦合的 .利用两者的耦合关系 ,可在入射角确定的情况下提取与入射角无关的零偏纵波反射和横波反射 .本文对此进行了理论推导 ,结论是 :入射角为零时的纵波与横波反射系数是入射角非零时的P P波和P SV波反射系数的线性组合 .进而可以用纵横波反射计算泊松比反射剖面 .把多波叠前反演转化到叠后进行 ,通过合成弹性参数反射剖面 ,直接反演弹性参数等 ,都很有意义 .文中给出了有关的公式 ,并对具体实现方法和有关参数进行了讨论 .

南黄海中古生代残留沉积地层的地震成像

文中展示了南黄海中古生代沉积地层的成像结果,显示南黄海隆起区存在较稳定的中古生代沉积地层残留区.南黄海中古生代残留沉积地层的成像问题一直是地震资料处理的难点,主要原因是以海底鸣震为主的层间多次波和与中古生界顶界面相关的长程多次波非常发育,致使有效反射波无法准确识别.本文利用平面波域层间多次波的可预测性,对地震数据平面波分解之后进行预测反褶积,较好地消除了层间多次波.利用速度差异分离长程多次波,在有效波速度无法确定的条件下,先从低速的、可以确认的多次波开始进行分离,逐步确认并分离多次波,同时逐步进行有效波的确认和成像速度的尝试,最终得到合适的成像速度场和多次波被充分分离的数据.成像结果对南黄海残留盆地研究有一定借鉴意义.

南海西部中建南盆地烃源岩热演化史

中建南盆地勘探程度较低,对盆地内油气资源前景尚无明确认识。利用PetroMod盆地模拟软件,对盆地内烃源岩热演化史进行了模拟。结果表明:中建南盆地内最主要的一套烃源岩为始新世早—中期烃源岩,生烃门限为2050~2125 m,但盆地内2个主要生烃坳陷——中部坳陷和北部坳陷内的始新世早—中期烃源岩热演化程度差别较大,分别在32、24 Ma开始进入生烃门限。现今中建南盆地中部坳陷的热演化程度高于北部坳陷,因此中部坳陷的生烃潜力应大于北部坳陷。中建南盆地主力烃源岩尽管在晚渐新世末陆续成熟,并进入生、排烃高峰期,但因缺少良好的区域性盖层,直至上新世末圈闭定型,油气才开始聚集成藏。因此,中建南盆地油气成藏的关键时期为上新世末。

基于自适应噪声反馈机制的地震资料去噪方法

大多数去噪方法在去噪的同时会产生假象,导致去噪后的剖面保真度受到破坏。将噪声归结为非均衡噪声和均衡噪声两种类型,采用两步法策略进行噪声衰减,先衰减非均衡噪声,再衰减均衡噪声。针对两种噪声分布情况,建立指示因子NCR和SCR表示常规信噪分离后噪声剖面和信号剖面的可靠性。分析指示因子NCR和SCR对噪声和信号可靠性的指示意义,据此设计自适应噪声反馈系数,将信噪分离后的噪声剖面乘以自适应反馈系数并加回到信号剖面中,形成一种基于自适应噪声反馈机制的去噪方案。数据测试表明方法具有较好效果。

声电成像测井在北黄海盆地中生界油气勘探中的应用

北黄海盆地是海域油气勘探新区,经历了多期次的构造演化,地质条件复杂、勘探难度大。利用声电成像测井资料对该盆地东部坳陷某区块的岩性、层理类型、裂缝、古水流及地应力方向进行了分析研究。结果表明:区内中生界岩性主要为砂砾岩、细砂岩、粉砂岩和泥岩;泥岩段水平层理发育,砂岩段则多见楔状交错层理、板状交错层理、小型波状层理;下白垩统、侏罗系的古水流方向在不同井区差异小,总体上呈东偏南向;中生界裂缝不甚发育,多数集中在侏罗系,倾角普遍较大,主要分布于泥岩或泥质粉砂岩,多属无效缝;地应力分析结果指示,研究区最大水平主应力为近东西向。上述研究为该区进一步勘探部署提供了可靠的基础资料。

增强《计算方法》课程趣味性的教学改革

数值计算方法课程包含方法众多、方法名称容易混淆、数学推导较多,理论性、技术性和实践性均较强,学生在有限的时间内很难获得较好的学习效果。为增强课程的趣味性,使学生在较短的时间内掌握众多的方法并学以致用,笔者在多年的教学实践中进行了一系列的教学改革:利用Matlab软件具化方法原理及图形,增强直观感性认知;多媒体教学、传统板书教学、Matlab软件实时编程演示相结合,控制教学节奏;提出启发式问题,引导学生主动思考;结合专业需求,注重实践教学和应用研究。上述措施经教学验证获得了较好的效果。

《应用地球物理》实验课程教学细节设计

《应用地球物理》理论课程涉及到大量的数学物理知识,使学生感觉枯燥,应用地球物理实验课程的加入,可通过理论和实验的结合,帮助学生巩固理论知识,提高学习效果。但《应用地球物理》实验课程具有仪器设备多、实验方法多、探测参数多等特点,学生对实验内容的掌握难度较大。对此,笔者在教学过程中进行了针对性的教学细节设计,采取了分组人数确定、实验前方案设计、组内工种轮换、设立学生导师、实验后交流总结等具体方案。通过以上方式,改变学生的角色,使学生不再是实验课程学习的被动接受者,而是变成主导者和评估者,激发学生的学习兴趣,提高教学效果。