Love型槽波三维地震物理模拟试验研究

三维槽波地震物理模拟技术一直以来都是超声地震物理模拟的一个难题,国内外开展的相关工作较少。要成功模拟出Love型槽波,需要从槽波波场特征、模型设计浇筑、数据采集系统、固体采集耦合等方面系统考虑。针对三维槽波地震物理模拟成功的关键技术参数分析、发射接收系统关键器件-换能器的性能特征、不同直径换能器组合的激发接收方式、槽波物理模型设计制作以及固体模型数据采集等方面开展试验研究,成功模拟出了特征明显的Love型透射槽波。研究结果表明:①模型设计时煤层厚度不能大于30 mm,但必须大于换能器尺寸的2倍以上,且应与探头激发的波长相当,否则无法成功激发出明显的Love型槽波;②直径1 mm的点状换能器和直径8 mm的平面换能器,在无负载条件下,从能量传输效率、子波幅频特性等方面对比,平面换能器均优于点状换能器;③点状换能器和平面换能器不同组合方式作为激发、接收点,在铝板和有机玻璃板为负载的综合试验情况下,要在现有设备条件下实现三维槽波物理模拟只能采用平面换能器作为接收点,激发源可任意选择;④平面换能器激发接收的Love型槽波信噪比高、艾里相能量强,能清晰分辨模型中断层,而点状换能器激发接收的槽波记录信噪比、艾里相能量较弱,无法识别模型中的构造。

三维复杂构造中地震波模拟的单程波方法

复杂构造中单程波与双程波方法模拟结果的比较表明 ,就地震勘探中主要关心的一次反射波而言 ,单程波算法已具有足够的精度 .使用单程波方程将极大地减少数值计算的计算量 ,同时对介质的几何和物理参数建模也降低了要求 .单程波算法可视为深度偏移的“逆运算” ,这样可以很好地借用已知的深度偏移方法及其程序系统 .基于计算效率和计算精度的双重考虑 ,本文在介质速度结构较复杂时采用显式短算子波场延拓方法 ,而在介质速度结构相对简单时采用分裂步相移法 .

三维地震物理模拟采集技术及其应用

地震物理模拟建立了地震理论方法研究和实际地震勘探相互联系的桥梁,是弹性波场传播规律研究和处理解释方法验证的重要手段,在油气地震勘探领域发挥了重要的理论支撑作用。由于煤田与油气在地震勘探属性上存有较大差异,且国内外在煤田地震勘探领域尚没有建设成专业的自动化地震物理模拟系统。为此,设计研制了适用于煤田地震勘探的大型专业化三维地震物理模拟系统,主要由运动和控制系统、导轨和传动系统、测量系统、采集系统构成。针对该系统的物理模拟采集问题,研发了单坐标系统高定位精度技术和双坐标系统精度统一技术,实现了测量系统的空间定位精度误差不大于7μm、双坐标系统具备统一的绝对零点坐标的超于预期的研究目标,并且通过含典型构造的煤田地震物理模拟实验,验证了系统的各项功能。

三维地震物理模型技术的效果与精度研究

地震物理模型技术是地震勘探的重要手段 ,地震物理模型的实验水平、精度和效果是该技术的关键。本文选择了两个地质模型——上覆均匀介质的穹窿模型和上覆裂隙介质的穹窿与断层模型 ,进行常规三维地震数据的采集、处理和分析 ,得出如下结论 :地震物理模型实验完全可以模拟三维的地质构造体 ;每一个地质体的波场特征都能反映在剖面上 ;模拟的精度能满足地震勘探攻关的需要。

大型双三轴气浮定位多道三维地震物理模拟系统及其应用

三维地震物理模拟技术作为一种重要的地震波传播特征的研究手段,与数值模拟相比具有结果更逼真、不受计算方法和边界条件限制等优点,是认识复杂构造地震波传播规律及其响应特征的有效方法之一,并在地震波传播基本规律研究、野外地震勘探方法验证、观测系统设计优化等方面具有重要的应用价值。为此研发一套大型双三轴气浮定位多通道三维地震物理模拟实验系统。该系统包括导轨和传动系统、运动控制系统、定位测量系统、物理模拟数据采集系统及安全系统等5部分,可实现大尺度物理模型高精度定位,多通道、高效率、高信噪比、高分辨率模型超声波信号采集等功能。利用该系统对模拟含断层、陷落柱、煤层变薄带多种构造的含煤地层三维地震物理模型进行数据采集试验,获得的整体成像效果与地震物理模型吻合,验证了该系统的可靠性和准确性。该系统的研制成功为煤炭地震勘探方法理论研究及实际生产应用提供了新的实验技术手段。

三维精细积分法地震正演及边界条件

将任意差分精细积分法用于三维波动方程地震正演,关键在于如何消除数值计算中有限波场区域边界引起的边界反射。文中采用Berenger给出的电磁波完全匹配层吸收边界条件,推导出三维波动方程任意差分精细积分法地震正演的完全匹配层吸收边界条件计算公式,并给出了完全匹配层吸收边界条件算例。计算结果表明,此方法压制边界反射效果明显。三维波动方程地震正演模拟实例表明,完全匹配层吸收边界条件的任意差分精细积分法为复杂区地震波传播规律研究提供了一种实用的正演模拟工具。

E-Defense建设与相关研究

详细介绍了目前世界最大三维地震模拟振动台现代先进的技术性能与测控系统,以及E-De-fense别名与徽标寓意、建设背景与意义、设施组成与功能、运行组织与管理、服务与研究计划、已完成研究项目、成果公布与共享途径、利用形式与申请程序等若干引起关注的问题,并简述了日本大大特研究计划及其在E-Defense实施内容,同时提出了我们利用E-Defense开展相关研究的一点建议,以供我国基于E-Defense试验条件寻求与日本合作时参考。