慢度法全波场模拟及其水平慢度积分的实现

叠前地震数据的反演需要以某种正演算法为基础。本文从弹性动力学方程出发,采用慢度法计算层状介质的叠前地震记录。同反射率法一样,慢度法也能够提供地震波场的完全解,包括地震波在地层中传播时形成的一次波、多次波和转换波信息,而且其中间结果容易解释。具体实现步骤为:①通过傅立叶变换和汉克尔交换将本构方程和弹性动力学方程变换到频率-慢度域;②在频率-慢度域得到反射、透射系数矩阵递推公式;③分别对频率和慢度进行积分变换得到时-空域的地震道集。文中还讨论了慢度积分计算中解的稳定性问题。

基于隧道空间全波场二维数值模拟与特征分析

基于隧道地震波场二维数值模拟是研究隧道超前探测过程中地震波传播规律的基础,目前关于这方面的研究均建立在隧道侧壁观测系统的基础上,并且把隧道空间作为与周围地层具有同样弹性参数的均匀介质考虑,因此不能实现全波场模拟,与实际存在差异。基于实际隧道空间,建立了更加接近实际的隧道地质模型,实现了隧道空间的二维全波场模拟。通过二维全波场模拟及实例结果对比分析表明:①采用空间四阶时间二阶交错网格有限差分法能有效实现基于隧道空气介质的二维全波场模拟;②当地质界面倾角为90°时,掌子面附近激发的共激发点观测系统比侧壁的共接收点观测系统更有利于反射波的获取;③随着地质界面倾角的减小,界面同侧激发和接收的反射波能量增强;④对于局部地质体和大倾角地质界面,掌子面附近激发横波能量强于纵波,有利于横波成像。

应用全波场正演模拟进行川西深层海相地震勘探工程设计参数论证的研究

这里讨论了川西深层海相地震勘探工程设计的参数论证问题。在分析该区以往地震勘探工程设计的基础上,以现有地质认识为基础构建正演模型,利用Tesseral软件的正演模拟分析功能,进行地震采集参数的论证和观测系统的优化设计。地震数据采集实验结果表明,经过正演模拟优化的观测系统,能大幅度地改善地震数据采集的品质。

全波场正演模拟技术在ZBTD区块的应用与分析

在复杂地表条件下的地震资料处理中,正确识别和应用各种波非常重要。应用全波场正演模拟技术,可以在地震资料处理中数值模拟实际资料的理论模型,从而分析各种波在地层中的传播规律,利用波场快照识别有效波和干扰波。全波场正演模拟可将看不到,摸不着的波场,形象地展现出来,有助于观察地质结构与地震反射同相轴之间的因果联系。全波场正演模拟成为地质和地球物理学家之间实现相互理解和达成共识的最有效的工具。

矿井地震超前探测全波场数值模拟及波场特征分析

为了研究地震波在煤岩体中传播的全波场效应和波场特征,采用基于有限差分原理的数值模拟方法开展了矿井地震超前探测的全波场数值模拟。通过波场快照和视速度分析,研究了不同类型地震波在水平分量和垂直分量上的波场特征和视速度特征。研究结果表明:在煤巷中由于顶底板高速层的影响,地震波的传播规律十分复杂,煤层中传播的纵波主要为折射P波,折射P波在反射界面产生的反射波和转换波在地震记录上与其他干扰波叠合在一起,难以识别;煤层中传播的槽波在反射界面也会发生波型转换和反射,槽波转换波和反射槽波在垂直分量上的能量相比水平分量更强,波形特征更加明显,更易于识别,其中,垂直分量上的反射槽波能量最强,传播稳定,可作为煤巷地震超前探测的特征波。

弹性介质中瑞雷面波有限差分法正演模拟

为研究瑞雷面波的形成机理及传播规律,促进瑞雷面波资料处理方法的发展,本文根据弹性波方程,采用交错网格有限差分数值求解算法,对浅层各向同性弹性介质进行了包括瑞雷面波和体波在内的全波场模拟.提出了变系数吸收边界条件并将之应用于正演模拟,使边界条件的处理简单而高效,同时给出了角点的处理方法.对工程勘察中常见的连续和层状介质模型进行了模拟,获得了更加接近实际情况的地震记录.结合模拟记录,探讨了瑞雷面波的形成条件,同时讨论了震源埋深对面波能量的影响.

基于TSP观测模型的二维正演模拟

在TSP(隧道超前预报)中,对于前方地质体的探测是工程物探以及隧道工程中的重要的问题。但是在基于隧道模型进行全波场模拟时,隧道的复杂性又使得地震记录变得相对复杂而难以识别。而如果没有对前方地质情况有一定的了解,施工经常就会造成重大的损失。因此对本文利用交错网格有限差分法对基于隧道的模型进行各种不良地质体的模拟,对TSP常出现的地质体进行正演模拟并分析是有必要的。

鄂尔多斯盆地中央古隆起东部古岩溶地貌小型沟槽的识别

鄂尔多斯盆地中央古隆起东部奥陶纪末古岩溶地貌发育,古地貌中沟槽的准确刻画识别对研究油气成藏和提高勘探成功率具有重要意义。沟槽在地震上的响应主要是槽的深度而不是宽度,当地层倾角大于5°时,沟槽的响应特征模糊;而当地层倾角小于5°时,槽的侵蚀深度在10～5 m,它的地震同相轴相位会反转。如果侵蚀深度在30～10 m,那么它的同相轴增益会增大;如果侵蚀深度大于30 m,它的同相轴会呈复波型。利用井数据和实际地质资料建立沟槽充填模型,应用全波场数值模拟技术生成叠后偏移剖面,结合地震响应特征分析,推测描述了中央古隆起东部马家沟组五段中、下组合中小型沟槽的分布。

基于瑞雷波的无损检测理论技术研究

正、反演计算是瑞雷波法在无损检测中必不可少的重要工作。为了验证正、反演方法和检测的正确性,根据弹性动力学方程,采用交错网格有限差分方法对均匀弹性半空间介质进行全波场模拟,动态显示了瑞雷波在地表面的传播状态,获得了瑞雷波在地表的传播状态。提取其瑞雷波频散曲线,利用遗传算法进行反演,来检测其方法的实用性。

转换波地震资料处理技术的应用条件分析

在江陵凹陷北部,火成岩高速层埋藏深度浅,且相对围岩的波阻抗差异大,浅层的强反射形成能量屏蔽。在贵州凯里地区,工区出露地层主要为寒武、奥陶、志留、泥盆及二叠系地层,由于灰岩出露,地震波速度很高,给浅层地震勘探带来很大困难。本文以这两个工区的试验线处理为例,介绍了转换波处理技术的应用条件分析及其处理的重点环节,在实际资料处理中的应用效果表明,自主研发的转换波处理技术的正确性,同时,介绍了全波场正演模拟技术对于转换波勘探的指导意义。

二维弹性介质中瑞利波高阶有限差分模拟分析

为探讨瑞利波在复杂介质中的形成机理和传播规律,正确认识瑞利波实测结果,提高反演结果的精度,从弹性波方程出发,采用4×10阶高阶交错网格有限差分方法对弹性半空间介质进行全波场模拟。通过对均匀半空间介质、正常地层顺序地基模型和含有低速夹层地基模型的正演模拟,获得了它们各自的地震记录和瞬时快照。由模拟结果可知:以往常规的低阶有限差分方法存在严重的数值频散,不适合用来研究介质中瑞利波的频散特性;而高阶交错网格有限差分法可有效地压制模拟中的数值频散影响,其层状介质的模拟结果与以往频散方程的计算结果吻合;今后可采用此方法模拟非层状的复杂介质模型,从而进一步根据频散曲线研究复杂介质的频散规律,指导实际勘探工作。