频率域高分辨率地震波阻抗直接反演方法研究

联合基于压缩感知的稀疏脉冲反射系数谱反演方法(CSSRI法)和常规频率域波阻抗直接反演方法(FIDI法)提出了一种频率域高分辨率地震波阻抗直接反演方法(FIHDI法)。该方法不仅继承了CSSRI法拓宽地震频带宽度的高分辨率性能,同时也保留了常规频率域波阻抗直接反演法的可靠性、稳定性和计算简洁性。理论模型试验结果表明,频率域高分辨率地震波阻抗直接反演法能够精细刻画具有薄层结构的复杂礁滩模型的地层叠置关系、确定岩性尖灭位置以及区分相邻两独立礁体的波阻抗响应。川东北地区实际资料应用效果证实,FIHDI法可以避免受到地震数据失真的低频和高频成分的影响,保持反演结果的稳定性和可靠性,与测井计算的波阻抗模型在整体趋势和细节特征上均保持了较好的一致性,具备刻画薄层波阻抗异常细节特征的能力,能够为地层岩性识别、岩相分析、储层描述提供可靠的高分辨率地震波阻抗数据。

沙漠区地震数据高分辨率处理关键方法及其在尼日尔Agedem地区的应用

针对表层沙丘对地震反射波的高频能量吸收衰减严重会导致沙漠区地震资料存在分辨率低、能量弱、频带窄等问题,提出了一种结合微测井约束的近地表叠前Q补偿、叠前深度Q偏移及基于井约束的压缩感知叠后拓频等3种方法的地震资料处理方法,并将该方法在尼日尔Agedem地区进行了测试。研究结果表明:①经微测井约束的Q补偿法处理后,尼日尔Agedem地区地震资料信噪比和分辨率均更高,同相轴更光滑连续,有效信息能量增强,细小结构刻画得更为清晰;频带宽度从35 Hz拓宽至约70 Hz,主频从30 Hz提升至约45 Hz。②Q叠前深度偏移消除了地震波传播过程中由于介质非弹性因素和地层吸收所引起的衰减与频散,保证了成像精度。③基于井约束的压缩感知叠后拓频方法处理后的结果较无井约束拓频处理与井合成记录更为匹配,具有更好的保真性,进一步提升了弱信号能量,恢复了严重吸收衰减效应所造成的能量损失,尼日尔Agedem地区20~40 ms层位位置更准确,在无井约束处理后180 ms处出现的层位假象问题得到解决。④该联合方法在尼日尔Agedem地区的应用取得了较好的效果,处理后的地震资料断层结构清晰、断面波干脆、小断层错段明显容易识别;结合测井数据对DB1井进行井-震标定后,全井段相关系数大于0.92。

声波及井间层析与地震波衰减探究地面沉降机理——以成都地铁火车南站为例

利用场地内4个勘探孔,采用井间地震层析成像方法,并结合井间地震波衰减分析,查明了成都轨道交通18号线火车南站沉降原因。成都地铁火车南站基坑东侧泥岩声波速度比西侧低,且穿透泥岩的地震波低频能量强,高频弱,高频成份衰减大;而西侧穿透泥岩的地震波高频能量强,高频成份衰减小。说明基坑东侧,泥岩裂隙较发育,泥岩强度较低,西侧泥岩层则较完整。由于东侧有许多废弃地源热泵深井,泥岩在长期的热交换作用下使岩体产生物理风化。同时,地下水沿泥岩节理裂隙运动,进一步软化泥岩,降低岩体承载能力,导致地面沉陷。在传统的地震波层析成像中引入地震波衰减的分析更加有利于查明岩体性质,从而查明地面沉降病因,采取针对性的工程治理措施。

高分辨率地震波在高速公路采空区地质勘察中的应用

通过高分辨率地震反射波、散射波法在荣城至乌海高速公路工程地质初勘的实例,阐述了在公路穿越采空区时地质勘察的工作原理及运用方法,旨在探索适合山区公路科学高效的勘探措施。

近接既有隧道爆破激发地震波成分构成及特性研究

为研究新建隧道爆破地震波不同成分对既有隧道结构安全的影响,基于地震学极化偏振原理,结合现场爆破振动监测和ANSYS/LS-DYNA数值模型,分析既有隧道衬砌振动波型的成分构成及特性,探讨既有隧道衬砌动拉应力与P波峰值合振速的关联性。研究结果表明:新建隧道MS1、MS3、MS5、MS7、MS9、MS11和MS13段毫秒延期爆破P、S和R波对既有隧道衬砌质点振动均有贡献,各段别前期均由传播速度最快的P波主导,而后S波和R波相继成为主导波型;地震波传播路径及测振点的位置与波型成分密切相关,新建隧道已开挖和未开挖2个区域所对应的既有隧道质点振动特性存在显著差异,当L/D>1.58(L为距爆源中心的水平距离,D为隧道净距)时,未开挖区域的S波最大幅值超过P波最大幅值,成为后续区段质点振动的主导波型;既有隧道衬砌动拉应力与P波峰值合振速线性相关性较好,安全振速阈值为10.53 cm/s。

延庆怀来地区高分辨率浅地震反射剖面

在延庆怀来地区穿过深断裂位置开展的浅地震反射测量获得了高分辨率的地壳浅部结构图像。结果表明,研究区内浅层断裂发育,覆盖层分层清晰,具有良好的反射性质。基底为前震旦纪地层,埋深500 ～1 000m 不等,由一系列无规律的弱反射构成。狼山断裂是延矾盆地北缘的控制性断裂,在剖面上呈铲形,反映了年轻发育阶段的伸展构造特征。

井间地震约束下的高分辨率波阻抗反演方法研究

井间地震资料频带信息丰富、分辨率高,能够衔接地面地震资料与测井资料。在频带较窄的地面地震资料反演中充分利用井间地震资料的宽频带特征,可以克服常规地震资料反演存在的多解性强和分辨率不高的问题。在基于柯西分布建立地震资料稀疏脉冲反演方法的基础上,引入高频信息丰富的井间地震资料作为反演约束条件,建立井间地震约束下的地面地震高分辨率波阻抗反演目标函数,实现对目标函数的有效求解。实际资料处理表明,井间地震约束下的地面地震波阻抗反演结果与测井曲线吻合较好,并且在保持测井约束反演结果整体特征的基础上提高了反演分辨率,更好地刻画了储层细节特征。

可控震源非线性扫描在高分辨率地震采集中的应用

可控震源的扫描信号可以控制,对环境破坏较小,特别适合炸药震源禁区的地震数据采集。扫描信号的理论基础是线性信号,但是地下介质对地震波的吸收衰减是非线性的,因此线性扫描不能对高频衰减进行补偿,降低了信号的信噪比,由此发展了非线性扫描技术。非线性扫描技术的扫描速率不再是常数,通过在高频段合理增加扫描时间来实现对高频衰减的补偿,达到提高地震分辨率的目的。在哈萨克斯坦S区的高分辨率地震数据采集中,采用非线性扫描技术,通过对扫描参数的优选,对高频能量进行了有效补偿,取得了较好的效果,实现了高分辨率地震数据采集。

川东北地区山地三维高分辨率地震采集技术

针对川东北地区复杂的地表条件进行了大量的采集方法试验和研究,总结出一套适合该区山地地表三维高分辨率地震采集的技术和方法:①采用大排列片、宽方位三维观测系统获得了更多方位的射线资料;②合理选择激发井深和药量,做好野外激发的阻抗耦合和几何耦合工作,确保整个工区激发能量和频率的一致性;③根据地层吸收和衰减规律,合理选择检波器埋置耦合方式,提高记录的分辨率和信噪比;④利用高精度数字卫星地图进行地面物理点设计,保证实测点位精度和观测系统属性的一致性。上述方法使该区地震资料品质明显改善。

高分辨率地震勘探采集技术

主要论述了高分辨率地震勘探在野外数据资料采集过程中的几个关键环节,对其中的地震波的激发、地震波的接收、采集方法论证和噪音压制做了简要的总结和归纳。

焉耆盆地宝北地区高分辨率地震采集技术

通过焉耆盆地宝北地区高分辨率地震采集试验和科学论证 ,总结出一套适合该地区的地震勘探采集方法 :1采用双井微测井技术查明虚反射界面 ,进而确定合适的激发井深 ;2采用小基线距、小组内距接收和适当小药量激发可有效地提高地震资料的分辨率 ;3采用自然频率相对较高和高灵敏度加速度检波器 ;4适当深埋检波器 (埋深 5 0～ 6 0 cm ) ,改善排列噪声环境 ,尽量减少与地表有关的噪声 ;5正确选择观测系统和仪器因素。采用上述采集方法 ,主要勘探目的层反射的视主频达到 6 0～ 80 H z;与以往常规地震剖面相比 ,分辨率提高了 2～ 3倍 ;断层、地层尖灭、不整合等地质现象更加清楚。

塔河1号油田高分辨率地震勘探采集试验

高分辨率地震勘探技术是进行地震详查时确定小幅度构造、小断层的有效手段 ,被列为圈定储层边界和进行储层描述的一种重要技术。高分辨率资料采集质量的好坏直接影响其后续处理质量及应用效果。影响高分辨率资料采集质量的因素很多 ,它们产生的影响也各不相同。本文通过对在塔河 1号油气田进行的高分辨率地震勘探采集工作分析的基础上 ,从仪器的选择、激发和接收因素的合理确定等几方面论述了采集因素对高分辨率勘探效果的影响。

高分辨率开发地震技术在古41井区的应用

古４１井区高分辨率地震剖面有着较高的信噪比、分辨率，目的油层以用角洲水下分流河道沉积为主，主积特征显著。综合区内地震、地质、测井信息、通过模型正演、沉积特征分析，着重讨论陆相薄互层条件下的地震响应，进行特征参数分析和地震波组特征的总结归类逐步实现储层预测和储层横向追踪。在此基础上结构构造、地层解释结果，综合油田地质信息进行油藏特征分析，有效地解释存在的油藏地质现象。

地震波衰减规律及其恢复方法

针对地面地震分辨率低，不能有效识别薄层储层、薄层地层等问题，本文通过地震波衰减规律的分析，提出了一种恢复地震波高频衰减获得宽频带地震剖面的方法，从而大幅度地提高了地震分辨率．应用双井微地震测井资料对松辽盆地地震波动力学特征研究表明，地震波衰减规律是在近地表低速层和近地表低速层的近震源区地震波高频衰减巨大，而在高速层地震波高频衰减很小．药量大近震源区地震波高频衰减大，药量小近震源区地震波高频衰减小．那么，近震源区和近地表低速层对地震波的衰减是地面地震资料频带窄、分辨率低的主要原因．据此提出了如下确定性反褶积方法，用双井微地震测井资料求取近震源区、近地表低速层和虚反射等滤波因子，用其对地面地震资料作确定性反褶积处理，从而恢复近震源区、近地表低速层等几种因素的地震波衰减，将大药量激发地表接收的地面地震延拓成小药量激发高速层接收的宽频带地震．应用该方法对松辽盆地优势频带宽5～90Hz，视主频50Hz的地面地震资料处理后，地震剖面优势频带宽达5～360Hz，视主频达180Hz，使常规地震剖面分辨率提高2倍．具体的说松辽盆地中部含油组合的地面地震分辨能力由9～15m提高到3～5m．宽频带地震剖面与160Hz的人工合成地震记录对比符合的很好，表明其处理结果是正确．该成果在油气勘探开发中的油气储层预测、构造学研究、沉积学研究等方面有重要的意义．

小波尺度域含气储层地震波衰减特征

黏弹性衰减因子Q的可靠估计可通过Q反褶积来提高地震资料的分辨率并有助于振幅分析 .本文从小波理论出发 ,结合地震波在黏弹性介质中的传播方程 ,推导出小波尺度域地震波能量衰减公式 .能量衰减公式具有下列性质 :(1)Q值越大 ,能量衰减得越慢 ;Q值越小 ,能量衰减越严重 ;(2 )尺度越小 ,信号中保留的能量越少 ;(3)对于脉冲源来说在理想的无衰减介质 (即Q趋近于∞ )中传播时 ,信号在不同尺度内的能量相同 .利用尺度能量公式 ,可从反射地震资料中直接估计品质因子Q(即衰减因子 ) ,也可以提取不同尺度的能量衰减剖面作为储层描述的属性参数 ,用来进行岩性识别和指示气藏 ,与经典的谱比法相比 ,避免了谱比法所面临的双时窗问题以及进行谱估计的窗选择问题 .理论模型试验表明了本文方法的正确性和有效性 .

利用互相关函数求地震波衰减

与传统利用单事件波形求介质衰减的方法不同,我们提出一种以一系列事件为源,以源与远处记录波形的互相关函数为基础计算介质品质因子的方法.依据野外现场实验的数据,我们分别以单次和多次激发为源,讨论了事件波形和互相关函数波形的振幅变化及相应的介质品质因子,结果发现,与事件波形一样,互相关函数波形也可以用于计算介质的衰减系数.计算结果表明:(1)实验场地浅层介质在原场条件下的品质因子Q值在40左右;(2)互相关函数的最大幅度与事件波形的振幅随距离具有相同的衰减规律.

时间域相邻道地震波衰减成像研究

在时间域中 ,利用地震记录中的振幅与上升时间信息可以计算出岩石介质的品质因子Q值 .由于震源能量难以测量 ,本文通过共炮点道集相邻道循环对比的方法 ,消除了震源对计算过程的影响 ,推导出时间域相邻道振幅与上升时间衰减成像的计算公式 ,并在振幅衰减成像的计算过程中 ,去除了非粘滞性衰减成分 .为了更全面地综合利用波形信息 ,并充分利用各种方法的长处 ,将波速成像、振幅衰减成像、上升时间衰减成像集成到一个处理流程中 ,通过在岩体结构研究中的实际应用 ,证明这种综合方法具有灵活、实用。

地震波能量的衰减及其影响因素

在实验室内用频谱振幅比较法模拟测试了储集层岩石在高温高压下的弹性波振幅衰减值.弹性波振幅在岩石中的衰减程度受其温压、所含流体性质、流体饱和度、岩石组分、结构等因素的影响.岩石中地震波振幅的衰减量随着压力的增大而减小,随着流体饱和度的增大而增大;弹性波振幅在沉积岩的衰减量大于在火成岩中的衰减量;含气砂岩的弹性波振幅衰减量大于饱含油样品的衰减量,饱含油样品的弹性波振幅衰减量大于饱含水样品的衰减量.这些差异为使用地球物理资料进行油、气、水检测提供了依据.

地震波衰减的物理机制研究

对近年来有关地震波衰减的物理机制进行评述和初步研究认为,对于地壳介质,造成地震波衰减的主要原因是地壳内存在大量裂隙,裂纹中饱含水或部分含水,地震波传播时引起裂隙中的流体运动,从而造成地震波的衰减.对于上地幔,扩散控制的位错阻尼机制可能是造成地幔地震波衰减的一个重要原因,而上地幔软流层部分熔融的存在也是造成地震波衰减不可忽视的原因.

应用小波尺度域地震波衰减属性检测气层

本文从小波域瞬时参数和尺度能量方程出发,提出小波尺度域的能量属性和瞬时属性在一定的尺度范围内可以表征地震信号的衰减特征,并把它们定义为小波尺度域地震波衰减属性。其含义为:①实际地震信号的尺度能量在极值点尺度达到最大,从该尺度起的“带通”范围内,随尺度的减小,反射信号的尺度能量呈指数降低;②由极值点尺度起向小尺度方向的“带通”区域内所计算的尺度能量称为地震波尺度能量衰减属性,相应尺度的瞬时参数剖面也归结为地震波小波尺度域衰减属性范畴。理论模型研究和实例分析表明,小波衰减属性较常规的瞬时振幅属性对气层的敏感性强,当检测薄的含气地层或地震记录中含噪声时,小波衰减属性的检测效果明显好于常规的瞬时振幅属性。