基于L-BFGS算法和同时激发震源的频率多尺度全波形反演

全波形反演可以利用叠前地震波场的运动学和动力学信息重建地下速度结构,具有揭示复杂地质背景下构造与岩性细节信息的潜力。然而,庞大的计算量和存储空间需求,限制了全波形反演的发展。在频率多尺度全波形反演中将L-BFGS数值优化算法与同时激发震源技术相结合的方法来改善这一现状。首先,对Marmousi模型进行了速度反演:在计算过程中明显发现对计算机内存的占用减少,最终反演结果与实际Marmousi模型的拟合误差为0.095 9,较小;采用10个频带单炮震源正演384炮所需时间约为32 640s,而采用同时激发震源(384炮)正演一次所需时间仅约为700s。然后,基于高速楔形体模型进行了抗噪能力研究:原始含噪地震记录信噪比为11.147 3dB;对反演得到的速度模型进行正演,其地震记录信噪比为22.251 8dB。最后,基于逆冲断层模型进行了反演速度扰动能力研究,反演得到的最终模型很清晰,与具有速度扰动特性的实际模型非常接近,拟合误差仅为0.036 0。数值模拟试验结果表明:此方法反演精度高,内存开销较小,能够显著提高计算效率,并且具有良好的抗噪能力,能够反演出具有速度扰动特性的介质。

陆上高分辨率地震勘探炸药震源激发条件分析

从理论上分析了激发井深、虚反射效应、岩性与炸药类型的耦合关系等激发条件对地震勘探分辨率的影 响。利用周口盆地黄淮冲积平原、宜阳凹陷黄土塬和塔里木盆地沙漠区的高分辨率地震资料,分析了不同地表 条件下的激发因素,提出了在复杂地表条件下如何选择最佳激发因素,以获得最好的单炮记录的施工方法。

震源激发深度选择对VSP资料的影响

利用现场条件进抒震源井深激发试验，作最佳深度能量选择，对改进VSP资料采集质量很有必要。经过多年的工作实践，在不同地区、不同环境下，对具有代表性的井深所取得的试验记录，进行了技术分析和研究，总结出一套电火花震源、聚能弹震源等不同震源的激发规律，以及在特殊地区进行井深试验的方法。掌握规律和运用正确方法，对野外进行VSP工作，搞好地震资料采集，具有现实的指导意义。

两组震源交替扫描激发方式

利用仪器具有同时使用两组震源的功能,使用两组震源激发,能有效地提高施工效率。文中介绍了双源交替激发原理、施工观测系统和仪器实现双源交替扫描的参数设置,并对两组震源交替激发施工时的效率进行了分析。

可控震源系统上实现多组多台可控震源独立激发

尽管电台、mesh自组网、4G网络等多种通讯方式应用于震源作业中,解决了生产中绝大部分的通讯问题。但在生产实践中仍然存在通讯盲区,阻碍生产进度。尤其是在山地施工队中,地形蜿蜒起伏,4g信号不佳,远距离通讯几乎不可能,有中心控制的传统生产方法很难进行连续生产。本文介绍可控震源导航系统上实现多组多台可控震源独立激发。以震源导航提供的GPS(Global Position System,全球定位系统)时间基准,根据施工震源组数来划分时间槽循环,让每组震源在自己的时间槽内作业,避免互相干扰。导航软件直接给震源箱体发送起振指令,震源振动结果也直接本地保存,避免远距离传输。在可控震源导航界面添加震源各种数据指标的监控界面,保证作业数据的质量。

地震勘探中特殊震源的研制与应用

本文基于球腔震源的纵波位移方程、激发子波的振幅及频率与药量的关系等理论，总结了纵波质点位移与药量成正 比、振幅谱均方根值与空穴半径的3/2次方成正比的定量关系。在此基础上，研制了垂直延迟叠加震源、聚能弹震源和爆炸地震锤震源。垂直延迟叠加震源通过控制装药方式和控制炸药爆炸速度来达到与围岩的最佳匹配，最大限度地利用其激发的能量，激发出高频成分丰富、频 带宽、高频能量高的地震信号。聚能弹震源采用定向聚能的原理，使激发的能量集中向下， 减少了对地面的冲击。爆炸地震锤震源由爆炸射流抛射锤头撞击地层，激发的地震波具有较 高的 频率，同时弥补了聚能弹震源能量利用率不高的缺点。这三种震源可适用于各种地表条件和 地质任务的勘探，应用效果较好。

利用自适应迭代多级中值滤波法分离海上多震源混合波场

多震源激发技术可提高海上地震勘探作业效率,但其混合波场的分离是影响成像的关键因素。伪分离记录中次震源波场在共炮集域之外的其他时域中呈现与主震源波场不同的随机分布特征。本文采用自适应迭代多级中值滤波去噪法以实现海上多震源混合波场的分离,迭代过程中通过自适应减小中值滤波窗口逐步提取波场细节信息。海上实际多震源采集混合炮集记录的波场分离结果表明,分离后的各震源单炮记录清晰,频谱特征相近,证实本文方法具有很好的实际应用价值。

井中激发地表接收的近地表结构调查方法

横波静校正是影响多波地震勘探效果的重要因素。地震微测井技术是获得近地表结构直接而有效的手段,但由于存在震源和初至识别等问题,在多波勘探中的应用受到一定限制。为此,基于炸药震源产生横波的物理机理,提出了井中串状震源激发、地表三分量检波器多道接收的近地表结构调查方法,提出了基于地面纵向排列多道记录能量和时间信息,通过初至叠加扫描获得纵、横波近地表速度的方法。将该方法应用于四川广安地区的横波资料静校正处理,获得了理想的效果,成像质量得到了提高。

碳酸盐岩出露区地震资料采集激发方式探讨

南方海相勘探区地表普遍存在着碳酸盐岩裸露区的问题,而碳酸盐岩自身的物性条件严格限制了激发有效能量的产生、传播和接收,致使碳酸盐岩裸露区的地震资料品质大都很差。虽然影响碳酸盐岩出露区地震资料品质的因素很多,但激发能量的下传问题应该是碳酸盐岩出露区资料采集需要首先解决的问题。在研究碳酸盐岩激发原理的基础上,在地表条件允许的情况下优选可控震源激发及多井组合激发,可获取较高信噪比资料,这些采集方法均在南方碳酸盐岩裸露区的地震采集中取得了较好的效果。

虚反射和岩性对激发井深选择的影响

在地震勘探中,合理选择激发井深,可最大限度地利用炸药能量,减少对地震信号中不同频率成分的改造,激发出全频带的震源子波。文章从理论上分析了震源激发时虚反射界面对地震信号的改造作用及不同激发岩性对地震信号的影响;给出了应用微测井和岩性取心采集虚反射和岩性信息的方法。该方法可用于指导在近地表结构复杂地区选择合理的激发井深。

平原复杂地表采集区震源研究

随着油田勘探程度的不断深入,地质任务要求越来越高,由寻找构造油气藏向岩性、断块等隐蔽油气藏转变,而地表条件也越来越复杂,对地震采集造成了很大的困难。针对平原复杂地表采集区减震震源和地下震源进行研究,对比不同结构、不同壳体和不同药型的8种震源(钢壳TNT超速聚能延迟震源、钢壳TNT超速聚能震源、钢壳TG50超速聚能震源、塑壳TNT超速聚能震源、塑壳高能超速聚能震源、常规延迟震源、高能常规震源、常规震源)的激发效果,选取最佳的激发方式,取得了明显效果。

不规则采样的多震源数据整形正则化分离方法

由于施工和经济等条件的限制,多震源数据可能不完整或者是不规则采样,因此能够同步处理多震源数据的分离和插值方法对多震源混合采集技术具有重要意义。本文通过引入Mask算子,将规则采样数据的分离方法扩展为不规则采样数据的分离和插值方法,并给出了处理的迭代流程。在分离数据时,先将不规则采样的混合数据转换到稀疏域,然后在稀疏域中使用整形因子进行约束实现分离和插值。模拟数据和野外实际数据的分离获得了较好结果,验证了本文方法及其流程的正确性。

重锤激发技术在哈萨克斯坦北部地震项目中的应用

重锤激发方式是一种安全、简便、高效的激发方式。在当今安全环保形势下,在一些勘探目的层深度小于3000m地区考虑使用新型重锤激发很有必要。为此,东方地球物理公司中亚项目经理部在综合考虑当地地表条件和地下地球物理条件情况下,使用新型重锤激发在哈萨克斯坦北部地震采集项目中取得了很好的效果。

基于波动方程的微地震震源位置、震源时间及VTI介质各向异性参数联合反演

对于非常规油气开发,水力压裂监控的效果取决于对微地震事件的分析、解释。准确的微地震震源位置是关乎施工成败的重要因素。微地震震源位置的准确性与多个参数相关,其不仅依赖于微地震事件的激发时间,同时也依赖于储层介质参数信息,因此进行微地震震源位置、震源时间、储层介质参数的联合反演尤为重要。页岩气储层通常表现出较强的各向异性,VTI介质可对其进行较好的近似描述。基于VTI介质波动方程,本文提出了同时反演微地震震源位置、震源时间以及VTI介质各向异性参数的联合反演方法。数值算例结果表明,该联合反演方法可以通过迭代反演同时得到高精度的微地震震源位置、震源激发时间以及VTI介质各向异性参数信息。

基于改进迭代去噪法的多震源地震数据分离

多震源激发技术与单震源采集方法相比,极大地提高了地震勘探效率,其混合数据的分离是影响成像的关键因素。将多震源混合数据的伪分离记录从共炮道集分选到其他道集时,次震源地震信号表现为随机噪声,可通过迭代去噪的方法进行分离。本文对传统的迭代预测去噪法进行改进,在每次去噪前加入上一次分离结果来增加迭代去噪的稳定性,并结合多方向矢量中值滤波来进行随机噪声的去除。通过理论模型的多震源混合数据分离试验,表明本文提出的方法具有更好的分离效果,且更为强健,在不同滤波参数下均能保持一定的稳定性。将该方法应用于实际海洋混合地震数据的分离,同样能得到较好的分离结果,具有实际应用价值。

复杂山地山前带“两宽一高”井炮—可控震源联合地震采集技术应用实例

针对塔里木盆地YZ区块复杂油气藏特征及勘探需求,新实施的三维地震采集项目采用了"两宽一高"地震采集技术,提出了突出小线距的高密度、宽方位三维观测系统优化设计方向,并应用了复杂地表区井炮—可控震源联合激发高效采集施工设计、巨厚山体区模型约束浅层层析三维表层调查与建模和数字化地震队高效施工辅助方法,确保了"两宽一高"地震采集技术在该区的成功实施。该技术大幅提高了地震采集效率,节约了地震勘探成本,地震资料品质也得到了明显改善,证明了"两宽一高"地震采集技术在复杂地表、复杂构造背景下岩性勘探中的有效性,为类似复杂区"两宽一高"地震采集技术的实施提供了借鉴。

降低可控震源高效采集资料的噪音干扰

可控震源激发在地震勘探中占有重要的位置,其激发类型也已由以前交替扫描发展到现在的滑动扫描、同步扫描及独立扫描等。可控震源同步滑动扫描技术是以滑动扫描技术为基础,加入了同时激发技术,使采集效率成倍提高。本文在简单介绍了滑动扫描技术的基础上,分析了噪音的分布特征,讨论了通过合理地设置滑动时间、滑动距离和同步距离等有效的减少噪音对地震资料品质的影响,可大幅度提高地震作业效率的方法,并用实例进行了说明。

弹性波的三维有限元模拟

本文讨论了弹性波瞬态传播问题的三维有限元计算方法及当前存在的实际困难.针对要求计算机内存大和计算时间长的问题,采取了改进措施.由于采用了集中质量矩阵和修正的中心差分时间积分显格式相结合的方法,可以使计算机内存和计算时间大为减少;由于采用结点定位法,最适合用于目前发展的并行计算机系统,可使计算速度大大增快;还采用了有效激发震源法,有效激发区是随时间步进的增加而逐步增大,这不仅能节省计算时间,而且使波场的传播过程一目了然,本文计算了由两种介质组成的三维楔形问题,得到若干典型剖面的瞬时波场图及随时间变化的合成地震图.

深层勘探中地震采集技术面临的问题

提高深层勘探精度是当下所面临的新挑战和新机遇,深层勘探的主要难点是上覆地层影响大,使激发和接收记录深层地震波信息更加困难,常导致后续的资料处理有"隔靴挠痒"之感,当下必须尽快提高深层采集资料精度。本文从理论上分析了深层勘探中采集技术面临的困难,系统总结了深层资料采集中所面临和需要考虑的问题,目的是想建立合理的深层地震采集技术方法,为提高深层地震勘探精度提供可靠的第一手采集资料。

HDseisCW-3井间地震采集系统及其应用

井间地震攻关与开发,首先要解决的是设备问题,OYOGEOSPACE公司推出的HdseisCW-3井间地震采集系统满足了这一需要。为了全面系统地了解该系统的基本性能及其与井间地震野外采集的关系,文章从井间地震基本原理入手,对HdseisCW-3井间地震采集系统的地面记录仪器、井下接收仪器、井下激发震源以及相关技术指标及应用进行了介绍。