工科院校地球物理类专业建设的理论与实践

在国内深化教育改革和国际能源价格居高不下的形势下,各工科高校相继开设了理学地球物理学本科专业,与传统的勘查技术与工程专业形成了理工并存的局面。通过对国内研究型大学相对成熟的地球物理人才培养模式进行对比分析,研究了工科高校依托工学专业多年办学经验开设理学地球物理专业的具体特点,确立了"理工结合,以工带理,以理强工"的专业建设指导思想和"宽基础、重实践"的课程设置体系。

地震资料去噪方法综合评述

无论是叠前还是叠后，地震资料去噪都是处理中非常重要的内容。随着勘探技术的进步，地球物理界积累和开发的去噪软件已越来越多。对各种去噪方法进行分门别类，阐述其基本原理、物理意义、适用条件及发展前景，既有理论价值又有实际指导意义。本文从噪声的特征出发，首先对地震资料噪声进行了分类；然后综合评述了目前实际生产中常用的几种去噪方法，包括频率域滤波、频率—波数域滤波、频率—空间域滤波、Radon变换、聚束滤波、基于小波分解和重建的去噪方法等；最后还指出了去噪技术的发展趋势。

可控源海洋电磁勘探中空气波影响的理论分析和数值模拟

可控源海洋电磁勘探(MCSEM)中空气波对海底电磁响应的影响已为业界所熟知,且已提出了多种压制方法.然而,由于空气波与海水层中其它信号相互作用的复杂性,至今其作用机理及对有效信号的影响方式尚未完全清楚,这也阻碍了浅水域MCSEM油气勘探的应用.本文在前人研究的基础上,基于一维层状介质的电磁位和电磁场分析,采用电磁场的模式分解理论导出了空气、海水层和海底地层之间的相互作用关系.分析了MCSEM电磁响应的影响因素和空气波的作用机理.以无限水深假想模型、三层介质模型和四层介质模型为基础,导出了水平电偶极子(HED)的横电(TE)和横磁(TM)模式的电磁场关系,分析显示了前人提出的上下行波分离进行空气波压制所存在的缺陷.通过理论和数值模拟知道,利用横电(TE)和横磁(TM)模式受空气相互作用影响的差异和电磁场水平分量与垂直分量受空气层相互作用影响程度的不同可减弱空气波对有效信号的影响,这将有助于实现浅水域海洋电磁勘探数据的有效利用.

井间电磁测量的2．5维层析成像方法

利用正则化最小二乘反演方法实现了井间电磁测量数据的层析成像,对井间地层电阻率进行了重建。在成像算法中,我们假设了井间电磁的激发与接收采用电磁偶极子源,井间介质仅在二维(xoz)平面内变化。在数值模拟中,通过对构造走向(y方向)的Fourier变换,将三维电磁场问题转化为一系列二维问题,用等参有限元方法在波数域求解,使实际地层模型的处理得以实现。对于波数域中每个波数对应的电磁场方程采用等参有限元求解,并用高斯积分将波数域解变换为空间域电磁场。利用源与接收器电磁场的互易原理,实现了电磁场响应对电导率分布灵敏度的快速计算。针对正演模拟中源点的奇异性,我们采用具有一定面积的伪δ函数表达源电流分布,使数值解精度得到提高。用层状介质的解析解与数值计算结果的对比,验证了模拟算法的精度。用介质扰动产生的电磁场变化检验互易性定理计算灵敏度的有效性。对简单块状模型、斜向裂缝带模型及"大"字模型的模拟数据成像结果表明,本文介绍的层析成像方法是正确有效的。

基于GPU的地震属性提取

地震属性技术可从地震资料中提取出隐藏其中的有用信息,不仅提高了原始地震资料的利用价值,同时也提高了地震技术在石油工业中的应用水平。随着三维地震勘探技术的广泛应用,解决了二维勘探中存在的一些问题,但同时也带来地震数据量的激增。地震勘探技术的不断发展,对高性能计算提出了更高的要求,新的高性能计算技术不断被应用到地震勘探中。近年来,因GPU的计算性能迅猛发展,使之成为高性能计算的一个重要发展方向。这里基于CUDA(计算统一设备架构)编程平台,利用GPU加速地震属性提取。通过对比发现,利用GPU可以得到六倍左右的加速比,这表明应用GPU可以有效地缩短程序的运行时。

基于角度部份叠加地震数据的流体识别技术

角度部份叠加地震数据是对叠前和叠后两种数据的优点进行了折中,既具有相对较高的信噪比,又保留了丰富的信息量,所以从角道集出发研究流体识别和储层预测,能够更加准确、可靠。这里以Zoeppritz方程的Shuey近似为基础,借鉴Sm ith提出的流体因子表示方法,提出了三种流体识别和储层预测的方法与技术,从而为油藏精细描述提供较为可靠的依据。应用模型和实际数据对作者提出的方法进行了验证,结果证明了本方法可以有效地预测储层,识别流体。