浅层强反射界面的能量屏蔽作用

当浅层存在强反射界面时，由于该界面的能量屏蔽作用，地震波往往很难透过此界面向下传播，因而无法形成反射。本文采用Zoeppritz方程，针对我国几个典型地区设计不同的模型对浅层强反射界面的能量屏蔽作用进行了理论分析，找出了这几个典型地区得不到地震资料的原因。为此提出了6种解决方法：①尽量避开在降速层很厚的地方激发；②炮井打穿浅层强反射界面；③利用转换横波进行勘探；④采用平面波前法或用大基距组合激发；⑤使用具有方向特性的炸药震源；⑥中、深层出现火成岩及含煤层强反射界面时，在处理中下功夫。     

地震勘探虚反射界面的测定及其利用

地震勘探中，表层中的虚反射界面对地震波的激发有较大影响，但也是确定炸药震源激发深度的重要依据。本文讨论了虚反射对激发地震波频率和能量的影响，指出了测定虚反射界面的最佳手段，论述了定量确定炸药震源距虚反射界面距离的方法。全理地利用虚反射界面可以达到较好的激发效果。     

阿姆河右岸复杂膏盐岩地震响应特征研究

复杂结构膏盐岩对下伏碳酸盐岩地震成像的影响一直是地震勘探研究的热点之一。首先,分析了阿姆河右岸"三膏两盐"结构膏盐岩的地震反射特征:上盐层表现为一套弱振幅反射,同相轴平缓;中石膏层、下盐层、下石膏层的地震反射能量强,同相轴起伏变化强烈、连续性差。其次,针对强烈变形膏盐岩构造,设计了3个理论模型("眼球状"盐丘模型、厚层盐层模型、两层薄盐层模型)和两个实际复杂膏盐岩模型。最后,应用非均匀介质声波方程交错网格高阶有限差分方法,对理论模型和实际模型进行了地震响应正演模拟和照明分析。结果表明:膏盐层引起的强能量多次波、广角导波、散射波和回转波等干扰波降低了下伏层反射波信噪比和连续性;复杂构造膏盐体形成的回转波一般会引起下伏层反射振幅的假亮点;膏盐层层数对下伏层能量的屏蔽作用比厚度更加显著;膏盐体的复杂构造导致了地震波向下传播能量的非均匀性和照明阴影。     

用菲涅尔理论解释反射地质体边界的理论模型研究

本文从地表地震测量和垂直地震剖面（VSP）的观测系统出发，从理论上分析了反射界面上菲涅尔带分布的特点及其对地震波振幅的影响，并由物理地震模型试验资料，证实了各种观测方式及反射地质体处于不同埋置条件下菲涅尔带半径的可测性，由此总结出用反射能量极大点－半幅点间距来估算第一级菲涅尔带半径的方法，验证了半幅点方法确定反射地质体国边界的可靠性，为地震资料解释提供了理论及方法依据。     

火成岩区地震波传播规律研究

高速层屏蔽是地震勘探中的一个难题。采用Zoeppritz方程,研究了火成岩高速层界面上地震波的反射与透射特性,采用一阶应力速度弹性波方程交错网格高阶有限差分法模拟、射线追踪法和有效反射系数法相结合的方式,研究了火成岩高速层中弹性波传播规律,发现火成岩层对地震波具有能量屏蔽和路径屏蔽2种屏蔽作用。提出了采用P波广角反射和P波高速层内局部转换广角反射波消除火成岩高速层对地震波的屏蔽作用。模型试验结果表明,该方法可以减弱高速层的屏蔽作用,提高深层目标层的反射波能量。     

震源几何形态、近地表噪声和下行地震能量之间相互关系的研究

在柴达木盆地复杂地区有强烈的近地表噪声，在这些地区震源能量难以向下传输。根据对震源组合形式的研究和试验，借助于地震波传播时间的不同，本文引证了近地表二次噪声的衰减。通过利用在曲面上放炮的聚焦原理增强了下行地震能量，     

缝洞岩层地震波反射特征分析

由于缝洞的影响，岩层中的地震波相速度和介质的等效密度都会有所变化。界面的反射系数受以上两种因素的影响，也会产生相应的变化，因而在缝洞发育带地震波的振幅和能量与均匀岩层有所不同。利用这种差异来进行缝洞检测，必须对缝洞岩层的地震波反射特征有一个全面的了解。基于以上的考虑，讨论了P波的相速度随裂隙密度的变化规律，给出了在不同菲涅尔带极限宽度的情况下反射系数的变化情况。     

一种地震波振幅的快速计算法

提出了克希霍夫(Kirchhoff)波动方程的一种形式,这对地球物理学家进行地震反射资料的振幅解释是有用的。将克希霍夫的延迟位方程进行简单整理,反射过程可以看作震源子波的导数对所谓的“波前扫描速度”(“Wavefront Sweep Velocity”)的褶积。这个波前扫描速度是入射波前覆盖反射界面的速率的度量。通过对具有不同曲率的地质模型的波前扫描速度的比较,人们对绕射波振幅和反射波振幅与界面曲率的关系会得到一个直观的概念。同样,根据波动方程的这个褶积式,很容易得到反射波振幅的几何光学解。但是更重要的是,根据波前扫描速度方法,可以发展一种图解法使地球物理学家能够应用圆规和直尺来估算曲率与绕射对地震波振幅的影响。     

复杂构造对下伏地层地震波动力学特征的影响

复杂构造下伏地层的CRP(共反射点)射线路径和振幅变化特征,对后续地震资料的研究如叠前反演、AVO(振幅-炮检距关系)特性分析至关重要。采用射线追踪法进行地震正演模拟,将过邻近井地震偏移剖面解释成果应用于复杂构造模型的设计,对复杂构造下伏地层地震波运动学和动力学特征的影响程度进行分析。分析表明,常规的复杂构造勘探方法所获得的CRP道集,其地表接收点关于CRP非对称性严重,陡坡带底界面上共反射点覆盖次数和反射能量横向变化不均匀性严重,仅在局部地段达到满覆盖次数,复杂构造对下伏地层反射动力学特征影响较大。     

局部频率直接用于烃类检测

当地震波传播时,其由于球面发散、散射、内部吸收和在岩性变化界面的反射而损失能量。反射波的振幅和频率响应受地质构造、地层厚度、岩性和孔隙流体属性等多种因素的影响。当地震波由地下返回地表时,携带了与地层特征、岩性变化和油气聚集相关的信息。每个油气藏因其具有不同于围岩环境的自身岩石和流体特性而有其自身的地震频率响应特征。利用谱分解方法从地震数据中提取特征频率组分,并识别出低频异常。为了弄清导致低频异常的物理因素,建立了一组基于正演模拟的波动方程。结果表明,地震波穿过含气区的传播速度慢于穿过围岩的传播速度是薄储层中地震时间序列延迟和低频异常的主要原因。解释成果已被应用于墨西哥湾油气田含气砂岩频率异常的分析中。     

根据地震资料解释沉积相

通过有序地震反射解释法,可以根据地震资料断定沉积环境。该方法的关键在于了解岩性和岩层间距对反射参数的影响。较有用的地震参数有振幅、频率和连续性。反射振幅包括有特定界面的速度和密度差,以及交互成层的程度的信息。频率主要是向下传播的地震脉冲形状的特性,但它也与诸如反射面间距或层速度的横向变化等地质因素有关。反射连续性与层理连续性有密切的连系;连续反射意味着大面积的沉积。这种解释方法的第二个关键是认识反射周期与厚层层理,也就是地层的时间界面的     

井间导波传播

检测油(气)田中井间不渗透阻挡层的连续性对于储量估算和开采计划的制定来说是重要的。在薄层沉积储层中,用诸如反射剖面、VSP 和井间层析成象之类的常规地震技术有时不能成功地确定连续性。在本文中我们指出,平行于地层传播的地震导波对于井间连续性的检测来说是重要的。导波已广泛地应用于煤层地震勘探,以检测那些可能中断投资昂贵的长壁采矿工程的断层和不连续面。野外地震数据(在一口井激发,在相邻井中接收)的研究结果表明,在许多情况下,主信号是导波,而不是体波。这儿,我们用术语“导波”表示能量平行于某一界面或一组界面传播的各种地震波。导波可能有多种形式,在特定的情况下把它称作槽波、界面波     

地震物理模型实验数据中多次转换干扰波的分析

多层地震物理模型的单炮记录中有一种特殊的干扰波,在埋深较浅的界面附近能量较强,在中、远偏移距上会与反射波同相轴交叉,严重影响了反射波的振幅分析。基于一个多层物理模型,在相同参数的数值模型上利用波动方程正演模拟分析这种干扰波的产生机理,并利用射线追踪方法对其传播路径进行追踪分析。结果显示这是一种经历了P-S-P多次转换过程的干扰波。分析认为,一般设计制作的多层物理模型中各层介质之间的相对波阻抗差异较大,入射纵波容易产生能量较强的透射横波,传播到下一界面时又会产生反射纵波传播上来,在浅层界面附近产生能量较强的干扰波。在地震物理模型实验数据的处理中,利用Radon滤波可以很好地去除这种多次转换干扰波。     

随机空槽界面产生的反射:超声模拟和有限差分运算

应用超声水箱模型考察了简单3D界面构造绕射地震能量所产生的一些复杂现象。我们用室内水箱完成了超声实验室模拟。以铝块模拟了极简单海底地形。地形为平行凹陷,它可模拟与洋中脊平行的峡谷。研究结果表明,海底一次反射的振幅和相位随传播方     

上覆水平界面对目的层地震波振幅的影响

地震波振幅属性是识别目的层岩性的重要参数,但该属性受上覆界面的影响较大。为了弄清上覆水平界面对目的层地震波振幅的影响,从正演模型出发,利用双程波动方程进行模拟,研究地震波在不同速度、不同尺度的上覆地层中传播时振幅的变化,建立上覆界面与目的层地震波振幅之间的联系,通过构建包含完美匹配层(PML)边界衰减系数的高阶交错网格有限差分公式,使用GPU进行并行计算加速,最终获得三维层状水平速度模型目的层地震波振幅的变化规律。结果表明,当上覆水平界面的反射系数发生变化时,目的层地震波成像振幅的变化范围及变化趋势都会随之发生相应的改变,尤其当上覆水平界面的反射系数趋于一致时,目的层地震波成像振幅便会发生异常性的变化。该研究成果可为地震资料处理解释过程中正确识别目的层岩性提供一定的理论帮助。     

高速屏蔽层下地震数据的采集

在地震勘探中,高速地层的屏蔽作用往往使地震波的能量难以继续向下传播,因此常规的地震资料采集方法很难得到高速屏蔽层以下地层的有效反射地震资料。根据Snell定理和Zoeppritz方程,通过水平层模型的正演模拟,研究了地震波在地层分界面上的能量与方位角关系,发现了地震反射波的能量在超临界角突然增强的变化规律。基于该能量传播规律,采用大炮检距地震采集系统对含高速屏蔽地层的理论模型进行了地震采集实验,在超临界角区域接收高速屏蔽层下方的反射地震信号,有效地削弱了高速地层的屏蔽影响。此外还研究了激发频率与分辨率的关系,对含高速屏蔽层地区的地震资料采集工作提出了一些建议。     

应用正演模拟分析近地表黏弹性对深层缝洞储层地震波衰减及成像的影响

近地表沙层的黏弹特性引起的地震波能量及频率的吸收衰减不容忽视。本文基于黏弹性介质波动方程正演模拟技术,研究了近地表不同Q值情况下地震波穿过黏弹介质后的地震波场特征,通过波场频谱特征分析了影响地震波能量及频率吸收衰减的因素,即Q值越小、激发子波的主频越高、传播距离越远的地震波能量及主频吸收衰减越严重。在此基础上建立起伏地表沙层缝洞型模型,研究近地表沙层对中深部储层反射波的衰减及对缝洞型储层成像的影响,对实际地震资料的振幅、频率的恢复补偿以及提高分辨率具有一定意义。     

垂向非均质介质的频谱函数

常用公式中研究的是由垂向非均质层组成的介质内的弹性波、声波和电磁波。垂向非均质介质的频谱函数就是由于第一层顶部中脉冲源所造成的向下传播的能通量。传播一不变量形式可用来推导出几种反射和传播矩阵的恒等式。当顶层是由一个自由面为界时,表达式之一就可简化成由 Kunetz 为一维波动方程推导的公式。向上和向下辐射的声源能以一种传播一不变量形式提供等于声源能量的间断波。当声源正好位于各层的顶部界面之下时,便可推导出一个新公式。     

用三维地震资料预测裂缝

裂缝性油气藏的裂缝分布规律研究是当今石油界公认的难题,单纯用测井资料研究尚有许多困难,用地震资料研究裂缝日益显现优势。应用三维地震资料,通过分析裂缝发育带地质特征,拾取由裂缝引起的地震波传播速度、频率和振幅差异,提出了用地震波运动学和动力学特征进行裂缝预测的方法。研究认为,裂缝发育带地震波传播速度下降、频率降低、振幅增大,能量显著加强。据此,在三维地震数据体中,可划分出裂缝发育带。天然裂缝系统是一个分形体系,可用分形理论建立裂缝分布的实际模型。地震道是一个混沌的反射序列,其分数维（ｆｒａｃｔａｌｄｉｍｅｎｓｉｏｎ,记为Ｄ）反映了反射系列的复杂程度,Ｄ值越大、越稳定,说明裂缝越发育。该方法用于柴达木盆地南翼山油田,所预测的裂缝发育带已被钻井和岩心观察所证实。应用该方法的过程中,要研究地质背景,结合测井、钻井、生产测试等动态资料,分析储集层特征,明确影响地震速度、频率和振幅的其它因素,确保所提取的速度、频率和振幅异常只是由裂缝引起的。预测要与钻井裂缝显示、测井裂缝定量解释相结合,用测井资料对井旁道进行准确的标定,尽量消除地震信息的多解性,提高裂缝预测精度。图２参３（邹冬平摘）     

介质效应导致的地震波衰减及补偿方法

地震数据中的振幅信息是地球物理勘探最重要的内容之一。地震波在传播过程中，由于地层的介质效应，其强度会受到反射系数以外因素的影响。在全面分析地震波的能量衰减机理的基础上，提出了相应的补偿方法，其有效性在实际资料处理中得到证实。