构造成图技术在地震资料稀缺、地形复杂情况下的应用——以D盆地研究为例

海外勘探中常遇到的资料稀缺、地质条件复杂等困境,直接加剧了勘探难度和挑战性,所以急需快速而有效的方法取得研究成果并指导勘探。文中以地震资料稀缺、地形复杂的D盆地为例,总结出了一套适用于本区的构造成图技术和流程。结合地震、钻井、文献多样化信息,借助数字化的地质剖面和重磁信息约束的趋势面综合网格构造成图,对地震空白区进行了有效的趋势约束,得到了基础区域地质图件,取得了良好的应用效果,为下一步的盆地构造分析以及构造单元划分奠定了坚实的基础。     

甲烷气爆震源性能研究及其在粤港澳大湾区化龙断层探测中的应用

针对近年兴起的甲烷气爆主动震源,设计了不同尺寸震源装置,分别在不同激发环境下,通过比较激发信号能量及频带分布进行了震源性能研究,实现了震源参数优化.同点甲烷气爆和炸药震源成像结果研究表明,甲烷气爆震源引起的地表振动速度更小,更符合安全环保的需求.将优化后的甲烷气爆震源用于粤港澳大湾区的化龙断裂浅部结构勘查,单炮记录结果可见高信噪比初至信号.对 10炮激发记录进行初至走时拾取后进行走时层析成像发现,化龙断裂推测位置附近纵波速度在第四系下方 200～400 m深度范围明显错断.基于横波/纵波波谱比分析结果(HVSR),根据经验关系推断了该地区沉积层厚度分布,发现与走时层析成像结果中的第四系沉积底界面位置吻合良好.以上成像结果与该地区已有钻孔及早期反射地震结果高度吻合,证明了此次采用的甲烷气爆主动震源作为炸药震源的替代品,在未来城市地下结构浅勘工作中有广泛的应用前景.     

双谱拾取时差参数场

研究Siliqi和Meur等提出的高密度拾取均方根速度和非椭圆率参数η的方法。导出了以最大偏移距对应的剩余时差dtn和零偏移距时间τ0为变量的时移双曲线方程,采用相似度扫描拾取dtn以及τ0,然后再把它们换算成均方根速度和非椭圆率参数。在理论数据处理过程中,发现时移双曲线扫描的精度比非双曲线方法有了一定的提高,特别是η值的误差减小了很多,这说明时移双曲线扫描的优越性。     

分布式光纤声波传感系统在近地表成像中的应用Ⅰ：主动源高频面波

近年来发展的新型地震观测系统--分布式光纤声波传感器(DAS,Distributed Acoustic Sensing)可以实现低成本高密度观测,有望提高浅层结构成像的精度以及分辨率.最近国内研发了一系列具有自主知识产权的DAS设备,为验证国产设备在浅层结构研究中的可行性以及应用效果,2018年7月我们开展了一次DAS观测实验.实验采集了50kg落锤震源激发的地震信号,并采用多道面波分析方法提取了8~20Hz频段的主动源Rayleigh波相速度频散曲线,得到了实验区浅层30m的S波速度结构.获得的主动源面波频散曲线与共址检波器的结果吻合,也与背景噪声提取的结果具有较好的一致性,表明国产设备的可靠性和DAS在浅层结构主动源面波成像研究中的可行性.     

层状介质P波非双曲走时速度误差分析

为提高各向异性非双曲速度分析的精度, 以适应大偏移距和复杂介质条件下的速度分析, 通过总结层状介质非双曲线速度参数估计的基本步骤, 同时利用数值模拟及相似度分析方法验证了非双曲线速度分析的可靠性, 反演出的速度结果与理论值的误差为1% ±。同时, 对各向异性参数η进行了误差分析, 发现η对误差相当敏感, 直接反演所得的η值与理论计算值误差高达12.87% , 因此最好进行直接拾取, 以提高速度分析的精度。     

分布式光纤声波传感系统在近地表成像中的应用Ⅱ:背景噪声成像

随着城市化的发展,城市地球物理日益成为地球物理研究的重要方向,地震成像是构建城市地下空间三维/四维图像的重要手段,但面临观测成本高的困难.近年来国际上新发展的分布式光纤声波传感器作为高密度地震观测系统已经在地震层析成像方面得到了应用,在提高成像分辨率的同时,又降低了观测成本.本研究使用国产分布式光纤声波传感器开展了观测实验,利用480m埋地光缆记录了13h背景噪声,计算得到噪声互相关函数,获得了高频Rayleigh面波信号.采用多道面波分析方法提取相速度频散曲线,其结果与传统检波器记录和主动源结果较为一致.采用遗传算法反演得到了研究区内二维S波速度剖面,获得了下方沉积物横向变化特征.通过本次实验,初步验证了国产设备开展地震背景噪声成像研究、构建地下浅层结构模型的可行性.     

基于波场延拓的变换坐标转换波静校正

常规的转换波静校正的基本思想都是从地震波的运动学特征出发,基于地表一致性假设.在地表条件复杂和地表高程相差较大的地区,它不仅无法解决严重的静校正问题,反而会带来新的畸变.本文基于频率波数域波动方程偏移原理,采用波场延拓方法实现转换波静校正,其关键点在于时间空间域和频率波数域的相对应.文中通过坐标变换将起伏地表转化为新坐标系下的水平地表,把炮点和检波点映射到同一水平面上,然后在新坐标系下推导频率域波动方程延拓公式,接着对下行波P和上行转换波SV分别利用近地表速度向上延拓到基准面,恢复起伏地表到基准面之间的真实波场,最后转换到原始坐标系取出基准面数据完成转换波静校正.通过对模拟和实际数据处理,证明该方法是正确和有效的.     

基于AutoCAD 的剥采比等值线绘制设计

针对绘制剥采比等值线中Delaunay 三角网算法构网效率和精度低的问题,基于AutoCAD 软件图形绘制环境,采用VBA 二次开发工具,将克里金插值与一种新的CONREC 构造网格正方形等值线绘制方法相结合,研制出精确的煤层剥采比等值线绘制程序,经验证,不但能为地质、矿产的工程开发提供工具,也可用于绘制其他等值线图,同时也为AutoCAD 环境VBA 二次研究开发提供有益参考。     

TTI介质各向异性参数多波反演与PS波AVO分析

把遗传算法引入到了TTI介质AVO信息反演各向异性参数的过程中,依据TTI介质PP波、PS波反射系数公式,建立Thomsen参数和TTI介质对称轴倾角、方位角的目标函数,分别通过PP波和PS波的反射系数反演出了各向异性参数和对称轴倾角、方位角等信息.文中对反演结果的精确度和稳定性进行了分析,发现PS波的反演结果优于PP波反演结果;对称轴倾角的反演准确性明显优于对称轴方位角.本文通过模型正演合理解释了这一现象的原因.最后,本文通过对PS波AVO梯度的研究,提出了利用PS波振幅定性分析TTI介质对称轴倾角的方法.     

软土层地区地震仪安装效果比对研究

随着ChinArray等大型地震观测项目逐渐推进，一些台站不得不安装在软土层等较高背景噪声区域，研究这些区域中不同类型地震仪在不同安装方法之间的背景噪声水平差异，对于提高观测数据质量、选取观测仪器类型、研制地震仪器等问题具有重要意义.本文在北京通州西集地震台，通过一系列比测实验研究了宽频带地震仪在不同安装深度、安装方式以及保温隔离防护方式下的安装效果差异，结果表明：在0.05～1 Hz的海浪脉动噪声频段附近，所有参与比测地震仪的三个分量背景噪声水平均高度一致，符合远场海浪脉动信号的特点；在低于0.05 Hz的低频段范围，背景噪声主要和地震计附近的温度变化及气流扰动环境相关，增加安装深度和采取保温隔离防护措施效果类似，其中垂直向对保温隔离防护措施更为敏感，比如1～2 m深度安装的地震计在妥善进行保温隔离措施后可获得和283 m井下地震计类似噪声水平，水平向由于存在地倾斜噪声，当大幅度增加安装深度时仍可有效降低噪声水平；在高于1 Hz的高频段范围，背景噪声衰减和地下介质岩性相关，软土层地区地下10 m以内随安装深度增加背景噪声水平衰减非常有限.另外，我们还研究了宽频带、短周期、节点式等不同...