TTI介质一阶qP波稳定方程波场数值模拟及逆时偏移

相比于各向异性介质弹性波波动方程,利用声学近似的各向异性介质qP波方程进行波场数值模拟及逆时偏移更具优势。常规的声学近似方法往往会造成非均匀TTI介质中倾角剧变区域出现数值不稳定。为此,基于精确的TTI介质qP-qSV波耦合频散关系,首先引入一个各向异性控制参数σ,推导了新的TTI介质二阶qP波稳定方程,并通过引入波场的伪速度分量,将其转换为等价的一阶应力-速度形式波动方程。然后,利用优化的最小二乘交错网格高阶有限差分(LS-SGFD)方法数值求解TTI介质一阶qP波稳定方程,构建波场延拓算子,实现了精确的各向异性介质波场模拟及逆时偏移成像。模型试算结果表明,TTI介质一阶qP波方程能够稳定地模拟qP波的波场传播特征,利用优化的LS-SGFD方法能够有效地提高波场模拟的精度,进一步可以改善偏移成像质量。     

VTI介质三分量井间地震观测波场数值模拟

 文中采用波动方程交错网格有限差分数值方法模拟井间三分量地震观测到的各向异性介质中传播的波场。与只用两分量地震资料模拟相比,两分量X和Z分量剖面上只能观测到快纵波和慢纵波,观测不到Y方向偏振的快横波,也观测不到横波分裂现象,在三分量地震资料模拟中,可以在Y分量地震记录上观测到快横波和横波分裂。一般来说,在TI介质中横波速度各向异性要比纵波速度各向异性具有更明显的特征。通过对大庆油田S区野外实际观测到的井间三分量地震数据进行数值模拟,证实了快横波的存在,合理地解释了井间地震记录的各向异性介质中传播的波场,为纵、横波波场分离,纵横波速度分析、成像和纵横、波综合解释等提供了基本依据。     

裂隙煤层弹性波场方位各向异性特征数值模拟研究

 基于二维—三分量各向异性弹性波方程交错网格高阶有限差分法数值模拟， 本文研究了高裂隙密度煤层弹性波场及其方位各向异性特征。对不同裂隙密度均匀裂隙介质模型和含裂隙煤层的三维层状模型进行了弹性波场数值模拟。结果表明， 随着裂隙密度的增大（0~0.3）， 干裂隙介质中弹性波波前面由圆形变为椭圆形， 而饱和水裂隙介质中， 拟纵波波前面则由圆形渐变为菱形， 拟横波波前面则由圆形渐变为蝴蝶结形。垂直裂隙仅引起煤层顶板反射P波及转换波振幅的方位各向异性， 而垂直裂隙却能引起煤层底板反射P波和转换波的速度和振幅的方位各向异性。随方位角的变化， 煤层底板反射P波和转换快慢横波的同相轴呈正弦形态。煤层底板转换快、慢横波时差与裂隙密度之间存在近似线性关系， 而转换慢横波振幅随裂隙密度的增加是非线性衰减的。     

裂缝单斜介质qP波正演模拟方法

正确识别裂缝介质中地震波传播规律对于了解裂缝的性质及利用地震波进行裂缝预测具有重要的意义。对于包含两组垂直、斜交裂缝的各向同性地层,单斜各向异性介质是最符合的地震模型。首先根据等效理论将两组垂直、斜交裂缝等效为单斜各向异性介质,建立了裂缝参数与弹性参数的线性关系;其次根据频散关系式推导了单斜各向异性介质qP波方程,避免了弹性波方程的复杂性与纵横波耦合在一起等问题;最后应用有限差分数值模拟qP波在两组垂直、斜交裂缝介质中的传播规律。模拟结果表明,qP波波前面不是圆也不是椭圆,不同方位的地震数据存在旅行时、振幅等差异。本文研究对正确认识地震波场在两组垂直、斜交裂缝介质中的传播具有重要的意义。     

几种裂缝模型的波场传播特征比较

本文总结了Hudson一阶模型、Hudson二阶模型、Schoenberg模型、Kachanov模型和Eshelby-Cheng模型等五种裂缝模型的弹性参数表达式。针对具有不同裂缝密度、裂缝纵横比的干裂缝和充水裂缝,采用弹性波波动方程数值模拟方法,模拟了波在五种裂缝模型介质中的传播。对模拟得到的波场快照和横波分裂现象进行分析,得出如下结论:裂缝密度影响纵波和横波的各向异性特征;裂缝充填物影响介质的各向异性;裂缝纵横比和裂缝充填物影响横波的传播特征;横波分裂现象随裂缝密度的增大而变明显;裂缝纵横比和裂缝充填物对横波分裂现象的影响很小。     

两组任意夹角倾斜裂缝介质地震波场模拟

 两组任意夹角的倾斜裂缝在自然界中具有普遍性,本文针对两组任意夹角的倾斜裂缝介质模型,采用交错网格高阶差分法进行地震波场二维三分量数值模拟。根据Hudson理论和Bond矩阵变换得到裂缝型储层在观测坐标下的弹性系数,对比了在本构坐标和观测坐标下地震波场之间的差异,分析了不同方位角下炮记录波场特征、不同炮检距方位角道集上的波场特征,以及改变裂缝夹角后在方位角道集记录上的响应特征。研究表明,裂缝型储层的各向异性特征是裂缝的综合反映,各向异性的强弱不仅与裂缝的发育强度有关,还与裂缝发育的复杂程度有关。通过对方位各向异性介质数值模拟和波场特征的分析,可为方位各向异性介质的裂缝反演提供理论基础。     

方位各向异性粘弹性介质波场数值模拟

当地震信号通过复杂地球介质时,地层除了表现为各向异性,还表现为内在的粘弹性特征。理想的地球介质模型应该能够模拟岩石的各向异性特征和衰减特征。本文给出了各向异性粘弹性介质模型的波动方程及其差分格式,并利用有限差分法实现了地震波波场数值模拟。结果表明了该介质模型中地震波场特征与各向异性主轴方位和介质的粘滞性参数之间的关系。     

低速破碎带弹性波场特征数值模拟研究

页岩气的开发需要对地层进行水平井压裂,在压裂过程中会产生地下破碎带。破碎带会对地震波的传播产生影响,较为明显的现象是,由于低速薄层的存在,地震波"陷入"在薄层内形成"导波"。文中基于弹性波方程的交错、变网格高阶有限差分正演模拟,研究了低速破碎带地层弹性波波场特征;针对破碎带呈现的各向异性和随机特征,建立了均匀异性介质模型和各向异性随机介质模型,进行了弹性波场数值模拟。结果表明:低速破碎带对地震波能量有"禁锢"作用;各向异性介质模型模拟的波场清晰,适用于页岩气储层压裂分析;破裂导致的随机扰动分布致使波场存在较强散射。     

双相各向异性介质弹性波传播交错网格高阶有限差分法模拟

含流体孔隙各向异性介质中的弹性波传播问题是目前石油勘探和地震学研究的难点之一。基于Biot理论,本文提出了二维双相任意倾斜各向异性介质三分量弹性波方程交错网格任意偶阶精度有限差分解法,并对均匀及两层双相VTI介质和TTI介质中的弹性波场进行了模拟。波场快照和合成记录表明:当横波源的偏振方向与TI介质的对称轴存在一定夹角、且耗散系数较小时,在固相与流相中存在快横波、慢横波、快纵波和慢纵波;双相TI介质中横波分裂现象及波前面尖角和三分叉现象与TI介质中的基本相同,只是黏滞相界中弹性波速度有所减小,且具有频散和衰减特性;从直达波转换为反射波后,该波型具有反射波的性质。     

弹性波波场分离数值模拟

波场分离是把全弹性波场分解成纯纵波和纯横波两部分,从而能更精确地研究纵波、横波在介质中的传播规律。采用分裂算子的方法构造等效的一阶双曲型弹性波动方程实现弹性波波场分离,以等能量震源和纵波震源作为激发震源项,并按高阶交错网格有限差分格式进行数值模拟。理论模拟试验表明,该方法能成功有效地从混合波场中分离出纵波和横波分量,并且稳定性好,精度高。这对研究弹性波传播规律、地震资料采集、处理及弹性波偏移成像等具有重要的意义。     

衰减方程参数之间的关系及其确定方法

通过对衰减方程进行求导,然后再积分的方法,推导得到了衰减方程参数之间的关系:6＝dc。由此提出了一种求解方程参数的新方法。该方法克服了传统采用近似法确定衰减方程参数的不足,具有简单、方便、快速、精确的特点。经实际算例验证表明,方法是有效、可靠的,易于被油气藏工作者掌握和使用。     

温度对泡沫稳定性的影响研究

围绕随温度升高,泡沫稳定性的变化这一主题进行研究。     

PMA降凝剂化学结构对降凝效果的影响

利用酯化反应和聚合反应合成各种不同化学结构的PMA降凝剂小样，考察了在各种基础油中的降凝效果，重点探讨了PMA降凝剂的分子量和酯基侧链碳数分布等化学结构对降凝效果的影响，对提高我国PMA降凝剂的技术水平具有一定现实意义。     

注水开发过程中变差函数的变化及孔隙度变化规律

不同微相的孔隙度在开发过程中的变化规律是不一样的。丛聚型河道中,开发初中期孔隙度分布明显受单河道的大小和形状控制,注水开发过程使得粘土矿物被带走,并消除了河道之间的高含泥屏障,致使开发后期孔隙度的次变程加大,平面上的分布更趋广泛,但纵向上非均质性加剧。对离散型河道而言,由于孔隙度的高值区仅分布于离散的河道内,注水过程并不能改变河道的形状,因此,尽管河道侧缘的储层性质有所改观,平面上孔隙度的分布基本不受注水开发的影响。     

南京地区金子运动与黄马青群底部石灰岩质角砾岩的成因

1935年朱森^[1]等研究宁镇山脉地质时,首先提出中三叠世末期这里发生过重要的地壳运动,称金子运动,上三叠统黄马青群底部有石灰岩质角砾岩不整合在下中三叠统青龙群之上。1945年喻德渊^[2]研究了安庆地区的同一地壳运动,黄马青群底部角砾岩同样不整合在青龙群之上,称淮阳运动,并强调淮阳运动结束了古生代以来下扬子地区长期海侵的历史,在地质发展中具有重要的变革作用。李四光^[3]从区域的角度肯定了金子运动(淮阳运动)在华南和东南亚地区的地质意义。1962年以来,不少单位和个人^[4,5,6]对此期运动作了研究,并肯定了它的存在。     

THE CONFIGURATION OF THE BASEMENT BENEATH THE ZAGROS BASIN

It has long been recognised that the deposition and deformation of the Phanerozoic cover in the Zagros Basin (mountains plus foreland) was strongly influenced by the reactivation of old tectonic fabrics in its basement. Facies boundaries and structures trending north-south and NW-SE can be attributed to the reactivation of Pan-African sutures and Najd faults which are exposed in the Nubian-Arabian Shield. However, to the east of a projection of the Oman line SWwards into the Rhub Al Khali Basin, cover structures have a NE-SW trend which is not seen in Arabia. This boundary may overlie a Pan-African suture between Arabia and India (Somalia or Pakistan).
Data including magnetic intensities, geothermal gradients and isopach maps are used here to distinguish old faults which were reactivated in the basement from more recent faults formed in the cover by Zagros shortening. Old faults trending NW-SE are interpreted as having reactivated episodically since the Permo-Triassic opening of Neo-Tethys; perhaps more significantly, the basement faults that reactivated in the East Arabian Block since then trend north-south. The basement configuration is clarified by extending a modified East Arabian Block across the Zagros to an "East Arabian-Zagros block" in which the NW trend of the Zagros lies between two syntaxes. This suggests a new tectonic framework for the region. The repeated reactivation of basement faults throughout the East Arabian-Zagros Block controlled source rocks, traps and seals for the supergiant and giant oil and gas reserves which are present at various stratigraphic levels in different areas.     

鄂尔多斯盆地西缘古生代槽台过渡带裂谷系弧形构造带的形成与发展及对油气聚集富集规律的影响

在稳定的鄂尔多斯盆地西缘槽台过渡带地区古生界弧形裂谷系的发育、发展推动下,地块形变成南北成带、东西分区、隆洼相间的弧形构造带,并控制了油气分布规律,经后期盆山转换和耦合,这种变形至今对鄂尔多斯盆地油气勘探方向仍有重要参考意义。     

最大熵反褶积原理与最小相位化滤波器设计方法

本文阐明了最大熵反褶积(MEDEC)的理论根据,并证明:仅当地层脉冲响应为白噪序列和子波为最小相位时,MEDEC预测滤波器的逆为子波的最小相型,地震序列预测滤波输出的误差序列等于地层脉冲响应的估值;同时还分析了它的误差来源;模拟实例证实了以上分析.阐明克莱鲍特(Claerbout)将伯格(Burg)递推中的偏相关系数看成层反射系数的解释,只适应于Goupilau型地层中深部震源子波为白噪的模型,而不能把他的解释误解为MEDEC的理论根据.作者提出一种使褶积序列中子波最小相位化的滤波器G(z)的求法:将G(z)=S(z~(-1))/Sm(z~(-1))用升幂长除展开,即提G(z)的时间响应g(n),这是一种精确算法而非统计估计.这里定义S(n)为子波,S_m(n)为它的最小相型,S(z)=(s(n)),S_m(z)=z(S_m(n)).作者还导出一个多项式长除的快速递推公式,它不仅可以求解上述最小相位化滤波器,还可以以求有理分式型系统或信号z变换的反变换.     

微构造对油水运动规律的影响

对微构造的成因和分类进行了论述，并以张天渠油田为例，就各种微构造组合方式对油水运动规律的影响进行了说明，得出结论：正向微构造为油气富集区，负向微构造为低含油气或严重水淹区。在确定加密井井别时，应尽可能地把生产井钻在正向微构造区，把注水井钻在负向微构造区。     

大别山东南缘前陆盆地含油气特征

大别山东南缘前陆盆地经历了由海相—海陆过渡相—陆相的演化历程,具有复合叠合盆地特征。从盆地层序上看,早中生代陆相前陆沉积体系下伏晚古生代海相被动陆缘沉积体系;从烃源岩系和含油气系统特征上看,具有陆相和海相两大套烃源岩系和成油气体系。其中,前陆盆地下伏海相被动陆缘烃源岩的优劣和保存条件是能否形成油气藏的关键。研究证明,晚古生代海相被动陆缘沉积发育优质烃源层系,热演化中等偏高,油气兼生;海相和陆相碎屑岩具有良好储集条件;海相和陆相蒸发相含膏岩系为优质盖层,生储盖配置关系良好,具有形成油气赋存的基本石油地质条件。