地震低频阴影的数值模拟分析

为阐明地震低频阴影现象产生的机理,设计了2个等效地层模型,水平层状介质模型分析结果表明,在低（如15 Hz）瞬时频谱剖面中,含油气层下部表现为强能量团;当频率为50 Hz以上时,储集层下方的能量比低频瞬时频谱剖面中对应位置的能量要弱得多,这就是典型的低频阴影现象。简化的碳酸盐岩溶蚀孔洞模型分析结果表明,溶洞含油时,溶洞下方最先存在波阻抗差异的界面附近会出现明显的低频阴影现象;而溶洞含水时,低频阴影现象不明显。该结论与实际地震解释结果相吻合,这为利用低频阴影现象识别油水层提供了理论依据。     

基于叠前黏滞—弥散波动方程的数值模拟

地震响应中的低频阴影现象与含油气储层有很大关联,针对含流体储层提出的黏滞—弥散波动方程理论能较好地模拟两者之间的关系。本文将叠前数值模拟与该理论相结合,定量地分析了黏滞—弥散理论中不同参数对地震响应的影响:1黏滞系数越大,地震波能量衰减越大,高频成分衰减越剧烈;2弥散系数越大,地震波能量衰减越大,衰减与频率无关;3品质因子越小,地震波相位变化越大。在此基础上,定性地给出了低频阴影现象与黏滞系数、弥散系数、储层厚度之间的关系。另外,本文还探讨了低频阴影形成机理、相速度—频散关系式中存在的问题及如何分解薄储层的调谐问题。     

低频阴影的数值模拟与检测

 为了研究低频阴影与油气储集的相关性,本文将一维黏滞型波动方程拓展至三维,并推导其频率—波数域波场延拓公式。利用黏滞型波动方程对饱含流体地质模型进行低频阴影的数值模拟,发现它能刻画由于流体弥散性、黏滞性以及速度频散引起的反射同相轴时移、相位畸变、主频降低和振幅衰减及低频阴影现象。良好的时频分析方法是检测低频阴影的关键。通过引入两个参数改造S变换的小波函数,使其小波能根据信号处理的具体需要进行调整,构建的广义S变换具有更加优越和灵活可调的时频聚集性能,能实现高效率的三维地震资料瞬时谱分解。文中利用广义S变换对实际三维地震资料进行了瞬时谱分解处理,不仅能检测油气储层的低频阴影,而且可以刻画油气储层的岩性边界和空间展布,减小油气储层检测的多解性。     

线性黏弹性介质中波动方程的反散射解

针对线性动弹性介质中的均匀波情况,我们通过小波变换,探讨了零炮检距、常背景速度情况下三维波动方程反散射问题的求解.在能量吸收比较小的假设下,利用此法可得到两套及演速度扰动函数和反射函数的公式.这些公式适合于讨论常规地震资料的反演问题.在资料的上限频率不高时,介质的黏滞性将导致地震波发生一个常数的相位延迟.     

无反射波动方程正演模型及其应用

虽然利用全声波方程进行地震波场的数值模拟可以计算全声波波场值,但是也常常会出现层间多次波,给资料解释造成一定的困难。本文根据无反射声波方程采用有限差分数值解法,实现了自激自收时间剖面的制作,避免了层间多闪波的产生。本方法不但允许速度有纵向变化。而且允许速度有横向变化,这使得模拟复杂地质构造的地震响应成变可能。实际计算结果表明,该方法是一种行之有效的自激自收时间剖面的计算机数值模拟方法。     

电磁波拟地震波波动方程理论及正演模拟

本文根据波动理论,论证了电磁波与地震波的统一性。基于非周期信号与周期信号数学上的变换关系,从电磁场理论出发,用映射和变换技术,将扩散电磁场变换成满足声波波动方程的波场,电磁场问题便可化为类似于地震波场问题,而扩散场实质上是波动场的叠加。文中还以变换得到的电磁波波动方程为基础,用有限元法正演模拟了二维电阻率分布响应(即电磁波场视剖面),表明电磁偏移可以类比地震偏移技术,从而证实电磁波拟地震波波动方程理论的正确性。     

时间域黏滞波动方程及其数值模拟新方法

基于常Q模型的应力-应变关系,推导了分数阶拉普拉斯算子黏滞波动方程的一阶速度-压力形式,与现有的一阶速度-压力-应变形式相比,新推导的方程形式更简单,数值模拟时耗费内存更少。针对新推导的一阶速度-压力黏滞波动方程,采用交错网格伪谱法进行数值模拟,并利用卷积型完美匹配层(CPML)作为吸收边界,压制截断边界的反射。数值模拟实验证实,新推导的黏滞波动方程能很好地描述地震波在黏滞介质中的衰减和频散,交错网格伪谱法和CPML的组合是一种高效的数值模拟方法。     

储层的地震低频响应及识别

常规地震资料处理中把大地看成是完全弹性介质，实际上，地层岩石孔隙中常常含有流体（油、气、水），当地震波在其中传播时要发生与频率相关的能量衰减和相位畸变，且高频成分的衰减、散射和弥散远高于低频成分。地层介质对地震波的这种选频吸收作用使得在地震波的低频成分中保留了更为丰富的反映介质性质的信息。为此，开展了储层的地震低频响应研究。首先将Korneev等提出的一维弥散粘滞型波动方程拓展为二维形式，推导出二维形式下波动方程的解；然后设计了二维透镜体储层模型，采用二维弥散粘滞型波动方程通过相位移加插值方法进行了数值模拟。数值模拟结果与实验室物理模拟结果类似，从理论上证实了含流体储层存在低频高能量现象（低频伴影）。     

基于谱分析的低频阴影检测技术

基于小波变换的瞬时谱分析方法,克服了传统傅立叶时频转换时的时窗问题,提高了地震资料频域内的分辨能力。通过谱分析方法的比较,介绍了瞬时谱分析方法比传统傅立叶变换的改进效果,以及利用瞬时谱分析方法在分频数据体低频部分识别富气层下方的低频阴影来综合预测储层的横向展布特征和含气性异常的检测。研究实例表明低频阴影检测技术可以作为一种储层预测和油气检测的有效辅助方法。     

黏弹性参数地震波测定理论及应用实例

本文在频率域导出了线性流变体介质内的波动方程,同时也给出了黏弹性参数随空间坐标缓变时的近似波动方程表达式,明确了黏弹性参数和波相速度及各类波初动振幅之间的关系。     

非牛顿流体孔隙介质弹性波动方程

重油、聚合物和压裂液等非牛顿流体普遍存在于油气勘探和开发过程中,研究孔隙尺度非牛顿流体流动及其对地震波场的影响具有重要意义.Biot理论忽略了流体黏性系数及剪切应力的非线性变化,虽然可用于描述完全饱和固体与经典牛顿流体在波场作用下的相互作用,但是对于非牛顿流体孔隙填充物来说不准确,因此需要研究含非牛顿流体效应的孔隙介质...     

波动方程混合法真振幅偏移

本文从三维不均匀介质中的波动方程外推算子分解出发，得到了用于真振幅偏移的单程波方程；再经过一系列数学变换，推导出裂步傅里叶法真振幅偏移和傅里叶有限差分法真振幅偏移的波场外推方程。文中还给出了其具体的实现过程，并采用Marmousi模型的数值计算结果进行验证，表明此方法在总体上与相应的常规偏移结果相当，在某些局部处理效果有较大改善。     

黏弹性介质地震波吸收衰减研究进展

实际地下介质的复杂多样对地震探测技术提出严峻的挑战。黏弹性介质理论的发展及其应用,使得波场衰减信息的利用成为地下油气储层预测的重要技术之一。在概要回顾介质非弹性吸收衰减的一些经典黏弹性模型、黏弹孔隙介质理论和黏弹各向异性理论的基础上,重点介绍了介质中地震波衰减机理的研究进展、衰减各向异性以及强衰减介质理论的提出和发展现状;通过数值模拟对比强调了强衰减模型介质中地震波的衰减特征,指出了强衰减模型综合考虑介质的多种物理因素建立耗散系数来描述地震波黏滞衰减特征的有效性。认为:由于衰减机制研究尚不完善,波场强衰减是值得攻关研究的重要方向,但需要大量岩石物理实验的支撑,并充分结合流体流动机制和各向异性理论建立一般性的衰减介质理论。     

瞬时频率分析:低频阴影油气检测

<正>实际地层的孔隙中常常含有流体(油、气、水),当地震波在其中传播时就会发生非弹性衰减,其中,高频成分的衰减、散射和弥散程度远高于低频成分的。因此,低频成分保留了比高频成分更丰富的反映地层岩性的信息。本文介绍一项用于谱分解检测含油气性的技术——瞬时频谱分析技术(ISA)。     

方正断陷Z地区含气储层低频阴影检测

方正断陷Z地区深层发育一套含气层组,气层较薄,中间夹杂着泥岩和粉砂岩,为了较精确预测气藏的横向展布,尝试利用基于连续小波变换的瞬时谱分析技术,克服了离散傅里叶变换固定时窗和分析时窗大小的限制,在低频的单频数据体含气层的下方发现了低频阴影的存在,验证了低频阴影是气藏检测的有效手段之一。     

波动方程叠前深度偏移并行计算及其应用效果

简要介绍了波动方程叠前深度偏移技术的发展趋势，讨论了P道集波动方程速度分析技术，给出了共方位角波动方程叠前深度偏移方法的计算公式。利用以上技术和方法，借助国产神威I型机，完成了CB30地区130km2的三维地震资料的叠前深度偏移，实现了共方位角波动方程偏移算子的并行运算，并行效率达到98%以上。偏移结果表明，此方法能有效地改善地震数据的成像精度,适用于构造复杂地区。     

基于胜利典型地质模型的波动方程地震波照明分析研究

 地震波照明分析技术以地震波传播理论为基础,面向特定地质目标进行观测系统设计来得到最佳照明的地震数据,进而得到最佳的成像效果。本文定义了最佳照明数据体、最佳照明的概念,指出对特定速度场而言,最佳观测系统是客观存在的,最佳观测系统设计的目的就是找到逼近该客观存在的最好的观测系统。本文基于胜利油田典型地质模型研究了波动方程地震波照明,分析照明阴影区的形成原因,结合对模型数据实验的效果分析,对单程波和双程波照明的特点和应用范围进行了探讨,指出单程波照明具有计算优势,双程波照明能够更好地保持波传播特点的优势。     

薄互层油藏模型黏弹性波方程正演模拟研究

 本文采用质心频率法和小波瞬时衰减系数法反演计算了薄互层油气储层的Q值,建立了薄互层油气储集体黏弹性介质模型。采用非均匀介质中黏弹性波方程交错网格高阶有限差分法进行了黏弹性波和弹性波正演模拟。数值模拟试验表明,黏弹性波模拟的油气水AVO响应与弹性波模拟的油气水AVO响应存在明显差异。黏弹性波方程数值模拟能够更加真实模拟实际地震波场。纵波和转换波偏移剖面与正演模型吻合很好。     

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。