地震记录的时间域反褶积、仿真及在地震计方位角相对测量中的应用

介绍了一种用冲击不变法从速度响应平坦地震计二阶传递函数设计得到的递归滤波方法,比用双线性变换得到的递归滤波系数少,因此使用更方便.作者用此方法作了反褶积与仿真的数值实验和实际地震记录的短周期仿真试验,仿真结果与实际仪器记录符合较好;并将此法应用于地震计方位角的相关分析法相对测量,结果与不仿真的相关分析测量相比更接近寻北仪的绝对测量结果.     

叠后储层地震滤波质量控制方法

地震数据的噪声往往覆盖了有用的地质信息,需要对地震数据进行滤波处理.在滤波处理过程中,为减少噪声对地震解释带来的假象,形成了很多相关的技术.但在地震解释滤波质量控制方面所做的研究工作很少.因此,建立叠后储层地震滤波质量控制标准,可以提高地震数据的品质及减少地震解释的假象.根据滤波前后地震资料的合成地震记录相关系数、信噪比地震属性以及时频特征三个方面对叠后储层地震资料滤波处理进行质量控制,通过对比处理前后地震资料发现:滤波后地震资料井震相关系数得到提高;滤波前后均方根地震属性变化大的地方对应信噪比属性值较小,且滤波前后地震剖面及属性与信噪比剖面及属性均具有较好的对应关系;在频谱上,滤波前后频带宽度、主频和能量保持一致.以上对地震滤波处理的控制方法中,经实际结果检验及分析可以看出,滤波前后地震资料的时频特征一致性是保证滤波质量的重要手段,另外信噪比以及与信噪比相关的地震剖面及属性在评价地震资料滤波合理性上也优于合成记录及常规地震属性对地震资料滤波质量的评价.针对叠后断裂检测实例,据该滤波质量控制标准,确保断裂检测精度.     

地震几何属性的快速算法实现

地震几何属性被广泛用于提取地震数据中的几何结构特征,从而辅助解释相关的地质沉积和构造过程.本文提出基于多种递归滤波和构造导向滤波的地震几何属性快速算法,能显著提高地震相干和体曲率的计算效率和分辨率.递归滤波的计算效率远高于传统的加权求和计算,且其计算成本与平均窗口的大小无关;同时,利用高维滤波的可分离特性可以将其分解为多个一维滤波来进一步提升计算效率并有利于多线程并行运算.此外,使用构造导向滤波实现相干计算,可以有效地消除倾斜构造对结果的影响而无需传统方法中耗时的插值运算.三维实际地震数据的应用结果表明,本文提出的快速算法能将传统的相干和曲率属性计算速度提高10～30倍且对断层的刻画更加完整和连续.     

压制空间非平稳地震勘探随机噪声的ROAD径向时频峰值滤波算法

径向时频峰值滤波算法是一种有效保持低信噪比地震勘探记录中反射同相轴的随机噪声压制方法,但该算法对空间非平稳地震勘探随机噪声压制效果不理想.本文研究空间非平稳地震勘探随机噪声,即各道噪声功率不同的地震勘探随机噪声,其在径向滤波轨线上表征近似脉冲噪声,在径向时频峰值滤波过程中干扰相邻道滤波结果.为了减小空间非平稳随机噪声的影响,本文提出一种基于绝对级差统计量(ROAD)的径向时频峰值滤波随机噪声压制方法.该方法首先根据径向轨线上信号的绝对级差统计量检测空间非平稳地震勘探随机噪声,然后结合局部时频峰值滤波和径向时频峰值滤波压制地震勘探记录中的随机噪声.将ROAD径向时频峰值滤波方法应用于合成记录和实际共炮点地震记录,结果表明ROAD径向时频峰值滤波方法可以压制空间非平稳地震勘探随机噪声且不损害有效信号,有效抑制随机噪声空间非平稳对滤波结果的影响.与径向时频峰值滤波相比,ROAD径向时频峰值滤波方法更适用于空间非平稳地震勘探随机噪声压制.     

地震干涉测量法近地表散射波分离技术

针对山地地震勘探数据低信噪比问题,近地表散射波分离意义显得尤为突出,地震干涉测量法为此提供了一种技术手段.本文将地震干涉测量理论和散射理论结合起来,导出了近地表散射波地震干涉测量表达式,分为互相关型和褶积型表达式,它们由实际波场和背景波场干涉测量构成.根据近地表散射波分离理论,结合陆上地震勘探实际观测系统,采用褶积和反褶积混合型地震干涉测量配置,用实际地震资料展示了近地表散射波分离技术的应用效果.经过理论分析和砾石区实际资料试验,表明地震干涉测量不仅能分离测线上散射源产生的散射波,而且能分离部分侧面散射波.该技术的优点在于它适应于起伏地形和不均匀近地表结构,并且不需要起伏地形和近地表速度信息.为了从实际资料中消除近地表散射波,本文采用多道匹配滤波自适应减法,在砾石区见到较好效果.     

以虚拟地震的理论格林函数为模板搜寻小地震

搜寻小地震而得到更加完备的地震目录是地震学的基本课题.传统的匹配滤波方法用已知地震的波形与连续观测做互相关,可有效识别小地震.然而,一些地区缺乏早期观测或地震活动性低而无真实地震可做模板,造成传统匹配滤波法难以施展.使用虚拟地震的理论波形做模板可解决该问题.若使用的虚拟地震包含所有可能的震源机制,即离散地覆盖整个震源机制解空间,虚拟地震的数量将大量增加,导致计算量剧增.本研究借鉴裁剪-粘贴法(CAP)中对滑动互相关的处理方式,发展了以虚拟地震的理论格林函数为模板的匹配滤波方法(Green′s function-based matched filter,简称为GFMF),在不改变计算结果的前提下通过减少滑动互相关的次数,节省计算时间.本文将该方法应用到加州一地震序列,凭借对震源位置和震源机制的网格搜索,得到了该序列的时空分布变化特征和该区域全部中等地震的震源机制.研究结果显示,虚拟地震可以用作模板来检测小地震以解决真实模板地震不足的问题.若不对虚拟地震的震源机制进行遍历,得到的地震数量将减少70%以上.这表明本研究对震源机制遍历的相关优化是重要的.     

地震记录的广义分维及其应用

根据分形理论,对不同信噪比地震记录的分维特征进行了分析,指出地震记录中噪声背景与信号部分具有不同的分维尺度,地震道时间序列的分维数值与计算时所用的测量尺度有关,因此,可利用广义分维的概念计算地震记录的分数维.地震记录广义分维大大提高了分形算法在计算机自动识别地震波震相时的抗噪声能力.最后用本文方法对实际地震记录进行了有效的初至波自动拾取.     

使用双线性变换构造实时地震波形仿真滤波器的方法研究

介绍了直接使用双线性变换把模拟系统的传递函数转换为离散系统的传递函数,构造出由宽带数字地震记录,仿真出传统模拟地震仪器记录波形的递归滤波器的方法,从而使在线实时波形仿真成为可能。并通过比较利用实际宽带数字地震记录,分别采用频域仿真和本文算法构造的仿真滤波器仿真得到的波形,验证了本文算法的正确性。     

五原4.2级地震前后地震波形分析

通过仿真和各种滤波方法分析处理了2005年2月27日五原M84．2级地震前后震中附近几个台站的地震记录资料,对五原4．2级地震出现的波形异常现象分析后发现,仪器的幅频特性、不均匀构造以及传播路径很可能是主震波形出现异常的原因。     

地震干涉偏移在随钻地震资料处理中的应用

地震干涉偏移是新发展起来的地震成像方法,它是在地震干涉理论基础上进行的成像处理.地震干涉偏移不需要速度模型,算法快捷,能够解决某些特殊条件下的地震成像问题,具有消除震源子波影响和提高分辨率的优点.本文结合实际工区F158随钻地震资料,通过反褶积干涉处理,得到高分辨率高信噪比的记录,然后进行了干涉偏移成像.通过与实际地震...     

利用直达波提取地震子波进行相关滤波

利用可控震源进行地震勘探时,通常都需要进行相关滤波,相关滤波结果的好坏取决于所选取的子波与有效反射波的相关性.海洋地震勘探常用的电火花震源激发能量通常可以调控,理论上,同一激发能量产生的震源子波应当是一致的,因此可以仿效可控震源资料的处理手段,对单道地震资料进行相关处理.但在复杂多变的海洋环境下,震源参数也要随勘探条件的变化而改变,采用理论计算或实验环境下获得的子波模型进行相关滤波往往难以达到预期的效果,需要寻找与实际勘探中激发的地震波相似度更高的地震子波.单道地震记录中直达波的能量较强,波形畸变较小,与震源子波较为接近.本文建立了一种利用直达波提取地震子波的方法,并应用到实际资料.实际资料的地震子波提取和相关滤波处理结果显示,利用直达波提取地震子波进行相关滤波能够有效地压制干扰波、突出有效波,提高了地震记录的信噪比.需要注意的是:1)提取子波的过程中要降低环境因素的影响,可利用统计平均的方法来实现;2)相关滤波时要根据实际处理效果的改善程度选择相关子波长度.     

地震数据的仿真处理

介绍了地震记录仿真的方法及意义,并以宁洱地震系列中的一个事件和日本记录到的一个强震记录为例,进行了从原始记录的基线校正、宽频带速度记录到短周期速度记录的仿真、强震加速度记录到速度、位移的仿真.     

2010年4月14日青海玉树7.1级地震序列中小地震辐射能量的估计

本文利用震后架设的4个流动台站和震源区周围3个固定台站记录到的青海玉树7.1级地震序列波形资料,资料时间截止到2010年5月19日.经过传播路径效应和场地响应校正后,估算了玉树地震序列中80个中小地震的辐射能量.比较了辐射能量估计中不同方法之间结果存在的差异性,首次考虑了由于仪器频带宽度的限制而造成的中小地震辐射能量的低估与补偿问题,得到以下主要结论:(1)分别采用Andrews方法、震源实际谱方法(区分能量补偿前和后二种情况)和根据理论模型并将积分上限外推到所计算地震拐角频率的10倍的方法(理论谱方法)计算出的中小地震辐射能量4种结果基本上位于同一个量级水平之上,表明结果具有一定的可靠性和稳定性.这其中,Andrews方法得到的辐射能量最低,理论谱方法得到的结果最高,而由实际谱方法得到的地震辐射能量介于两者之间.(2)由古登堡经验公式得到的地震辐射能量远高于上述4种方法计算出的结果,能够达到理论谱方法结果的4倍,而且随震级的增大,由它带来的辐射能量的高估趋势更加明显.(3)由于没有考虑地震能量的补偿,Andrews方法得到的地震辐射量明显偏低.用两种不同方法进行地震辐射能量补偿后得到的结果比较接近,但考虑到仪器频带上限值设定的复杂性,认为由理论谱方法计算中小地震的辐射能量更加合适.(4)经过能量补偿后地震辐射能量要高于未作能量补偿的结果,能量补偿带来的辐射能量增加的作用对于小地震更加明显.在本文研究范围之内,不同方法得到的折合能量均明显存在随地震矩的增大而增大的现象,反映出玉树余震序列中大震地震辐射效率高于小震.     

浙江及邻区地震精定位及应用研究

对2006年2月～2010年4月浙江数字地震台网所有记录到的浙江及邻区范围内437个地震事件重新进行震相识别及定位,筛选出震相清晰且有4个台站记录的291个地震事件后,用双差地震定位法进行精确定位,得到多个事件内部相关事件之间的距离.结果表明,重新定位后地震震源的相对位置比常规地震定位方法得到的结果更加精确.此外本文得到了该区域内多个地震序列的精确活动图像,并根据新的定位结果讨论了地震分布、发震与断裂构造的关系,结果显示出较好的一致性.     

广义Radon变换与叠前地震数据处理

在本文中,首先讨论了与几种地震层析成像对应的Radon变换公式,并导出了叠前地震记录的数学模型.在分析叠前地震记录与广义Radon变换的关系的基础上,讨论了速度分析、滤波、动校正、叠加等地震数据处理的数学物理意义.为展示广义Radon变换在地震数据处理中的应用,给出了用于滤波和消除多次波的方法及算例.     

基于反射地震记录变子波模型提高地震记录分辨率

本文给出了地震记录变子波模型的一种近似数学表达式．基于该表达式研究了反射系数序列不满足白噪假设和子波在地下传播时发生变化这两种情况下地震道谱的组成及结构,讨论了谱白化及反褶积方法在这两种情况下效果不佳的原因．然后基于变子波模型,提出了一种新的提高地震记录分辨率的方法：第一步,用自适应于地震记录的Gabor分子窗把地震记录恰当地划分成若干片断,每段内信号近似平稳,然后将地震记录变换到时间-频率域;第二步,在变换域对每个分子窗内信号的振幅谱进行处理以拓宽频带;最后把处理后的时间-频率域函数反变换回时间域得到提高分辨率后的结果．本文提出的方法具有能较好地适用于反射系数不满足白噪假设的情况及提高分辨率后的地震记录能较好地保持原地震记录的相对能量关系等优点,模型和实际资料算例结果均表明,本文方法在拓宽地震资料频带及保持地震记录局部能量相对关系方面均明显优于谱白化方法．     

地震预警定位方法研究

实时地震定位是地震预警系统中必须解决的关键问题之一.文中在借鉴已有实时地震定位方法的基础上并结合我国台网的实际情况,推导得到一套利用前三/四台P波、S波到时信息进行实时定位的算法.作者选取2000年至2008年问福建省地震监测台网记录到的68个3.0级以上地震对该算法进行验证.研究结果表明,采用文中方法的定位结果具有一...     

1999年辽宁岫岩5.4级地震前后P波衰减频散特征

发展了一种根据单台垂向记录的地震直达P波的第一个周期信号, 研究地震波传播路径中介质衰减频散特性的方法. 为了更有效地提高P波频散测量的分辨率和信噪比水平,减小系统误差,使用了数据重采样技术. 应用改进的多重滤波方法测定P波群速度延迟. 根据线性滞弹性体松弛模型反演得到了介质品质因子Qm、95%置信水平下的测量误差及相关参数. 对营口台记录的辽宁岫岩震群的研究结果表明:① 1999年11月9日开始出现高Qm值,高Qm值对应的地震集中在距营口台32~46 km, 明显偏离Qm随震中距增加的线性规律;②5.4级地震前平均Qm值为460, 5.4级地震后至2000年1月12日5.1级地震之前Qm值为391, 5.1级地震之后Qm值为204.      

一种基于信息反馈的高精度地震子波提取方法

针对实际地震数据处理过程中参数化模型方法提取的子波与实际地震子波的一致性及其子波提取方法的有效性问题,本文提出一种基于信息反馈思想的地震子波提取方法.该方法利用提取的子渡合成地震记录,对合成地震记录和原始地震记录中的关键属性、特定参数进行分析比较,并将比较结果作为反馈信息作用于地震子波提取过程.理论研究与分析结果表明,...     

利用区域地震记录测定地震辐射能量

地震辐射能量作为描述地震大小的物理量,可为地震应急和灾害评估提供重要参考.现有快速测定地震辐射能量的方法多使用远震记录(35°≤Δ<80°),受到几何扩展和频率相关衰减校正方法的限制,利用区域地震记录(5°≤Δ<35°)测定地震辐射能量的难度较大.因此,本文发展了一种利用区域地震记录快速测定地震辐射能量的方法.研究结果表明：(1)利用该方法可以测定5.0级以上地震的辐射能量,弥补了由于低信噪比和台站分布影响,导致利用远震记录只能稳定测定6.0级以上地震辐射能量的不足;(2)将该方法应用于2009—2021年发生在中国大陆的66次M_W>5.0地震,结果显示74%的单台区域能量震级与远震能量震级的偏差在±0.3以内;对于44次M_W≥5.5地震,区域结果与远震结果基本一致,86%的事件区域能量震级与远震能量震级的差在±0.2之间;(3)结合地震矩资料,得到中国大陆地区地震的能矩比范围为5.2×10^-6～8.1×10^-5,平均能矩比为2.4×10^-5;走滑型地震的平均...