地震散射波模拟成像方法在铜陵某矿区的应用

针对深部隐伏的金属矿床,以铜陵某矿区为例,应用散射波正演模拟技术,对金属矿地震数据野外采集中涉及的偏移距、覆盖次数、道间距等参数进行了不同炮记录的模拟对比,辅助指导非均匀地质体金属矿地震勘探野外数据采集的观测系统设计;针对该地区实际采集的地震数据,应用基于等效偏移距的共散射点成像方法,对金属矿地震数据进行了处理,通过与常规反射波法处理结果对比,散射成像效果较好,说明散射波技术在金属矿地震勘探中应用有一定的可行性和适用性.     

在成像空间中衰减多次波方法研究

在偏移后成像空间中的共成像点道集中可以对多次波进行衰减,对于给定的偏移速度模型,一次波与多次波在叠前偏移后的共成像点道集中具有不同的动校时差,这样我们就可以使用类似于偏移前衰减多次波的方法将一次波和多次波进行分离.本文在成像空间中应用抛物Radon变换分离多次波和有效波,由于每个共成像点道集都包含了复杂三维波场传播效应,所以本文方法具有处理三维数据和复杂地下构造的能力.相比于SRME以及传统Radon变换衰减多次波方法,本文方法能够在保持较小的计算量的同时,保证了衰减多次波的准确性.通过对模型数据试算和对实际数据的处理验证了本文方法在叠前时间偏移后衰减多次波的能力,并取得了很好的成像效果.     

等效偏移距方法及应用

当勘探目标地质构造复杂、地层倾角较陡或岩性横向突变时,在地表接收到的反射信号较弱、信噪比较低,甚至接收不到反射波,常规偏移成像方法对这类数据很难精确成像,因此可以考虑基于散射理论的等效偏移距方法来成像.该方法分两步进行：第一步是抽取共散射点道集;第二步是对共散射点道集进行克希霍夫积分偏移.文中数值模拟及实际资料的实例表明,该方法在复杂地质目标及低信噪比地震资料的成像处理中具有一定的实用价值.     

单程波角度域内压制多次波偏移假象

多次波偏移中的假象主要来自于不同地震事件之间的互相关,由于这种互相关满足成像条件,很难直接在偏移过程中去除.但是对于准确的速度模型,真实的成像结果在角度域内应该是平直的.根据这个判断准则,可以在角度域内移除多次波偏移中的假象.本文以数据自相关偏移为例,提出了在单程波多次波偏移中移除假象的主要流程：首先在在单程波偏移过程中高效地提取角度域共成像点道集,然后对角度域共成像点道集应用高分辨率的抛物线型Radon变换,用合适的切除函数处理后,反变换回到角度域,最后叠加各个角度成分,得到偏移结果.Marmousi模型的合成数据测试表明,这种方法可以很好地压制多次波偏移过程中产生的假象,有效地提高成像结果的信噪比.     

煤矿陷落柱的地震响应特征与识别

根据煤矿陷落柱的地质特征,设计了两类非均匀陷落柱模型,通过有限差分法模拟陷落柱的地震波场.通过对模拟波场叠加剖面和偏移剖面的对比,得出了大、小陷落柱的地震响应特征,并指导了实际地震剖面的陷落柱识别.结果表明:大的陷落柱的地震响应在时间剖面上特征表现为标准反射波的中断;而较小的陷落柱的地震响应在时间剖面上特征表现为弱反射能量异常.     

煤矿陷落柱地震识别技术研究

岩溶陷落柱是煤田开采中一种常见的地质灾害体.由于地质条件、区域构造不同,岩溶陷落柱发育具有随机性特点,单从地质上对其预测并不能从根本上解决现阶段的实际问题.为正确研究识别地震勘探手段所能探测的岩溶陷落柱及其尺寸,本文给定相同地层模型及探测条件,得到对应于不同规模岩溶陷落柱的同一时间叠加剖面和偏移剖面,通过对其波剖面比较以及地震响应分析,研究不同规模岩溶陷落柱在地震剖面上的变化规律,提出识别陷落柱的依据,对正确分辨和圈定陷落柱具有一定指导意义.     

基于共散射道集的叠前时间偏移/反偏移提高叠前数据质量

为了提高叠前数据质量,将叠前时间偏移/反偏移与共散射点道集相结合,提出了一种新的时间偏移/反偏移方法.利用改进的CRS参数建立精确的速度模型,提高偏移成像质量.将振幅映射到共偏移距顶点来生成共散射点道集,将偏移和中点上的多参数叠加,通过叠加数据,实现了叠前数据增强,道集的数量远高于传统叠前时间偏移的叠加数量.利用基于中点位移、半偏移距和偏移速度的算子进行反偏移处理,能量重新分配回时间域中的每个绕射同相轴,压制噪声,地震资料信噪比和成像精度均得到了提高.提高质量后的叠前数据可用于后续的速度分析、叠加、偏移等常规处理中,效果好于原始CMP道集.模型和实际数据的计算结果均验证了该方法的正确性和有效性,该方法在低信噪比资料的处理中将会有广阔的应用前景.     

多波高斯束叠前深度偏移速度分析(英文)

多分量地震资料叠前深度偏移技术可以对地下复杂地质构造进行更准确的成像,精确成像的前提是获取准确的纵横波偏移速度。本文采用高斯束偏移方法对多波地震数据进行偏移速度分析,首先分别给出纵波和转换波共偏移距域高斯束叠前深度偏移方法原理,在此基础上抽取纵波和转换波偏移距域共成像点道集;然后根据共成像点道集拉平准则,分别对纵波和横波速度进行更新;当两种波成像深度不一致时,对纵波和转换波成像剖面进行深度匹配,完成高精度的纵横波偏移速度分析。模型数据和实际资料试算表明,该方法是一种有效的多波偏移速度分析方法。     

角度域弹性波Kirchhoff叠前深度偏移速度分析方法

为提高地震成像结果的准确性并真实反映实际地震波场在介质中的传播特性,应该充分利用多分量地震数据的矢量特征进行弹性波成像,其中,最为棘手的问题是纵横波偏移速度场的确定,为此,本文提出了直接利用多分量地震数据进行弹性波角度域偏移速度分析的方法.基于空移成像条件的弹性波Kirchhoff偏移方程提取了弹性波局部偏移距域共成像...     

叠前偏移共成像点道集的对比分析

本文首先对各种不同类型的共成像点道集进行了概述,然后从定义、主要用途、提取方法、剩余曲率关系以及共成像点道集与速度误差间的联系等方面进行具体的比较分析,给出了定量和定性结果,从而对各种共成像点道集的特征有了更深入的认识,可作为进行有效偏移速度分析时的参考依据.最后又基于模型分别提取了偏移距域共成像点道集(ODCIGs)...     

0.9 m薄煤层SH型槽波频散特征及波形模式

在0.9 m薄煤层中使用放炮方法做微震震源的条件,通过对所采集到的薄煤层槽波信号进行分析,发现薄煤层槽波在频域中存在高频和低频两个独立并且不连续的波段.其中高频区大约以2000 Hz为中心,低频域的中心频率约为490 Hz,并且高频域和低频域的能量差异不显著.通过时频分析,可以清晰地看到高、低两个频域几乎在同一时刻触发,并且其小波相关系数在这两个域中的分布规律表现出一定的相似性.通过对0.9 m薄煤层槽波频散曲线的理论分析可知,现场观测到的Airy震相的频率及速度和其理论值较为接近.震源置于煤层中心,且炸药能量对顶底板的扰动,对第二阶对称波形模式下槽波高频部分的形成起着关键作用.在这一对称高阶波形模式下槽波的波速基本上和煤层顶底板中S波的波速一致.由于这两个触发的波形模式在时间域中具有相似的特征,建议在高频域和低频域同时发育较好的薄煤层槽波勘探中,可以采用在同一时间域中高低频相结合的方法提高利用槽波勘探分析的效果.     

HTI煤层介质槽波波场与频散特征初步研究

煤层内裂隙较为发育,具有明显的各向异性.目前槽波理论研究以各向同性介质为主,对HTI介质中槽波及其频散性质研究很少.本文以弱各向异性、含垂直裂隙HTI煤层介质为研究对象,研究了HTI煤层介质中的三维槽波波场,采用交错网格高阶有限差分法模拟槽波,推导了三层水平层状HTI煤层介质的Love型槽波理论频散公式和振幅深度分布,分析了HTI各弹性参数对频散曲线的影响.HTI介质和各向同性介质基阶Love槽波频散曲线差异较小,高阶较大;煤厚主要影响Airy相频率,而Airy相速度不变;煤层v_s对Airy相速度影响很大;煤层γ对基阶Love槽波影响很小,高阶稍大.各波偏振方向不再与波的传播方向平行或垂直,而是呈一定夹角.利用基阶Love槽波频散曲线推测裂隙发育较为困难,可利用高阶频散曲线.

     

岩石样品中超声波传播数值模拟及分析

为了深入研究超声波速度测试中超声波在岩石样品中的传播规律,对岩石超声波速度实验采用交错网格有限差分算法进行了数值模拟.选取了适合于超声波震源的差分精度、稳定性条件和吸收边界.通过模拟波形与实验记录波形的对比分析,结果表明:激发器和接收器直接位于岩心与探头接触面时,接收到的波形中干扰波较少,合成记录波形特征明显,易于分析;使用雷克子波作为超声波数值模拟的震源子波,计算得到实际首波初至时间为21.55μs,而波形图中首波初至时间为23.90μs,这是由于子波自身的长度使得波初至时间比实际波初至的时间晚;相对于岩心与探头接触面的反射波,岩心柱体与空气接触面的反射波对有效波形信号的影响更大.     

淀山湖风浪场的数值模拟

对淀山湖的风场和风浪场进行了观测,根据所观测的风场利用SWAN模型计算了湖区的风浪场.通过将计算的波高和观测值进行比较,说明计算结果的变化趋势和观测结果的变化趋势相吻合;观测结果的波动幅度较大,而计算结果比较平滑.总体说来,基于SWAN模型所计算的波高可信、可靠.在此基础上,利用SWAN模型较为系统地计算了不同水位和不...     

2.5维非均匀介质中的地震波数值模拟

目前,完全的3D弹性波数值模拟计算仍然需要庞大的计算资源,而2D弹性波数值模拟,又不能准确地近似3D数值模拟.因此,本文在较高数值精度的一阶应力一速度弹性波动方程的基础上,采用时间错格差分拟谱方法在2D模型介质中计算3D弹性波场,即2.5D数值模拟.并将3D计算结果与2.5D和2D结果进行比较,发现2.5D模拟结果在波场形态和振幅方面比2D模拟结果更接近3D模拟结果,从而证实了2.5D数值模拟比2D数值模拟可以更好地近似3D波场数值模拟,同时证实了时间错格差分拟谱方法是一种高精度、高效率的正演模拟方法.     

煤巷小构造Rayleigh型槽波超前探测数值模拟

对煤巷小构造地震波场进行了数值模拟研究,分析了层状煤层中地震波的传播特征.研究表明:(1)在煤巷迎头前方煤层内以纵波震源激发的Rayleigh型槽波相对于体波能量较强,波列较长,波速较低.(2)沿煤层传播的Rayleigh型槽波在小构造面上产生Rayleigh型槽波反射波,反射Rayleigh型槽波垂直分量相对于水平分量能量较强.沿煤层反向传播的反射Rayleigh型槽波在煤巷迎头面上转换为沿煤巷底板传播的Rayleigh面波.沿煤巷底板可以接收到能量较强的反射Rayleigh型槽波产生的Rayleigh面波,其可以作为超前探测小构造面的特征波.在地震记录上反射Rayleigh型槽波产生的Rayleigh面波波至最迟,在时间域与其他波列时间间隔较大,其垂直分量能量相对于水平分量较强,在地震记录上容易识别.(3)在相同的地质条件下应用反射地震超前探测方法,标志煤巷迎头前方存在小构造面的反射地震波能量较弱,受煤巷顶、底板界面和采煤迎头面的强反射波干扰,在地震记录中难以识别.     

粘弹性介质单程波法非零偏移距地震数值模拟与偏移

地震资料分辨率降低,得不到深层介质的精确信息实际上是由于大地吸收效应的影响.同时与双程波动方程相比单程波动方程避免了多次波的干扰并且计算效率高、占用内存少.本文首先基于开尔芬粘弹性介质模型将品质因子与单程波分步傅立叶法波场延拓算子相结合,实现了粘弹性介质波场延拓,从而将单程波弹性介质波场延拓推广到了粘弹性介质.然后在定位原理,数学检波器原理以及等时叠加原理的基础之上实现了粘弹性介质非零偏移距叠前正演模拟.最后将数值模拟得到的正演记录进行弹性偏移和粘弹性偏移并进行对比分析.通过数值算例可以看出,粘弹性介质叠前正演深层的反射波能量减弱,同相轴变粗,频带变窄,主频减小,分辨率降低;粘弹性偏移不但实现了振幅的恢复,而且同时偏移剖面的垂向空间分辨率也得到了提高.     

水平分层孔隙介质中点源激发的震电波场数值模拟及分析

为认识地震波诱导的电磁场的特性,本文研究地震波在孔隙介质中由于动电效应引起的电磁场.基于Pride弹性-电磁耦合方程组推导了双力偶震源对应的位移-应力-电磁场间断向量的表达式,模拟了双力偶源激发的震电波场.作为比较,还模拟了爆炸点源激发的震电波场.结果表明：存在伴随纵波的电场,其各分量的波形与固相位移对应分量的波形相似,但相位相反;存在伴随横波的磁场,其波形与固相位移波形相似;双力偶震源还激发出了独立传播的辐射电磁场,其速度比纵波至少高一个数量级,几乎是“瞬间同时”到达了每个接收器,但是其强度比伴随电磁场小得多,且随着源距增大而迅速减小.本文研究还表明：伴随纵波的电场强度不仅与地震纵波幅度和动电耦合系数有关,还与由介质孔隙结构决定的流-固两相动力协调性有关,存在一种动力协调介质,纵波在这种介质中不引起电场.     

Numerical simulation of seismic wave propagation in complex media by convolutional differentiator

We apply the forward modeling algorithm constituted by the convolutional Forsyte polynomial differentiator pro-posed by former worker to seismic wave simulation of complex heterogeneous media and compare the efficiency and accuracy between this method and other seismic simulation methods such as finite difference and pseudospec-tral method. Numerical experiments demonstrate that the algorithm constituted by convolutional Forsyte polyno-mial differentiator has high efficiency and accuracy and needs less computational resources, so it is a numerical modeling method with much potential.