虚拟震源方法用于探测地下陡倾角地质构造

当常规地震勘探数据处理方法不能对地下存在的陡倾角地质构造获得满意的成像效果时,应用虚拟震源方法将垂直地震剖面( VSP,vertical seismic profile) 数据重构成单井剖面( SWP,single well profile) 数据,可以使得观测系统重构到更接近于井附近目标体的位置,震源和检波器都位于复杂的覆盖之下并避免井和地表之间未知速度信息的影响,从而获得对地下地质构造更好的成像分辨率。尤其是当地下存在诸如断层这样的陡倾角地质构造时,虚拟震源方法可以对目标体产生很好的成像效果。本文进行了声波数据和弹性波数据的模拟实验,将模型中的陡构造设置为断层,测试虚拟震源方法用于探测地下陡倾角地质构造的能力,对声波和弹性波介质都获得了满意的成像结果; 在应用稀疏观测系统进行测量时,仍然可以得到较好的成像效果。     

自适应加权改进窗口中值滤波

针对传统的多级二维中值滤波窗口函数及窗口大小对地震数据噪声处理存在影响,提出了一种自适应加权改进窗口多级二维中值滤波器。对传统的多级二维中值滤波窗口函数进行改进,使其具有保护线性和细节特征。在改进窗口函数的基础上,提出了自适应加权函数,加权函数的自适应性对噪声衰减和有效信号的保真奠定了基础,自适应加权改进窗口中值滤波器去除噪声明显。通过理论模型和实际数据处理的对比,表明本方法去除噪声和保护有效信号能力优于传统的二维多级中值滤波器。     

高分辨率P-SV波速度分析

本文在常规转换波速度分析算法基础上,引入两个速度检测因子,提出了两种高分辨率的转换波速度分析方法,称之为转换波协方差速度分析法和转换波ECM（Enhanced Complex Matched Filter Method）速度分析法,同时对转换点计算公式、共转换点道集选排进行了研究,选取了最佳的转换点精确解计算公式,应用到基于时窗的CCP道集分选方法中,并与高分辨率速度分析同时进行,实现了转换波的高分辨率速度分析的算法,理论模型的计算结果表明,二者在时间及速度上都具有较高的分辨率.     

起伏地表组合震源地震波场定向方法

多个震源组合激发通过改变激发延时,可以得到沿某方向传播的地震波场,即定向地震波场激发技术,它可用于特定目标体的照明与探测之中.本文以水平地表的组合震源定向激发原理为基础,推导了倾斜地表情况下的组合震源定向激发公式,并计算绘制了其理论方向图.另外本文将组合震源波场定向方法推广至任意起伏地表,根据惠更斯菲涅尔原理,提出了旋转坐标方法,即将水平坐标旋转至定向波场传播方向法向的倾斜坐标,可方便地计算震源传播至定向波场波前面的走时,作为组合震源的激发延时.根据本文提出的方法,我们分别计算了倾斜地表条件与复杂地表条件定向地震波场的组合震源延时参数,通过波动方程数值模拟技术得到的波场快照验证了本文方法的有效性.     

起伏地表检波器组合响应

在地形条件复杂、干扰波发育的地区,检波器组合接收可以大大提高资料的信噪比。这种组合就是用多个检波器同时接收地震波作为一个地震道的输入,它主要是利用有效波和干扰波传播方向的不同来压制干扰波。根据检波器组合响应的基本原理,将传统的水平面上检波器组合理论推广到起伏地表条件下,主要讨论了起伏地表检波器面积组合的响应情况,并对比了检波器组合滤波后有效波和干扰波的响应。通过分析可知,在地表倾斜的地区,随着倾斜程度的增大,沿上倾方向传来的干扰波压制程度增大,沿下倾方向传来干扰波压制程度减小。用反演方法对检波器组内距进行了优化,在已知检波器组合方向特性的情况下,得到与之匹配的组内距。数值计算表明,检波器组合滤波后的地震资料,有效波的响应明显高于干扰波的响应,信噪比得到很大提高。     

金属矿地震勘探物理模拟实验技术

在金属矿地震勘探的物理模拟中,实验技术研究是得到可靠实验结果的重要保证.通过控制环氧基混合材料混合比的实验,形成1 600～3 200m/s的速度差异,实现了对复杂岩性的模拟.在对山地模型的采集中,采用触点控制方式实现了高程测量和数据采集同步进行.采用页面模型模拟技术,实现了对复杂模型地震波总场信号的分解和归位.     

基于全变分原理的多震源混合数据直接偏移方法

多震源混合地震采集技术,即将多个震源以一定编码方式连续地激发,得到多炮混合的地震数据.该技术能减少地震采集时间,节约采集成本,但是混合数据的直接偏移会在成像剖面中引入严重的串扰噪声,影响成像效果.从数学上看,地震成像属于典型的数学物理反问题,可以采用线性反演方法求解一个正则化约束的最小二乘(LS)优化问题,获得更高质量的成像结果.全变分(TV)正则化方法是图像去噪和复原领域中广泛应用的热点技术,其能在去除噪声的过程中保留图像的边缘信息和不连续性.在对TV图像去噪复原方法原理分析的基础上,本文将多震源混合数据直接偏移成像问题转换成图像复原的极小化能量泛函问题,用TV正则化代替传统最小二乘偏移(LSM)中的L2范数正则化,提出基于全变分原理的混合数据直接偏移方法.该方法使用基于梯度的快速迭代收缩阈值与快速梯度投影组合算法——FISTA/FGP求解最优化问题,能有效压制串扰噪声,增强同相轴连续性,提高成像分辨率.理论模型测试结果表明:将本方法应用于混合数据,无论是去噪效果还是成像精度都得到显著改善.     

准噶尔盆地中部Ⅰ区块现今油气运移方向研究

根据石油成熟度梯度、原油中吡咯类含氮化合物丰度和异构体参数变化特征以及原油中高分子量正构烷烃的分布特征,结合车—莫古隆起的构造演化,探讨了准噶尔盆地中部Ⅰ区块油藏可能的油气运移方向。结果表明,研究区原油间运移分馏效应十分复杂,近期原油主要运移方向是由南向北,即油气是从南部的征1井区向沙1井、庄1井区运移。     

基于归一化能量谱目标函数的全波形反演方法

基于L2范数的常规全波形反演目标函数是一个强非线性泛函,在反演过程中容易陷入局部极小值.本文提出归一化能量谱目标函数来缓解全波形反演过程中的强非线性问题,同时能够有效地缓解噪声和震源子波不准等因素的影响.能量谱目标函数是通过匹配观测数据与模拟数据随频率分布的能量信息来实现最小二乘反演的,其忽略了地震数据波形与相位变化的细节特征,这在反演的过程中能够有效缓解波形匹配错位等问题.数值测试结果表明,基于归一化能量谱目标函数在构建初始速度模型、抗噪性和缓解震源子波依赖等方面都优于归一化全波形反演目标函数.金属矿模型测试结果表明,即使地震数据缺失低频分量,基于归一化能量谱目标函数的全波形反演方法在像金属矿这样的强散射介质反演问题上同样具有一定的优势.     

金属矿地球物理勘探技术与设备:回顾与进展

地球物理勘探技术是深部矿产资源勘查的主要技术手段.长期以来,我国地球物理勘查技术和仪器严重依赖国外进口,国产勘查技术无论仪器设备,还是方法、软件尚不能满足日益增长的深部矿产勘查需求."十二五"国家高技术研究发展计划（863计划）资源环境技术领域设立了"深部矿产资源勘探技术"重大项目,以提高深部矿产资源探测的深度、精度、分辨率和抗干扰能力为目标,研发高精度重磁探测技术、电法及电磁探测技术、地震探测、钻探和井中探测技术和装备.经过4年的攻关研究,突破了高精度微重力传感器、铯光泵磁场传感器、宽带感应式电磁传感器等10余项关键技术;研发、完善和升级了地面高精度数字重力仪、质子磁力仪、大功率伪随机广域电磁探测系统、分布式多参数电磁探测系统等18套勘探地球物理仪器设备;创新和完善了20余项勘探地球物理数据处理、正反演方法,研发和完善了2套适合金属矿数据处理及解释的大型软件系统,和8套其他专用软件系统,大幅度提升了我国地球物理勘探技术水平.本文旨在介绍项目取得的主要成果,首先回顾我国地球物理勘探技术的发展历程,然后再重点介绍"深部矿产资源勘探技术"重大项目取得的主要成果和进展,最后对发展我国地球物理勘探技术提出作者的看法和建议.