简介：这篇文章重点研究改进的Gabor小波（improvedGaborwavelet，IGW）变）并讨论了它在地震信号处理和解释中的应用ThispaperintroducesanimprovedGaborwaveletanditscompletetransform，andmainlyanalysestheirpropertiesanddiscussesapplicationsofthesepropertiesinseismicsignalprocessandinterpretation。改进的Gabor小波变换具有以下特性：1）IGWT把时域信号映射到时间一频率域，而传统Gabor小波变换把时间信号映射到时间一尺度域；2）IGWT可用于信号分频，通过固定变换的主频参数dominantfrequency，并变换能提取相应的子带信号，且其主频部分的信息与原信号相应频率部分的信息一致，通过调节变换的分辨率因子，变换能有效控制子带信号的带宽；3）用IGWT和IGWIT构建的滤波器有良好的时一频局部性，在指定时一频范围内能实现针对性滤波。文章用仿真实验和实际用例验证IGWT的这些特性，并在提高地震信号分辨率、地震信号分频和识别小断层等地震信号处理和解释等方面的应用中取得良好效果。

简介：逆时偏移被认为是处理陡倾角断层、回转波和逆掩推覆构造最有效的成像方法。考虑到当今勘探对地下复杂构造体、薄互层和隐蔽储层的高分辨率成像需求，井间、井中地震资料成为地面地震资料的一个很重要的补充。但由于地面地震、井中地震和井间地震存在很大的频率差异，本文将相应的变网格算法应用到偏移中。另外，也将Lanczos滤波引入到波场外推计算中，从而可以很好地消除变网格引起的人为反射。试算表明，对比地面、井中和井间的偏移，可以看到微构造、陡反射层都得到了更好地刻画和描述。基于变网格的逆时偏移在储层预测和岩性解释方面有广阔的应用前景。

简介：研究了基于Poynting矢量的角度域逆时偏移成像及成像幅度的校正方法。根据Poynting矢量进行波场角度分解，由此构建局部成像矩阵及局部照明矩阵。在局部成像矩阵中建立的角度域成像条件，有效地消除了低波数干扰，同时可在局部成像矩阵中进行角度域共成像点道集抽取、倾角估计等运算。利用局部照明矩阵进行了基于全波波动方程的时域照明分析，在局部照明矩阵中计算倾角域幅度校正因子。根据逆时偏移的像计算共倾角像，利用校正因子对各角度的像进行校正，进而实现对成像结果的校正，从而实现了一种高效的倾角域幅度校正方法。最后通过SEG／EAGE模型进行数值计算验证了文中所述的计算方法。

简介：通过最新的全球地磁模型——CALS10K.1b,结合CALS3K.4与IGRF11模型,计算并分析了10000BC~1990AD期间中国大陆及邻近地区非偶极子（ND）磁场Z分量的时空变化。为了深入了解ND场的变化,从场源的角度,对2n（n=2-10）极子ND场及其对应的能量进行了分析。结果显示在研究期间ND场的变化可分为3个阶段。在10000BC-2500BC期间,ND场以正值为主并持续了近7500a,在2500BC-1500AD期间强度转弱为以负值为主并持续至1500AD,自此快速增强为以正值为主。东亚地区ND场异常基本在截断阶数（n）为3时即形成,且该异常区已在大陆地区内形成了封闭的圆形区域,这意味着前3阶的ND场占据了总ND场强度的大部分。ND场在核幔边界（CMB）处衰减较快,在地表处则趋于稳定。

简介：随着全张量重力梯度（FTG）测量技术的不断发展,重力梯度数据的三维反演技术在油气和矿产勘探中日益受到重视与关注。为了快速处理和解释大规模的高精度数据,图形处理器GPU（GraphicsProcessingUnit）和预处理分解技术（Preconditioningmethods）在地球物理反演中的使用变得十分重要。本文结合对称逐次超松弛（SSOR）技术与不完全乔列斯基分解共轭梯度算法（ICCG）提出改进的预处理共轭梯度法,并考虑到方法预处理分解占用额外的时间,开发该算法的GPU并行算法来提高加速效果。然后通过含噪的模型数据反演来证明改进的并行预处理方法在三维全张量重力梯度数据反演中的适应性。由此,基于NVIDIATeslaC2050GPU的并行SSOR-ICCG算法和在2.0GHzCPU上的串行程序比较,达到了大约25倍的加速比。最后,我们将该算法应用于美国路易斯安那州南方Vinton盐丘的实测航空重力梯度数据反演中,反演出良好的反演结果,验证了该方法在三维全张量重力梯度数据快速反演中的优势和可行性。

简介：目前观测系统设计中接收道数的选择基本上是基于水平层状介质假设，这显然不能满足复杂地区采集的需求。本文在朱金平研究基础上，通过野外试验法获得最优接收道数问题，进行数值模拟实现，在固定道间距情况下，建立接收总能量与平均效率能量之间的数学模型，获得最优接收道数，并利用一个复杂工区的地震数据对方法的正确性进行验证，模型数据计算的结果与实际数据处理的结果表明，本文方法与实际处理结论一致，说明该方法具有较高的科学性，可以为复杂地区观测系统设计提供新的思路。

简介：探索地震前兆是一件具有挑战性的研究。本文采用高通滤波的方法，处理分析了来自世界不同位置4个超导重力台站5次大地震前的秒级固体潮重力数据，发现在这些地震发生之前数天内，能够接收到稳定的重力高频扰动信号，其中2008年5月12日的汶川地震前出现一个主频为0.1-0.3Hz的重力扰动，而其他4次地震前出现两个主频为0.12-0.17Hz和0.06-0.085Hz的重力扰动。另一个发现是当地震发生在大陆与海洋板块断裂带时这种重力扰动信号具有远场效应，即重力扰动异常出现在距离震中较远的超导重力仪上，而较近的台站异常较小或没有异常。以上研究结果表明，这种重力扰动信号与地震发生具有较密切的相关性，可作为一种有潜力的临震预报信号；重力扰动信号的远场效应也许能够揭示某些地震发生前地球内部板块之间的相互作用机制。但由于地球上重力固体潮台站分布的非常不均匀，上述结果还需要今后研究更多的样本数据加以证实。

简介：频率-波数域单程波算子能高效地模拟地震波在复杂介质中的传播，但是在描述波的大角度传播和速度横向扰动变化较大介质中传播的问题时仍然存在一定误差。这类误差是由于对单平方根算子使用Taylor展开式的近似程度不足所造成。为了进一步提高泰勒展开式的精确性，本文提出一种利用粒子群智能算法优化级数展开系数的高阶广义屏算子对单平方根算子的展开级数进行优化处理。新的偏移算法能在保持单程波偏移算法高效的前提下进一步提高偏移算子在大角度的成像精度和对强横向速度变化介质的适应性。通过脉冲响应实验，验证了基于粒子群算法优化级数的高阶广义屏算子能够提高常规的高阶广义屏算子的成像精度和成像角度。根据对二维SEG/EAGE盐丘模型的成像处理，基于粒子群算法优化级数的高阶广义屏算子对盐丘下面的断层取得了更高质量的成像，说明粒子群优化级数的高阶广义屏算子比常规的高阶广义屏算子具有更好的横向速度适应性。为了检验本文所提算法对实际资料的处理能力，我们利用常规的偏移处理技术和本文所提算法对一条海上二维数据进行了偏移成像处理，对比分析成像剖面发现本文所提算法描述了更加清晰的层位信息和更高质量的偏移剖面。本文所提算法能有效提高高阶广义屏偏移在广角度成像的能力，具有一定实际应用价值。

简介：复杂地层曲面构建可广泛应用于石油勘探、地质建模、地质构造分析等领域中,也是这些领域数据可视化和可视分析的重要基础。现有方法在多种类型断层处理、曲面光滑性等方面存在不足。为解决地层数据分布不规则性带来的曲面光滑性问题,本文引入几何偏微分方程的曲面造型方法开展地层曲面构建;针对多种类型复杂断层存在情况下的曲面构建问题,提出三维空间与二维平面的投影互换算法,给出了基于几何偏微分方程的多种形式断层的统一处理方法;针对复杂地层曲面构建问题,建立了相应几何偏微分方程,给出演化求解算法。实际地层数据的空间曲面构建验证了本文方法计算效率高、能处理不规则的数据分布,同时能对存在断层尤其是逆掩断层的地层面进行曲面恢复。

简介：将偏移后的炮域偏移距道集转换为角度域共成像道集（ADCIGs）可为偏移速度分析（MVA）和叠前反演提供输入道集，并且ADCIGs是理论上没有假象的叠前反演道集，也是目前公认的精度最高的叠前反演道集。本文研究了基于矢量波场逆时偏移的弹性波保幅ADCIGs的提取方法，以保幅弹性波逆时偏移方程为基础，其核心是求取不同震源位置的纵、横波场在地下各成像点的入射角，对于转换波勘探，二者共享一个入射角，即震源纵波入射角。根据几何关系，震源纵波波场的传播角、构造的局部地层倾角之差为震源纵波入射角，震源纵波波场的传播角利用解耦后纵波场的极化向量得到，构造的局部地层倾角利用偏移叠加剖面的复波数得到。对纵、横波的共炮点偏移道集按入射角重新排列即可得到各自的ADCIGs。文中利用水平层状介质模型、倾斜层状介质模型、Marmousi—II弹性波部分模型和实测资料验证了算法的有效性，计算结果表明，本文方法计算的纵、横波角度具有较高的精度，提取的角道集具有较好的振幅保真性，能够为MVA和叠前反演提供可靠的输入道集。

简介：3D地震波走时计算是偏移、反偏移、层析等诸多地震勘探技术中的重要中间步骤。快速推进法计算3D地震波走时具有高效率、稳定性及适应能力强的特点，但快速推进法在震源附近区域的计算精度不高，降低了整个走时算法的计算精度。本文提出了一种联合3D走时计算方法来解决这一问题。该方法在震源附近小范围内使用计算精度较高的波前构建法计算走时，在剩余区域使用快速推进法计算走时，由于模型中绝大多数网格节点走时是通过快速推进法计算的，故新方法保留了快速推进法高效的特点，同时由于震源附近网格节点走时精度的提高，整个新算法的计算精度相对于快速推进法而言有了较大的改善。文中通过数值分析对上述结论进行了验证并使用三维岩丘模型验证了新方法的稳定性和适应能力。

简介：针对祁连山冻土区DK-4井孔含水合物岩层构建岩石物理模型，分别采用K-T方程模型方法和区分填充模式的等效介质模型方法（模式I和模式II）。K-T方程主要模拟地震波在两相介质中传播，基于弹性模量计算速度；而等效介质模型主要依据对水合物地层介质的两种假设：模式I是将水合物作为孔隙填充物的一部分，模式II是将水合物作为岩石骨架的一部分。首先根据粉砂岩层段的测井数据提取了水合物地层骨架的物性参数，包括纵波速度、横波速度、密度、体积模量和剪切模量。然后依据水合物地层各主要成分的物性参数，建立了基于K-T方程的岩石物理模型和区分填充模式的等效介质模型。将两类模型的速度曲线分别与实际地层数据进行了对比：由K-T方程建立的岩石物理模型，其理论计算的速度偏离实际值；而区分填充模式的等效介质模型，其理论计算的速度符合实际值，并且填充模式II模型的速度曲线比填充模式I模型更接近实际地层情况。采用区分填充模式的等效介质模型，能够更好地实现对祁连山冻土区水合物粉砂岩地层的模拟。

简介：为了有效处理人工源的影响,本文开发了带源的CSAMT二维正反演算法,可用于全区（近区、过渡区和远区）资料的反演。引入正则化因子完成磁法二维反演,并且将模型参数调整为磁化率的对数,保证反演过程中磁化率始终为正值。本文基于交叉梯度原理,将CSAMT和磁法进行联合反演,通过搜索交叉梯度项权重的方法,避免了不同异常源引起的两种异常相互干扰的问题。理论模型算例表明基于交叉梯度的联合反演方法优于单独反演。本文开发的带源CSAMT二维正反演算法,有效处理了人工源的影响,保证了最终联合反演算法的可靠性。

简介：常规的时间一空间域和频率一空间域预测滤波方法假设地震记录由地震信号和随机噪声两部分构成，即所谓的加噪声模型，但是，在对随机噪声进行估算时，又假设随机噪声可以通过预测误差滤波器由地震记录中进行预测，即所谓的源噪声模型。这种前后不一致的噪声模型降低了该类方法的去噪能力和保幅性能。为此，本文提出了一种基于反演的时空域随机噪声衰减方法。它首先从地震数据中估算预测滤波算子，该算子表征了地震信号的可预测性，自适应地描述了地震信号的空间结构。在得到预测误差算子之后，将该算子作为正则化约束引入到地震信号反演系统，由含有随机噪声的地震数据直接反演地震信号。不同于常规随机噪声衰减方法，该方法将随机噪声衰减问题归结为正则化约束下的地震信号反演问题，克服了常规方法噪声模型的不一致性问题。我们采用模型数据和实际数据进行了实验分析，并与常规方法进行了效果对比。实验结果表明：与常规方法相比，本文方法在噪声压制的同时，没有对有效信号产生明显伤害，具有更好的振幅保持能力。

简介：提高地震资料的分辨率是地震数据处理流程中的重要环节,对后续的精细构造解释起到重要作用。传统的提高分辨率方法大都假设地震资料是稳态的并且噪声水平不随空间发生变化,而实际情况不满足这一假设,导致提高分辨率处理后的效果达不到预期要求。针对这一问题,本文提出了一种基于时频二次谱的提高地震资料分辨率方法。首先,文中提出了基于S变换的时频二次谱,并结合模型论述了时变子波和反射系数在时频二次谱中的特征及其可分离性;其次,依据时变子波和反射系数在时频二次谱中的特征差异,构建了二维滤波器在地震记录的时频二次谱中提取时变子波的振幅谱;再次,文中研究了噪声环境中时变提高分辨率算子设计方法,并提出了依据时频谱能量强弱相对关系自适应确定频带拓宽范围的时变提高分辨率算子设计,进行提高分辨率处理;最后,文中对该方法进行了模型和实际数据的试处理,并与传统谱模拟方法和Q补偿方法的处理结果进行了对比分析,对比结果表明：本方法不需要估计Q值,提高分辨率能力不受震源子波频带的限制,在兼顾信噪比的前提下能够充分提高不同时间局部的地震数据的分辨率。

简介：地震波场数值模拟中不可避免地会出现边界反射,一般采用吸收边界条件以压制人工边界反射。目前常用的分裂式完全匹配层（PML）边界条件需要在边界处进行特殊处理,尤其是在三维情况下需要将变量分裂为三个分量,增加了数值模拟的计算时间和内存占用量。与分裂式PML吸收边界条件相比,混合吸收边界条件（HABC）具有易于实现、计算量小和吸收效果好等优点,可以提高三维波动方程数值模拟的计算效率。本文将基于一阶Higdon单程波方程的混合吸收边界条件从二维计算域发展到三维,提出了适用于三维弹性波数值模拟的混合吸收边界条件。均匀模型以及复杂模型的三维数值模拟结果表明,混合吸收边界条件与传统的完全匹配层边界条件相比,具有效率高、吸收效果好的优势。

简介：岩石物理建模及脆性指数构建是影响脆性预测精度的两大重要环节。现有页岩模型对有机质的模拟争议较大，需要寻找合理的岩石物理理论来模拟富有机质页岩。同时，现有脆性公式种类繁多，各公式的适用性值得探究。本文利用Self-ConsistentApproximationandtheDifferentialEffectiveMedium（SCA＋DEM）理论，通过模拟有机质与粘土的耦合性，构建各向异性富有机质岩石物理模型。与前人理论对比，初步验证了本模型的有效性；同时，基于模型构建脆性模板，分析物性参数对各脆性指数公式的影响。结果显示：各脆性公式对不同物性条件下地层的敏感性不同，基于杨氏模量构建的脆性指数对矿物含量的变化较敏感，而基于拉梅系数构建的脆性公式对孔隙度／孔隙流体敏感。应综合各脆性指数公式并结合地层物性信息，以达到最优的预测结果。

简介：地震波场正演模拟是地震资料处理、解释中最为重要的技术之一。地震波场正演模拟在大时间步长、长时程的波场延拓中,存在计算不稳定的问题。本文基于声波方程的Hamilton表述,在波动方程求解中用辛差分格式进行时间网格离散,用傅里叶有限差分进行空间网格离散,提出一种新的保结构地震波场正演模拟方法一辛格式傅里叶有限差分法,在保证计算精度的同时提高计算的稳定性。利用声学近似处理空间-波数混合域的积分算子,将该方法推广至各向异性介质。给出各向同性和各向异性条件下的地震正演模拟的计算流程,并将本文方法用于BP盐丘、BPTTI等模型的波场正演模拟。数值算例表明本文开发的方法适用于速度变化剧烈的复杂介质地震波场正演模拟,计算精度高,数值频散小,在各向异性介质正演中能够有效避免qSV波残余,在大时间步长的迭代计算中稳定性好。本文为在辛算法的框架下实现高精度地震正演模拟提供了一种新的选择。

简介：孔隙结构特征及类型划分对低渗透储层勘探开发至关重要,基于多重分形理论与核磁共振实验,对东营凹陷南坡沙河街组沙四段（ES4）复杂低渗透砂岩进行孔隙结构研究。首先,根据岩心物性、铸体薄片、压汞等资料所反映的孔隙结构参数差异,将研究区的岩石孔隙结构类型划分了3大类5小类;然后,针对不同类型岩石的核磁共振T2谱进行插值并计算其对数坐标下的一维、三维分形维数以及多重分形谱,并提取多重分形参数奇异性强度α、分布稠密度f（a）,结果显示孔隙结构类型不同,盒维数尤其是多重分形参数值差异明显,孔隙结构好,其a、f（a）偏向高值,以此划分孔隙结构类型与压汞、薄片分析结果基本一致;最后,将该方法应用到核磁共振测井剖面上,应用效果较好,表明多重分形是核磁共振T2谱的一种属性,利用核磁测井T2谱多重分形特征及参数能够连续较好地评价低渗透砂岩孔隙结构类型与预测有效储层。

简介：四川盆地及其周缘地区的筇竹寺组和五峰-龙马溪组页岩是目前国内页岩气勘探的主要层位之一,但其地震弹性性质响应规律的区域性特征需要开展相关的实验和理论研究工作予以明确。本研究对干燥状态下的筇竹寺组和五峰-龙马溪组页岩的露头样品进行了超声波速度测试,系统地分析了地震弹性性质随页岩岩石学特征的变化规律。研究结果表明,孔隙度与粘土矿物含量呈正相关、与脆性矿物含量呈负相关;粘土、石英、长石和碳酸盐构成页岩岩石基质,与孔隙共同构成页岩岩石骨架,而干酪根和黄铁矿主要赋存于孔隙中,与页岩骨架的耦合较弱。通过将全部连通性孔隙近似等效于仅存在于骨架粘土矿物之内和采用Gassmann流体替换类似的思路处理干酪根和黄铁矿,可以较为简单地将自相容近似（SCA）理论、微分等效介质模型（DEM）和Gassmann方程组合起来构建研究区页岩的地震岩石物理等效模型。该模型通过关键参数等效孔隙纵横比（采用研究区样品平均值或者由碳酸盐含量进行估算）可以较为准确地预测筇竹寺和五峰-龙马溪组页岩的纵波速度,验证了等效模型的有效性和较广的适用性,可为筇竹寺组和五峰-龙马溪组页岩气储层的测井解释和地震“甜点”预测提供依据。