富有机质泥页岩岩石物理横波速度预测方法研究

许多实际测井资料中缺失横波速度数据,给叠前地震资料反演、脆性因子计算、应力分析和储层预测等带来不利影响。关于碎屑岩和碳酸盐岩的横波速度预测方法已日趋成熟,而关于富有机质泥页岩的横波速度预测方法的研究相对较少。基于Keys-Xu干岩石模型,引入Gassmann方程和Brown-Korringa固体替代等岩石物理理论,构建了一种包含多矿物、复杂孔隙和有机质含量的富有机质泥页岩岩石物理横波速度预测方法。该方法将富有机质泥页岩等效为由岩石基质矿物、有机质和含流体孔隙组成的混合物,将岩石中复杂的孔隙结构等效为球形孔隙与裂缝状孔隙组合的结构;利用纵波速度计算球形孔隙与裂缝状孔隙的体积分数,进而预测横波速度。将该方法应用于实验室测试数据和建南构造侏罗系下统自流井组东岳庙段富有机质泥页岩实际测井资料,预测的横波速度与实测的横波速度吻合度较高,表明该方法在预测富有机质泥页岩横波速度时适用且有效。     

一种基于新差分模板和无穷范数的震源波场重建方法

伴随状态法广泛应用于偏移成像和全波形反演中。模型的像或梯度可通过震源波场和伴随波场之间的相互运算得到。但两种波场分别沿时间正向和反向传播,无法同时访问。为避免对震源波场进行存储,可采用边界波场逆向重建震源波场。但现有的重建方法仍无法平衡精度和存储需求。为此,发展了一种新的交错网格有限差分震源波场重建方法。新方法通过存储边界区域的N层波场和M-N层波场的线性组合来重建内部区域的震源波场(M为差分算子长度参数,0≤N≤M)。推导了基于新差分模板的频散关系,构建了无穷范数型目标函数,采用Remez交换算法优化了重建系数。详细分析了所提方法的精度和稳定性,并将其应用于声波逆时偏移和弹性波全波形反演。数值结果表明：新方法可以获得足够精确的重建波场、偏移剖面和反演结果;其内存需求仅为传统方法的(N+1)/M。     

简化的三维TTI介质黏滞纯声波方程及其数值模拟

地球介质普遍具有非弹性和各向异性特征,因此在研究地震波在地下空间传播时应该同时考虑各向异性和黏滞性。在各向异性介质波场模拟、偏移成像和波形反演中,目前主要采用的是伪声波方程,该类方程是在直接将横波速度设置为0的基础上发展的,当介质参数不满足假设条件时容易产生伪横波数值干扰及模拟不稳定。考虑到伪声波方程存在的问题,文中应用泊松算子和有限差分相结合的策略求解高精度的三维TTI介质纯声波方程。同时,考虑到衰减介质对地震波振幅和相位的影响,在各向同性黏滞声波方程的基础上,推导了一种简化的三维TTI介质黏滞纯声波方程,该方程能够模拟纯声波的相位畸变和振幅衰减。应用三维层状模型、TTI楔状体模型和改进的Marmousi模型验证了方法的有效性和适用性。     

富有机质岩石横波速度预测方法

以往针对富有机质岩石横波速度预测方法大多未同时考虑干酪根分布和孔隙形状的影响,为此,基于Kuster-Toksöz （KT）岩石物理模型和混沌量子粒子群寻优算法构建了一种新的富有机质岩石横波速度预测方法：把富有机质岩石等效为由矿物、干酪根颗粒、含流体孔隙组成的混合物,其中干酪根颗粒与孔隙同时被等效为硬币形状包含物,通过其纵横比变化表征干酪根分布及孔隙形状对速度的影响;使用预测与实测纵波速度之间的误差构建反演目标函数,引入混沌量子粒子群非线性多元全局寻优算法同时求解等效干酪根颗粒和等效孔隙纵横比参数,在反演参数的基础上预测横波速度。将该方法应用于实验室测量数据和实际测井数据,并与前人提出的三种单一参数自适应方法进行对比,结果显示新方法优于单一参数自适应方法,证明新方法在富有机质岩石横波速度预测中有效。     

一种简化的二维规则多边形孔隙岩石物理模型

将岩石中的孔隙等效为二维(2D)椭圆形或三维(3D)椭球体是目前岩石物理建模的主流做法,鲜见其他孔隙类型模型研究.针对Kachanove 2D规则多边形孔隙岩石物理模型存在孔隙形状因子参数多、仅能表征几种孔隙形态,且难以与 自适应等数学算法相结合等问题,引入单一等效孔隙形状因子g替代上述模型中多个形状因子参数,得到一种...     

联合连续小波变换和脊波变换的面波衰减方法及应用

基于炮集地震记录面波的高振幅、低频率和低速度特性及其与反射波在小波域和脊波域中分布区域不同,提出了一种衰减强干扰面波的联合一维连续小波变换和脊波变换方法。首先根据面波的高振幅和低频率特性,利用一维连续小波变换的时频局部化性质,对强干扰面波进行衰减;然后利用脊波变换将地震记录变换到时间、尺度和射线参数的三维空间;最后在脊波域对剩余干扰进行衰减。合成记录和实际资料处理的应用表明该方法不仅可以较好地衰减地震记录中的干扰面波,而且可以保护有效信号的低频成分,为地震资料后续处理和分析提供更好的保证。     

结合泊松算法和波场分解成像条件的各向异性优化纯声波方程逆时偏移

常规各向异性逆时偏移主要采用伪声波方程,该类方程容易引起成像剖面上的伪横波干扰及数值不稳定,发展各向异性纯声波方程能够较好地解决上述问题。为此,首先回顾了TTI介质中两种常用的伪声波方程;再采用最小二乘方法获得了优化的纯声波频散关系;在此基础上,结合泊松算法和有限差分求解高精度纯声波方程。在传统互相关成像条件中,全波场信息均参与其中,容易引起较强的低频噪声干扰。鉴于此,将基于Hilbert变换的复数波场分解成像条件推广至各向异性介质,对获得的TTI纯声波沿不同方向分解,选取传播方向相反的波场分量参与最终成像。理论和模型算例表明,将优化纯声波和波场分解成像条件结合能够有效压制各向异性逆时偏移中的伪横波干扰及低频噪声,获得高质量的成像剖面。     

基于地震数据包络的多尺度全波形反演方法

地震数据包络的对数形式可以反映波形的宏观变化,同时,能有效提取地震数据的低频信息。对数包络所提取的低频信息与地震数据的主频具有相互对应关系。结合"分频多尺度"的反演思想,先对高频数据作低通滤波处理,再计算其对数包络以提取地震数据的低频成分,并以此构建目标函数进行反演,从而得到较好的初始速度模型。数值模拟反演实验证实:在全波形反演过程中,如果采用分频多尺度反演方法,可以有效缓解"周波跳跃"现象对反演结果精度的影响,准确反演出地下复杂结构的速度模型。     

小波域强面波衰减方法研究

 基于离散小波变换(DWT) 阈值法压制面波适用于面波、反射波频带重叠的少数尺度范围去噪的特点，文中利用理论模型分析比较了四种阈值选取准则对DWT阈值方法压制面波结果的影响，并选出最佳准则。在此基础上首先使用改进的DWT阈值方法初步压制面波，然后再利用联合二维物理小波标架去噪（PWFD）方法压制剩余面波能量。理论记录和实际资料处理结果表明：DWT阈值去噪联合PWFD阈值去噪既可以较好地压制面波，又可以较好地实现有效信号的保真。该方法去噪效果优于F-K方法及其他方法。     

探地雷达直达波衰减的Curvelet变换方法

针对探地雷达信号处理中直达波衰减问题,提出了一种基于Curvelet变换的直达波衰减方法.该方法首先将原始信号变换到Curvelet域,通过直达波在Curvelet域的分布特点,得到其Curvelet系数,并对其进行重构,最后在总信号中减去重构的直达波信号得到有效信号.在处理过程中,利用Curvelet域分尺度阈值处理方法同时可以滤除随机噪声.通过对实测数据的处理和分析,验证了该方法的可行性和有效性,并且证实了该方法与2-D连续小波变换方法相比具有占有存储少和计算速度快的特点.