利用面波信息调查表层结构的方法

面波在天然地震和工程地震中分别被用于探测地球的宏观结构和微观结构,面波是石油地震勘探中的干扰波之一,其实,它也同样携带了地球的表层结构信息。石油勘探关注的低降速带属于速度从上到下递增的正向地层结构。通过面波的正演模型计算可知,在石油地震面波分布的频带范围内,主要是面波的基阶模式。运用p—ω变换,能有效提取出石油地震记录中的面波频散曲线。把表层结构划分成等厚薄层,采用光滑度约束,就能通过基阶的面波频散曲线反演出低降速带的横波速度,从而建立表层的结构模型。     

沉积岩中的地震面波分析

在沉积岩中,在30公里的运处记录到了在沉积岩中传播的爆炸产生的地震面波。对于观测得到的基波和最高次的瑞利波型使用相关分析以便计算群延迟。对地震面波资料使用标准反演技术计算深达2.6公里的近似横和纵波速度模型。其结果表明在确定群延迟中相关分析技术的有效性,以及当野外和震源条件有利时,使用地震面波作为勾绘沉积岩地震特性的一种便宜的调查方法。     

一阶速度—胀缩—旋转弹性波方程交错网格数值模拟

弹性波正演在地震波传播机理研究以及多波地震资料采集、处理、解释和反演中发挥着重要作用。现有的弹性波方程正演模拟常常数值求解一阶速度—应力方程或二阶位移弹性波方程,只能直接得到同时包含纵波和横波的三个质点振动速度分量或位移分量,要想得到更直观的纯纵波和纯横波分量记录,还需要在模拟过程中采用波场解耦算子进行纵、横波分离,因此纵、横波模拟精度同时受制于模拟算法和波场解耦算法的精度。为此,推导了一阶速度—胀缩—旋转弹性波方程在三维交错网格空间中的高阶有限差分格式,并给出了相应的稳定性条件;推导了适应该方程的PML吸收边界条件,实现了一阶速度—胀缩—旋转弹性波方程的正演模拟;分析了模拟结果中各分量的物理意义。由于一阶速度—胀缩—旋转弹性波方程不仅包含了质点的振动速度矢量,而且显式地包含了横波振动速度矢量和纵波振动速度矢量,还包含了一个体应变和一个旋转矢量,因此应用该方程模拟除了能得到三个质点振动速度分量外,还可以直接得到解耦后的纵、横波分量,避免了解耦算法对模拟精度的影响。模型试算证明了该模拟方法的正确性和优越性。     

地震横波Ⅱ

本文提出了一种用瑞利波椭圆率的振幅和相位来估计局部地点近地表横渡速度的方法。椭圆率定义为质点运动径向分量与垂直分量的复付立叶谱之比,用各振型的贡献来模拟椭圆率。由一些二分量检波器测定检波器,再对模拟椭圆率做最小平方拟合而实现反演。反演可以提供横波层速度和振型振幅。此法对二层模型瑞利波合成记录做了数值检验。假定只有横波速度是地层的未知量。速度估值表明,随着迭代次数的增加,而迅速收敛于真实速度值。从超过真实速度15％的“初始猜测”值开始,得到4次迭代的计     

转换波地震勘探的若干问题与对策

分析了采集和处理中转换波勘探的若干问题 ,提出了相应的解决方法。研究表明 ,转换波勘探工区选择要有针对性 ;转换波观测系统一般不能直接采用纵波的观测系统 ,要结合转换波传播特点进行设计 ;转换波的横波静校正量 ,可以利用x分量上记录的横波信息来解决 ;为了提高转换波处理精度 ,采用非双曲交互速度分析实现转换波速度分析 ,采用精确公式计算转换点 ,采用非双曲方程进行 转换波动校正 ;在转换波叠加时采用与速度比值有关的面元以确保覆盖次数的稳 定性。通过一些实例来说明上述问题。     

Gcophysics, No. 6, 1995论文文摘

常常采集井中声波来求取界面纵波和横波速度。为此,常用备有各种类型声波源,即单极和双极源的现代井中声波工具。我们已专门研究了用双极源来测量横波速度,在确定由大约35％孔隙度和横波速度大约为465m/s的未固结砂岩组成的较低纵波速度层时,我们发现双极源优于单极源。在此层,已记录的纵     

AVO模拟和局部转换横波

在应用射线追踪模拟确定潜在油气储层的AVO响应时,局部转换横波通常被忽略。这在一次反射模拟中最为常见。然而,局部转换横波对地震响应具有一阶影响,似乎没有被广泛关注,其意义也未为我们所理解。 一次反射全佐普里兹模拟容易使人误解。随着岩层厚度减少,转换波和从岩层底反射的初次波之间的相互干扰就变得越来越重要,由此产生的地震记录,与一次反射全佐普里兹假设下,得到的记录完全不同。对仅模拟薄层一次波来讲,采用经济的线性近似佐普里兹方程计算的人工合成地震记录比用精确的佐普里兹反射系数计算的结果更为精确。 奥多赫茨-安斯蒂效应说明,一次反射传播损失不应包括在人工合成记录中,也不包含在短周期混响中。同样,若不考虑局部转换横波,则在构成人工合成地震记录时,不应采用全佐普里兹方程。     

山区纵,横波联合勘探的资料处理

在四川山区,由于采用浅井激发横波,所以在记录上出现较强的相干干扰波,如声波、拉夫面波和浅层反射-折射多次波,严重地掩盖了有效反射波。此外,工区内地表地形及表层厚度、速度变化剧烈,静校正问题显得非常突出。鉴于这两种情况,资料处理的重点是作好二维滤波和静校正,而且更强调在叠前资料上作好这两项处理,并尽可能保持原有的相对振幅关系。为此,研制了一套适合四川山区碳酸盐岩储层的纵、横波资料处理流程及综合处理流程。综合处理流程主要用于提取纵、横波分层振幅比,全剖面纵、横波振幅比,纵、横波速度比及泊松比等信息。     

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石油地震勘探记录中的瑞雷面波是一种干扰波，在反褶积和叠加前必需首先将面波从炮记录中分离出来，以提高叠加剖面的信噪比。地震数据处理中压制频散瑞雷波通常是利用其低频特征采用高通滤波，或利用其低视速度传播特征采用ｆ－K滤波的方法来实现。文章给出了一种分离瑞雷面波的新方法，在假设地表为非弹性自由边界条件的基础上，给出了从总垂直位移记录中分离纵波分量和横波分量的非线性滤波器，利用此非线性滤波器从常规地震记录中分离出的波场即为频散瑞雷面波。该算法通过Fourier变换来实现，但是它有别于常规的ｆ－K域视速度滤波方法。通过对数值模拟记录和野外实际观测记录的处理结果分析，这种分离瑞雷面波的非线性滤波方法可以在实际地震数据处理中应用。     

水平层状模型中多模式瑞雷波和拉夫波相速度频散曲线的灵敏度分析

以瑞雷波和拉夫波为主要研究对象的高频面波方法,在地下水、环境及工程等领域被广泛应用。对于水平层状模型,横波速度是影响多模式瑞雷波和拉夫波相速度频散曲线的最重要参数。文中利用雅可比矩阵探究多模式瑞雷波和拉夫波相速度对不同深度地层横波速度的灵敏度。研究表明：①不同模式的面波对相同地层横波速度的灵敏度不同;无论是瑞雷波还是拉夫波,低频面波比高频面波对较深层横波速度更灵敏;同时,整个高频段都是多模式面波相速度频散曲线对表层横波速度改变的灵敏频段。②基于对速度递增模型和两种速度异常层（含低速夹层或高速夹层）模型进行的测试分析,认为多模式瑞雷波和拉夫波相速度频散曲线对低速层横波速度的灵敏度高,而对高速层及速度异常层（低速层或高速层）下伏地层横波速度的灵敏度低。③相同模式拉夫波相速度频散曲线对同一地层横波速度的高灵敏度频段范围比瑞雷波的更宽,瑞雷波和拉夫波相速度频散曲线对相同地层横波速度的灵敏度峰值存在差异,因此联合反演多模式瑞雷波和拉夫波相速度频散曲线有利于获得高精度的浅地表横波速度。     

双相各向异性介质弹性波传播交错网格高阶有限差分法模拟

含流体孔隙各向异性介质中的弹性波传播问题是目前石油勘探和地震学研究的难点之一。基于Biot理论,本文提出了二维双相任意倾斜各向异性介质三分量弹性波方程交错网格任意偶阶精度有限差分解法,并对均匀及两层双相VTI介质和TTI介质中的弹性波场进行了模拟。波场快照和合成记录表明:当横波源的偏振方向与TI介质的对称轴存在一定夹角、且耗散系数较小时,在固相与流相中存在快横波、慢横波、快纵波和慢纵波;双相TI介质中横波分裂现象及波前面尖角和三分叉现象与TI介质中的基本相同,只是黏滞相界中弹性波速度有所减小,且具有频散和衰减特性;从直达波转换为反射波后,该波型具有反射波的性质。     

由偶极子和斯通利波估算地层横波速度的频散波处理技术

本文提出了一种可从井中声全波估计横波速度的频散导波的处理技术。所用的声波波列数据可以是单极子源产生的斯通利波或偶极子源产生的挠性波。该方法中用一个给定的接收器记录的波列与第二个接收器的波列相比较，第二个接收器记录的波列是由测试地层中以地层横波速度传播的波到达给定接收器位置的波列组成。对特定的波模式(偶板子源或斯通利波)，数字传播过程用适当的频散关系模拟。两波列的相位差最小化过程可通过改变横波的速度来实现。使相位差最小的横波速度可作为最终的横波速度，此时两个波形可达到最佳相位匹配。该方法中波形的频散效应可通过横波理论自动解释，也可通过与相似分析方法结果的对比得到展示。用这种方法与多发射点方法相结合可以处理阵列声波数据。所估计的地层横波速度可达到一个接收器间距的分辨率(有代表性的为0．5ft)。这一结果已通过野外实例的演示得到，横波速度测井中提高分辩率的这种事实已为单接收器间距的密度测井曲线的高分辩特性所证实。野外实测的斯通利波的横波速度测井曲线和偶极声波波形数据对比表明，利用该方法可以从频散的声波波形得到高分辨率的地层横波速度。本文所介绍的新方法可以在声波波列确定地层横波特性方面得到广泛的应用。     

横波自由表面效应:横波窗

横波和纵波在自由表面的效应是不同的。横波存在横波窗的问题。在横波窗外会产生一种称为局部SP波或表面纵波的转换型纵首波,合成记录和物理模型试验证实了这种波的存在。     

利用零偏VSP数据求取横波速度——以七北101井VSP测井为例

从七北101井零偏VSP记录中的一组强波出发,通过对零偏与非零偏VSP原始波场中直达纵波和下行转换波第一波至时间的分析,证明其一为纵波震源所激发的纵波在地表某个强阻抗差界面上产生的转换横波。由于这种波具有纯横波的运动学特点,我们可以用于计算横波的速度。利用直达波初至进行三分量矢量定位,在横向垂直分量上得到了信噪比较高的直达横波,选取振幅较强的同相轴提取初至时间,进一步求取了横波速度及泊松比。     

由面波求表层横波速度

介绍了用面波的谱分析法（SASW)及多道分析法(MASW)求取近地表横波速度剖面。对MASW的采集、处理、反演作了详细介绍。用雅可比矩阵分析了产生瑞雷波相速度的各参数的灵敏度，证明纵波速度、密度、厚度对相速度的影响较小，横波速度是主要因素。用加权最小二乘法、LM法和奇异值分解（SVD)求得反演公式，用模型和实例证明反演稳定，用井中数据核实精度可靠。     

AVO模拟和局部转换横波

在应用射线追踪模拟确定潜在油气储层的ＡＶＯ响应时，局部转换横波通常被忽略。这在一次反射模拟中最为常见。然而，局部转换横波对地震响应具有一阶影响，似乎没有被广泛关注，其意义也未为我们所理解。一次反射全佐普里兹模拟容易使人误解。随着岩导厚度减少，转换波和从岩层底反射的初次波之间的相互干扰就变得越来越重要，由此产生的地震记录，与一次反射全佐普里兹假设下，得到的记录完全不同。对仅模拟薄层一次波来讲，采用经     

用波散处理技术根据偶极和斯通利波形估算地层横波速度

我们研制了以模型为基础的波散处理方法,并用井中声波测井波形估算了地层的横波速度,这些波形数据可能是单极测井中的斯通利波,或偶极测井中的挠曲波。该方法中,在某一接收点记录的波形可与第二接收点记录的波形对比,以传播到该接收点的速度为试算横波速度。数值传播步骤中采用适     

地震波的偏振分析与应用

穿过裂隙介质的横波被分裂成以不同速度和偏振方向传播的快横波和慢横波。快、慢横波的偏振方向和延迟时间反映了裂隙的方位及发育程度。由于各种原因而导致纵，横波的相互干涉和叠加，使得地震记录的波场十分复杂，要从其中识别分裂后的快，慢横波极为困难。我们通过偏振分析，找出所研究的波的空间投影方向，使其具有最大的信噪比，从而能够较容易地分辨快、慢横波，提取有效信息。对合成地震记录和实际资料的处理结果表明，该方法     

转换波勘探中的低速带效应

主要讨论了3个问题:①低速带表层的纵横波速度比对多分量记录矢量性的影响;②多分量记录上折射波的类型;③形成转换折射波的条件。理论分析表明,在转换波勘探中,当低速带表层的纵横波速度比较大时多分量记录表现为标量波场,当纵横波速度比不是很大时则表现为矢量波场;模型分析表明,垂直方向记录上的折射纵波主要是下行和上行纵波,水平方向记录的转换折射横波主要是下行纵波和上行横波。文章还分析了低速带底层介质和下伏基岩不同纵横波速度对转换折射横波振幅的影响,认为形成转换折射横波的条件是低速带底层横波速度远远小于下伏介质的横波速度。     

井间地震资料中的横波信息

井间地震的资料证明，在“拟均匀介质”的地层中，即便用压电检波器也可以记录到“横波”资料。这种横波实际上是在液—固—液介质变化的情况下经过两次转换的P—S—P波。从运动学的角度来看，这种P—S—P波可以被看作“横波”。通过分析研究，总结了这种横波的特点以及在井间地震记录上确定它的有效的判别准则。横波资料的获得，为井间地震的成果资料的解释应用开辟了新的领域和途径。