简介：传统上，有限差分的差分系数一般可以通过泰勒级数展开法或优化方法来极小化频散误差得到。基于泰勒级数展开的差分法在有限的波数范围内精度较高，但在这个范围之外会产生较强的数值频散；基于最小二乘的优化有限差分法能在更大的波数范围内达到较高的精度，并可以在较小的计算需求内获得全局最优解。本文将基于最小二乘的优化有限差分法从二维正演模拟推广到三维，形成了计算效率高、高精度范围宽、适合并行计算的三维声波优化有限差分方法。频散分析及正演模拟表明本文发展的有限差分方法可以很好地压制数值频散。最后，将本文发展的有限差分方法应用到三维逆时偏移的震源波场延拓和检波点波场延拓中，并结合有效边界存储策略与checkpointing技术在GPU集群上实现三维逆时偏移以提高计算效率、减少存储量。三维逆时偏移试算结果表明本文三维优化有限差分方法与传统的有限差分法相比可以获得更高精度的偏移成像结果。

简介：有限差分方法广泛应用于求解许多科技领域所涉及的偏微分方程，高阶显式有限差分方法通常用来提高求解精度，已经提出的高阶隐式有限差分方法和截断高阶显式有限差分方法可用来进一步提高模拟精度而不增加计算量。本文首先计算了针对常规网格上的一阶导数和二阶导数、交错网格上的一阶导数的有限差分系数，发现高阶隐式有限差分系数中存在一些小的系数。频散分析结果表明：忽略这些小的差分系数能够近似维持有限差分的精度，但是显著减小了计算量。然后，引入镜像对称边界条件来提高隐式有限差分方法的精度和稳定性，采用混合吸收边界条件来减小来自模型边界所不需要的反射。最后，给出了针对均匀和非均匀介质模型的弹性波模拟例子，表明了本文方法的优点。

简介：针对有限差分数值模拟的频散问题，本文将交错网格技术和紧致差分格式相结合，推导了横向各向同性介质一阶速度一应力波动方程的紧致交错网格差分格式；对比分析了紧致交错网格差分格式、交错网格差分格式以及紧致差分格式的截断误差主项，并利用Fourier误差分析方法分析了上述三种差分格式的近似精度；在此基础上，分别采用上述三种差分格式进行了波场数值模拟。结果表明，当差分方程阶数相同时，紧致交错网格差分格式截断误差最小，数值频散最弱，差分精度最高，证实了该方法的有效性。

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：频率空间域地震波数值模拟具有独特的优势:可以同时模拟多源的波传播、每个频率之间独立并行地计算、计算频带选择灵活、不存在累计误差、容易模拟粘弹性介质中地震波传播。但是该方法的最大瓶颈是对于计算机内存的巨大需求。我们使用压缩存储系数矩阵的方法,极大地减少了计算机内存的需求量。同时为了减少短差分算子的数值频散,引用了频率空间域25点弹性波波动方程的差分格式,并使用了最小二乘意义下求出的优化差分系数。为了克服边界反射,采用了最佳匹配层吸收边界条件。数值模拟试验证明:用压缩存储系数矩阵及优化差分系数的频率空间域25点差分格式进行弹性波正演模拟,可以减少数值频散,提高计算精度。使用较大的网格间距,降低计算机内存需求,并保持较高的计算效率。该正演方法为后续弹性波偏移和弹性参数反演提供较好的基础。

简介：Finite-difference(FD)methodsarewidelyusedinseismicforwardmodelingowingtotheircomputationalefficiencybutarenotreadilyapplicabletoirregulartopographies.Thus,severalFDmethodsbasedonthetransformationtocurvilinearcoordinatesusingbody-fittedgridshavebeenproposed,e.g.,standstaggeredgrid(SSG)withinterpolation,nonstaggeredgrid,rotatedstaggeredgrid(RSG),andfullystaggered.TheFDbasedontheRSGissomewhatsuperiortoothersbecauseitsatisfiesthespatialdistributionofthewaveequationwithoutadditionalmemoryandcomputationalrequirements;furthermore,itissimplertoimplement.WeusetheRSGFDmethodtotransformthefirstorderstress–velocityequationinthecurvilinearcoordinatessystemandintroducethehighprecisionadaptive,unilateralmimeticfinite-difference(UMFD)methodtoprocessthefreeboundaryconditionsofanirregularsurface.Thenumericalresultssuggestthattheprecisionofthesolutionishigherthanthatofthevacuumformalism.Whentheminimumwavelengthislow,UMFDavoidsthesurfacewavedispersion.WecompareFDmethodsbasedonRSG,SEM,andnonstaggeredgridandinferthatallsimulationresultsareconsistentbutthecomputationalefficiencyoftheRSGFDmethodishigherthantherest.

简介：目前在研究地球物理参数的空间变异特性时常常是基于几何各向异性假设,然而实际中几何各向异性假设常常不成立。本文提出了一种求解地球物理参数各向异性的新方法,首先对各方向上的变异值作归一化处理,然后用拟合的方法得到各方向单位步长上的变异性强度,进而实现对全局各向异性的求解。以上海地区合成孔径雷达干涉测量（InSAR）中差分大气延迟样本数据为例,验证了新方法求解各向异性的优越性：新方法的偏差只有6.4%,而基于几何各向异性假设方法的偏差达到了21.2%,而且新方法的运算效率有非常显著的提高。进一步,通过克里金插值交叉验证实验,证明了基于新算法得到的结构函数的插值效果最好,从而从另外一个角度验证了新算法求解的各向异性更准确,更好地表征了区域化变量的空间结构特征。因此,与几何各向异性假设的方法相比,新方法不仅能更准确的描述地球物理参数的各向异性,而且有更高的运算效率,为更准确地估计出所需的地球物理参数奠定了基础。

简介：由中国科学院地质与地球物理研究所与中国石油勘探开发研究院联合主办的2009北京岩石物理研讨会才2009年彤月4—6日在北京文津国际酒店召开。采自英国帝国理工、波斯坦地学中心、卡廷大学、

简介：相干属性是检测地下介质不连续性特征的主要参数之一，但倾斜地层会对相干属性产生干扰，故在计算相干属性时需要消除地层倾角的影响。传统的相干属性计算一般使用时域倾角扫描法来消除地层倾角的影响，但这种方法的精度受到采样间隔等因素的限制，并不能很好地消除地层倾角的影响。根据振幅谱具有不受地层倾角影响的特点，本文提出将预先定义的子数据体内的地震数据变换为振幅谱，再利用振幅谱构造协方差矩阵，协方差矩阵最大特征根与矩阵迹的比值作为子数据体中心点的相干值。利用振幅谱计算相干属性的方法能够较好地消除地层倾角的影响，而且可以使用不同频段的振幅谱计算相干体，具备多尺度相干体算法的特性。模型数据和实际地震数据的应用结果表明，振幅谱相干属性可以更好地消除地层倾角对相干属性的影响。

简介：地震数据重构是地震数据处理的重要步骤之一,重构算法的精度、效率与抗噪性是地震数据重构技术的核心研究内容。研究针对傅里叶域凸集投影(POCS)算法,在定义的最优阈值评价标准基础上,提出了反比例阈值模型,该模型具有在大系数区间比指数模型更快下降速率、而在小系数区间比指数模型更慢下降速率,从而在保证弱反射信号重构精度的同时有效提高POCS地震数据重构算法计算效率。为提高反比例阈值对不同地震数据特点的适应性,在地震数据谱能量分布差异性特征分析基础上,研究提出了在反比例阈值模型分母上增加适应地震数据谱能量特征的因变参数,通过调节该因变参数获得适应不同地震数据特点的最佳阈值曲线,进一步提高算法的计算精度与计算效率。为了实现重构过程中随机噪音的自适应衰减,提高重构后地震数据信噪比,研究提出了数据驱动的加权回加系数计算策略,利用每次迭代对应数据驱动阈值占阈值区间的百分比获得加权回加系数。研究将新方法应用于模拟三维数据和实际三维地震数据,分析结果表明反比例阈值相对传统阈值在提高数据重构计算效率和精度方面具有明显的优越性,新提出的加权回加系数计算策略能有效提高重构数据的信噪比。

简介：目前对动电测井的研究主要集中于数值模拟和岩石物理实验。为研发出能下井测量的动电测井仪器,进行了一系列实验研究工作。文中介绍了一种融合了不同结构和材料要求的新型声电复合式动电测井探测器的结构及原理,对声、电信号接收器在仪器机械设计上无法布置在同一位置的难题也提出了解决方法。在水池中对其辐射声场特性进行了测试,计算了辐射声场声压及发射电压响应,分析了基于相控线阵的阵列式声波发射探头的指向性及实际应用效果。研究表明,在源距1500mm处产生的声压可达47.2kPa,且会随着激励声源主频增大而减小。随着相邻声波发射子阵激励信号延迟时间的增加,辐射声束主瓣会发生明显偏转,主瓣方向的能量也逐渐增强,可有效增强声电转换效率。本文为探测器研制及开展井下动电测井研究奠定了重要基础。

简介：常规欧拉反褶积法中构造指数的选取以及分散解存在较多的问题,提出了基于联立垂向一阶导数与解析信号的欧拉齐次方程的RDAS-Euler反演方法。该方法可以更为精确的估计场源的范围及埋深,且不需考虑构造指数N的影响,避免了因构造指数不当而引起的反演误差。通过对单一地质体及组合地质体模型的实验证明本文方法能有效地完成目标体的反演工作,反演结果与理论值之间的误差小于10%,且相对于常规欧拉反褶积法更加稳定准确,能够更好的得到地质体边界及深度信息。将RDAS-Euler法应用于黑龙江省虎林盆地实测布格重力异常数据,获得了丰富的断裂信息,说明RDASEuler法增强了对断裂平面位置的识别能力。

简介：河流相储层是一种重要的储层类型，寻找河道砂体是油气勘探的一项重要工作。但是河道变迁比较频繁，叠置比较严重，加之地震资料本身信噪比和分辨率的限制，河流相储层的精细描述至今仍存在一定的困难。本文以胜利油田老河口三维工区为例，首先研究了本区河流相储层的基本特征，发现该类储层剖面上呈强相位、切片上连续性好和频谱上呈低频特征；通过颜色处理和地震精细解释，发现本区河流相储层存在类串珠状特征，为了验证这一观测结果，我们用正演模拟分析了其形成机理，为在类似工区识别此类古河道找到了新的途径；应用多属性融合和RGB显示技术，河道下切特征更加明显，很好地彰显了河道结构特征，提高了河道识别能力；最后，我们研究并开发了多子波检测技术，检测出更多河流相弱反射信息。

简介：特征值相干属性是一种高效、成熟的裂缝预测技术。但即使在连续、稳定的目的层段,部分裂缝隐没于相近高灰度值区域而难以识别;在破碎带发育区域,由于成像能量难以完美聚焦,中、小尺度的裂缝区域呈现相近低灰度值的云雾状模糊而无法区分。本文提出一种以直方图均衡化处理为核心技术的新型裂缝增强方法。该方法能够强化相干图像中不连续性信息与背景的差异性,突出裂缝的线性结构:采用相干图像阈值逐级调节的方式,实现对不同尺度裂缝的预测。该方法同时提升了显性、隐性裂缝识别能力和精度。更多还原

简介：致密砂岩储层的孔隙结构对其渗透性和电性影响显著,是此类复杂储层岩石物理研究的关键。针对仅从连通喉道半径评价渗透率的多解性以及储层孔隙结构与电性关系研究欠缺等不足,综合影响物性的主要因素,提出了一种同时考虑孔隙度、最大连通喉道半径及分选性三种因素的新型孔隙结构参数δ的计算公式。利用岩心及实测数据对比分析表明,δ值能够较连通喉道半径等传统方法更精确地刻画致密砂岩储层渗透性,同时它与储层电性具有密切关系,可用于估算地层因素F和胶结指数m。据此提出将孔隙结构对电阻率的影响进行归一化校正以及基于核磁共振测井预测储层完全含水电阻率R0的评价方法,从而突出储层流体性质变化引起的电性变化,并提供了一种新的致密砂岩储层流体识别思路,研究结果得到了实验资料和实际测井试油资料的验证。

简介：边界识别是重磁数据解释中的常用方法之一,依据其结果可划分出地质体的水平范围。边界识别结果受地质体埋深及导数计算误差的影响所识别边界与真实边界之间存在一定的差距,且边界识别法无法直观地给出地质体的深度信息。为了获得异常体的水平位置和深度信息,本文提出空间归一化边界识别方法,其对不同深度的边界识别函数进行归一化计算,空间归一化边界识别法的最大值对应于异常体的水平位置和深度。常规边界识别结果的误差随理深的减小而减小,而空间归一化边界识别法是通过最大值来判断地质体的位置,最大值是在地质体处获得,因此归一化边界识别方法所获得的结果是准确的。通过理论模型试验证明归一化边界识别方法能有效地完成异常体的水平位置和深度的计算,所获得的水平位置和深度信息与理论值相一致,为下一步的勘探计划提供了更加可靠的依据。将其应用于实际航磁数据的解释,获得了断裂的具体分布形式。更多还原

简介：海洋天然气水合物是一种潜在的巨大能源,而地球物理探测技术是勘探天然气水合物资源的重要方法。本文介绍了利用可控源电磁法探测海洋天然气水合物的可行性,在参考了大洋钻探计划(ODP)164航次对天然气水合物的采样数据的基础上建立了几种不同水合物含量的海底天然气水合物一维地电模型,并且利用建立的模型讨论了天然气水合物的频率域电磁响应。文章就天然气水合物的电场振幅值和相位随着收发距和频率等参数的变化关系等做了相应研究,同时就水合物厚度不同时其相应的电磁响应特征做了初步探讨,为海洋天然气水合物的勘探和资源评价提供了参考。

简介：由中国地球物理学会《应用地球物理》英文版编辑部、同济大学海洋地质国家重点实验室与同济大学海洋与地球科学学院联合主办的第一届应用地球物理学术讨论会于2008年11月29-30日在同济大学顺利召开。来自清华大学、北京大学、同济大学、浙江大学、北京理工大学、中国石油大学(北京、华东)、中国地质