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：储层的裂缝分析在油气勘探中已变得愈来愈重要。品质因子Q值是表征地下介质对地震波吸收衰减特性的一个重要参数，不仅能够反映介质内部的本质特征，同时也可用于裂缝识别。在储层地震属性和反演中，地震叠前资料比叠后资料包含更加丰富的储层信息，因此，利用叠前地震道集进行吸收衰减参数提取能够进一步提高衰减系数估算的准确性。本文提出了一种在改进S变换基础上利用叠前地震CMP道集资料提取品质因子Q的方法。改进的叠前Q提取方法，首先是利用时频分辨率可调的改进S变换对叠前CMP道集进行时频分析，推导了利用改进s变换的频谱比法计算公式，其次采用能谱密度比替代传统的振幅比来逐道求取估算Q值的频谱比的斜率；然后建立谱比斜率与炮检距之间的关系式，采用多道拟合的方法消除炮检距影响，从叠前地震道集资料中提取准确的品质因子Q。最后本文把该叠前Q值计算方法引入到前进潜山储层裂缝预测中，纵波吸收衰减的各向异性具有好的实际应用效果。

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：尾波是持续时间比主要波型长得多的多重散射波，它包含了直达波之外的部分有用信号。在油气田的开采过程中，由储层物性参数的微小变化而导致的储层速度的微小变化对初至的影响很小，无法通过初至变化直接观测，但是因为尾波为多重散射波，故储层速度的微小变化会在尾波的传播过程中被放大，因此利用尾波可以观测到这种变化。本文通过实验与数值模拟研究了尾波干涉方法在储层微小时移差异监测方面的有效性。合成地震数据是基于部分MarmousiII模型采用有限差分波动方程正演方法计算获得，为了模拟时移地震中的储层波速变化，在模型中选取波速发生微小变化的目标区，计算速度扰动前后的合成地震数据，进而观测尾波变化。研究表明利用尾波干涉可检测储层物性的微小变化，为时移地震信号监测提供新的方法和手段，从而提高时移监测的准确度，也为开发生产工作提供可靠的指导。

简介：在地震频段内,中观尺度局域流是引起孔隙岩层速度频散与衰减的主要原因,研究中观尺度孔隙中局域流的过渡频率及其对应的衰减（逆品质因子）峰值频率之间的关系,有助于深入分析孔隙介质内部构造的细节。基于Biot孔隙弹性理论得出时间域内局域流流体通量,引入傅立叶变换得到频域上的流体通量。为避免不同单元体之间局域流的相互影响,建立双相孔隙介质单重单元体模型,并且在流体通量基础上选择含水层的过渡频率来等价局域流的过渡频率。此外,针对不同孔隙介质参数,分析了局域流整体过渡频率及相应的衰减峰值频率的变化特征。为了了解边界条件对计算结果造成的影响,建立了多重单元体模型,引出局部局域流过渡频率及相应的衰减峰值频率。数值模拟结果表明,在低饱和度状态下,两种频率的变化趋势相同,但变化幅度存在较大差异;在高饱和度状态下,两种频率的变化趋势与变化幅度都很接近。

简介：本文提出基于原始含表层多次波数据实现叠前共炮集地震数据插值。相对于利用相邻道的信息变换或外推插值用于缺失的地震数据重建，本文方法利用表层多次波数据互相关构建准一次波，将蕴含在表层多次波数据中的，而在采集记录中表现为缺失的近炮检距信息提取出来，并在滑动时间空间窗内采用最小二乘匹配滤波和均方根振幅校正方法进行准一次波校正而后用于数据插值重建。本文方法适用于表层多次波比较发育，同时又存在数据缺失尤其是近炮检距数据缺失情况。方法易于实现，不需多次波和一次波的提取，利用多次波中蕴含的信息实现缺失的地震数据弥补，为含有表层多次波的数据进行近炮检距地震信息的插值重建提供了一个很好的思路。

简介：本文提出利用在不同深度处倾斜放置气枪子阵,对不同深度处单枪或相干枪延时激发的方法压制震源端鬼波,从而改善震源子波分辨率。采用延时激发的方法可以构造同相叠加的首波以及被相对压制掉的鬼波。为了合理评价倾斜震源对于鬼波压制的效果,提出了以实际子波和不受鬼波影响的期望子波频谱之间的归一化平方误差为标准,以深度间隔、气枪组合次序、子阵数目等为变量的最优化问题。针对680cu.in经典枪阵研究表明,在综合考虑去鬼波效果和野外施工可操作性,相邻单枪之间的深度间隔为1m-1.5为较为合理的选择。多个子阵在进行组合时,需要对组合效果进行前期模拟确定最佳深度组合,过多的子阵数目由于会引人大量陷波频率,反而会影响鬼波压制效果,在本次实例研究中,2-3个子阵是较为合理的选择。气枪组合次序会一定程度上影响鬼波压制效果,但不同次序结果差异可以通过简单匹配滤波消除。方向性对比表明多深度倾斜气枪震源能够有效地补偿消除陷波效应的影响,同时改善能量传播的稳定性。

简介：通过常规测井曲线小波变换来评价裂缝参数是一个较新的研究课题。本文针对火山岩裂缝储层,对常规测井曲线做coif5、bior4.4和db5基小波的小波变换,通过变换后的分解信号与成像测井裂缝密度的对比研究,寻找出与裂缝密度相匹配的基小波,再将常规测井曲线在这个基小波下的分解信号与曲线变化率法相结合建立裂缝指示曲线来识别裂缝发育段,最后通过裂缝指示曲线与成像测井的裂缝密度之间的量化关系来比较准确的评价裂缝密度。将裂缝指示曲线法在松辽盆地南部进行了应用,通过裂缝指示曲线求取的裂缝密度与成像测井的裂缝密度之间的相对误差为0.53。

简介：随着煤矿的深部开采，多层积水采空区探测成为煤田水文物探工作的新内容。中心回线瞬变电磁（简称TEM）法因场结构与地层的耦合关系，对低阻层探测有利。但低阻层的屏蔽作用不仅使得探测同样的深度需要更长的观测时间，而且还会减弱下伏地层的异常响应。本文通过直接时域数值模拟和水平分层大地的模型正演，估算了探测目的层所需要的时间长度，根据噪声对观测数据造成的影响，给出了多层积水采空区可分辨的标准。山西大同达子沟煤矿水文勘探中获得的TEM实测曲线，表现了对多层积水采空区的探测能力。在实测曲线的定量反演解释中，利用电测井资料作为初始参数进行定量反演，约束了煤系薄层的等值性。所推断的三层和两层积水采空区，为钻孔所证实。研究结果表明，当观测时间有足够的长度、下伏地层的异常显示大于观测误差，中心回线TEM法探测多层采空区积水是可行性的。

简介：瑞利波勘探主要是建立在弹性介质分层半空间模型基础上的。当实际地层中包含孔隙介质层时，需要将孔隙介质简化为弹性介质来进行分析和处理。这种简化处理究竟对瑞利波勘探造成怎样的影响是本文所研究的问题。本文基于弹性介质与孔隙介质共同构成的分层半空间模型，首先推导了分层半空间中两种介质处于不同相对位置时的瑞利波频散方程，解决了不同阶数矩阵之间的变量传递问题然后，针对传递矩阵法在求解频散函数时可能出现的溢出问题，给出了一种可以有效提高计算范围的解决方案；同时，提出了一套新的数值算法用于复频散方程的快速求解。数值计算结果表明：当孔隙介质位于半空间表面时对低频瑞利波频散特性的影响最为显著，而在其它情况下对瑞利波频散特性的影响相对较小。

简介：非裂化的完全匹配层(NPML)吸收边界条件首先用于有限差分方法模拟固体中弹性波的传播。本文将NPML加以推广用来模拟孔隙介质中弹性波传播。采用空间四阶精度和时间二阶精度中心差分将Biot方程离散化到交错网格。我们选取柱状双层模型来验证NPML有效性。并将NPML应用到储层环境下裸眼井模型,数值结果和离散波数法得到结果进行了对比,符合较好。

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：地震反演是当今最广泛应用于含油气储层预测的技术之一，取得了很多很好的预测效果，但也有失败的例子，达不到区分岩性和识别流体的目的。而本文介绍的建立在岩石物理建模和分析基础上的地震弹性反演，可将含油气储层预测由定性向（半）定量推进一步。根据岩石物理建模和正演扰动分析，可深刻理解岩石物性参数与地震弹性参数之间的内在关系，进而寻找储层岩性、物性和含油气性的敏感地震弹性参数，建立起理论岩石物理解释图版。岩石物理分析结果和所建立的岩石物理解释图版分别用以指导地震反演和反演结果的解释，实现油气储层分布预测和流体检测的目的。文中的含气砂岩分布预测实例研究应用结果表明，这种方法较叠后地震反演储层预测技术具有无可比拟的优越性，效果更佳，效率更高。

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：针对沾化凹陷罗家地区泥页岩进行岩石物理建模,在Backus平均理论中引入粘土矿物压实指数,考虑粘土定向排列引起的各向异性,由Chapman多尺度理论考虑裂缝系统引起的各向异性。根据储层物性特征,以水平缝为主控因素开发基于模型的反演算法,计算裂缝密度和各向异性参数。结果表明,反演的水平裂缝密度与岩心实测的水平渗透率有很好的正相关性,说明裂缝密度可作为渗透率的有效指示参数,同时也表明研究层段泥页岩的裂缝密度与粘土和石英等陆源碎屑含量呈负相关,而与碳酸盐岩含量呈正相关。同时,裂缝的存在使得纵波各向异性大于横波各向异性,裂缝密度与纵波各向异性参数呈明显正相关,而粘土含量与横波各向异性具有明显正相关性。这充分证明了岩石物理建模方法与裂缝反演技术的有效性。更多还原

简介：碳酸盐岩油藏的强非均质性以及孔隙结构的复杂性，使得作为连接油藏参数与地震参数重要桥梁的岩石物理模型，以及作为油藏预测和定量表征最有效工具的流体替换成为岩石物理建模的难点与重点。在碳酸盐岩储层复杂孔隙结构与地震尺度下碳酸盐岩储层非均质性分析基础上，研究采用岩石网格化方法，将地震尺度下非均质碳酸盐岩储层岩石划分为具有独立岩石参数的均质岩石子体，根据岩石孔隙成因与结构特征采用不同岩石物理模型分步计算岩石子块干岩石弹性模量，并根据不同孔隙连通性进行流体替换，计算饱和不同流体岩石弹性模量。基于计算的岩石子块弹性模量，采用Hashin．Shtrikman—Walpole弹性边界计算理论方法实现地震尺度下碳酸盐岩储层弹性参数计算。通过对含有不同类型孔隙组合碳酸盐岩储层模型的弹性模量进行计算与分析，明确不同孔隙对岩石弹性参数的影响特征，模拟分析结果与实际资料认识一致。

简介：地震纹理属性与地震相和储层特征密切相关,广泛地应用在地震资料的解释中。传统的地震纹理属性基于叠后数据提取,受叠加作用的影响,易造成地层特征信息的损失,不利于复杂储层的描述。本文提出叠前纹理属性,其不仅可以精细地刻画不同反射点波形的横向连续性,也能体现AVO、各向异性和介质的均质性。基于叠前纹理属性丰富的地层特征表达能力,结合SOM聚类算法,形成了利用叠前数据进行地震相分析的方法。该方法应用于中国某工区宽方位地震资料,通过对比证实了叠前纹理属性描述地层横向变化的优越性,并能揭示各向异性特征及非均质性特征,基于叠前纹理的分类结果能有效区分不同的地震反射模式,为地震相分析提供了可靠的依据。

简介：苏14井区属苏里格气田,地质情况十分复杂,主要表现为砂岩发育,但有效砂岩非均质性强,横向变化大,厚度较薄,在垂向上分布比较分散。属性分析已是目前寻找非构造油气藏的有效手段之一。本文利用叠前地震资料、叠前纵横波联合反演结果和叠后属性进行属性融合,不但保留了叠前所含的流体信息,而且利用了叠后数据的高信噪比特点。采用单步递归方法从多个属性中寻找最优的属性组合,利用概率神经网络方法训练测井曲线与地震属性之间的非线性关系,并用训练样本预测苏14井区的自然咖玛,提高地震资料的分辨率,较好地预测苏14井区的有效储层分布范围,为储层精细描述提供依据。

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。