简介：描述和估计介质含水量、介电常数等属性参数分布是探地雷达探测技术的重要研究内容。雷达波的旅行时间和反射振幅系数与介质含水量、孔隙度与介电常数密切相关。常规通过旅行时间计算波速以估计介质参数的方法,例如透射波法,共中心点速度分析等,对于复杂介质分辨率有限。基于反射振幅的阻抗反演方法可以直接根据反射系数计算雷达波阻抗以估计介质属性参数,从而有效地避开常规方法在计算波速时精度低的问题。本文首先建立了基于高斯型和指数型混合自相关函数的三维多尺度等效随机介质模型刻画地下随机介质参数分布,并在局部加入高斯椭圆方程描述局部随机异常目标体。其次,通过引入锥形函数以降低随机介质模型在离散网格数值计算方法误差。在此基础上,推导了探地雷达递推阻抗反演的基本流程并结合随机介质模型测试了该方法在复杂介质参数估计中的计算精度。最后,对内蒙地区的实测探地雷达数据利用递推阻抗反演方法来估计地下污染物参数,估计介电常数、含水量结果与钻孔实测数据和同期开展的电阻率成像结果有很好的吻合。说明基于递推阻抗反演方法在探地雷达复杂介质属性参数估计中具有很好的应用前景。

简介：为了分析沁水盆地太原组煤层岩石物理性质、镜质组反射率与微观结构之间的关系，采集了三个不同煤矿井下的11个煤岩样品，利用MTS岩石物理参数测试系统对煤样进行弹性参数测试，通过薄片鉴定和扫描电镜对11个煤样的有机显微组分、镜质组最大反射率和微观结构特征进行了分析。对上述实验结果进行交会分析发现：一些弹性参数之间具有线性关系；纵波速度与横波速度均具有各向异性特征，其各向异性特征与镜质组最大反射率有良好的负相关性；纵横波速度、杨氏模量与微孔含量呈负相关关系。获得的煤岩岩石物理参数之间的关系构成了煤岩地震岩石物理建模和煤层气地震反演技术的基础。

简介：常规的重力梯度法对地质体位置划分很模糊,当深度越大,地质体越小时,对Vzz和Vzx求导的误差也越大,导致结果与实际偏差很大。本文提出状态判别因子对角点位置进行优化确定,比常规高阶重力导数法更精确,使重力梯度法在对小地质体和断裂上有更好的分辨率,理论模型试算和实际资料处理效果很好,为找矿或划分地下地质体产状提供了更有利的依据。

简介：弹性参数在甜点区预测和页岩气的开发过程中扮演着重要的角色，因此研究等效弹性参数随页岩气储层属性的变化是一项很有意义的工作。研究中我们用x射线CT扫描技术获得了较为精确的页岩样品微观结构图像。从这些图像中，我们可以获得孔隙度和矿物的详细情况，据此，我们构建了三维数字岩心，并应用有限元法对弹性参数进行了数值模拟，其间深入考察了子样选取、网格划分、求解器类型以及边界条件等，该方法易于区别不同的矿物及其百分含量。本文重点研究孔隙度和干酪根含量对弹性参数的影响，计算结果表明，孔隙度和干酪根含量对弹性性质有较大的影响，当孔隙度和干酪根含量增加时，弹性模量降低，且当孔隙度小于0．75％左右、干酪根含量大于3％左右时弹性参数减小速率较缓。因为孔隙度仅仅为4．5％，孔隙中填充油或气对弹性参数的影响甚微。不同岩心样本具有不同的孔隙度和干酪根含量，传统岩石物理实验不仅昂贵而且费时，而数值模拟是基于数字岩心来计算弹性参数，更加经济、方便。本研究证实了将页岩样品的微观结构图像与弹性模量的计算相结合来预测页岩弹性参数的可行性。

简介：非局部均值滤波是一种基于图像信息冗余的去噪方法，其认为图像自身的有效结构具有一定的重复性，而随机噪声则不具备这一特点，通过利用图像本身的自相似性来达到压制随机噪声的目的，是一种全局的去噪方法。本文把这一思想引入地震数据随机噪声压制中，针对传统非局部均值滤波计算量过大的问题，文章采用分块非局部均值的方式来减少计算量；针对滤波参数选取会影响非局部均值滤波效果的问题，提出一种简单的自适应滤波参数地震数据分块非局部均值算法。模型和实际数据处理结果表明：相对于传统的去噪算法（如f-x反褶积），该方法在压制随机噪声的同时对有效信号保护地更好，具有更高的保真度，更有利于后续的处理和解释工作。

简介：地震数据规则化是地震信号处理中一个重要步骤,近年来受到广泛关注的压缩感知技术已经被应用到地震数据规则化中。压缩感知技术突破了传统的Shannon-Nyqiust采样定理的限制,可以用采集的少量地震数据重构完整数据。基于压缩感知技术的地震数据规则化质量主要受三个因素影响,除了受地震信号在不同变换域的稀疏表达和11范数重构算法的影响外,极大地取决于地震道随机稀疏采样方式。尽管已有学者开展了2D地震数据离散均匀分布随机采样方式研究,但设计新的稀疏采样方案仍然很有必要。在本文中,我们提出满足Bernoulli分布规律的Bernoulli随机稀疏采样方式和它的抖动形式。对2D数值模拟数据进行四种随机稀疏采样方案和两种变换（Fourier变换和Curvelet变换）实验,对获取的不完整数据应用11范数谱投影梯度算法（SPGL1）进行重构。考虑到不同随机种子点产生不同约束矩阵R会有不同的规则化质量,对每种方案和每个稀疏采样因子进行10次规则化实验,并计算出相应信噪比（SNR）的平均值和标准偏差。实验结果表明,我们提出的新方案好于或等于已有的离散均匀分布采样方案。

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：传统的f-x域经验模态分解法（Empiricalmodedecomposition,EMD）能够有效地对主要由水平同相轴构成的地震记录进行随机噪声衰减。然而,当同相轴倾斜时,f-x域经验模态分解法在衰减随机噪声的同时去除大部分有效信号。本文提出了一种基于f-x域经验模态分解法的改进算法。我们通过局部相似度对所去除的噪声信号中的有效信号进行提取。局部相似度可以用来检测噪声信号中的有效信号点并用来构造一权重算子进行信号提取。新方法与f-x域经验模态分解法、f-x域预测滤波法以及f-x域经验模态分解预测滤波法相比能够在衰减随机噪声的同时保留更多的有用信号。数值模拟实验以及实际地震资料处理结果均表明该方法能更为有效地去噪。

简介：全波形反演是一种高精度的地震成像方法，可以对地下介质物性参数模型进行准确的重构。然而在实际应用中，尤其是在三维复杂介质反演中，计算成本太大是该方法的一个重要缺陷。将混叠震源技术引入到频率域全波形反演中可以大幅度地降低计算成本，提高反演效率。但是使用震源编码技术也带来了两个问题：一方面，参与编码的各个震源之间会产生“串扰噪声”，导致反演结果中出现假象；另一方面，基于震源编码的频率域全波形反演方法周围噪声较为敏感，使该方法对含噪数据反演质量较差。本文引入一种频率组编码方法来压制“串扰噪声”，并基于震源编码技术提出一种频率域自适应全波形反演方法，通过一个与频率相关的自适应选择机制，将常规频率域全波形反演方法和基于震源编码的全波形反演方法联合起来，在保证反演质量的同时也最大程度地提高了反演效率。

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简介：大型、构造复杂的三维物理模型可用于模拟油气勘探。构造逼近实际地质状况的模拟具有制作技术难度大、质量控制严格等特点,可用于采集宽方位、多方位和全方位的地震数据,从而进行多种三维处理、解释方法验证。本文针对中国西部前陆盆地地表条件复杂地下构造复杂,导致成像不理想等问题,基于复杂的地下构造,设计制作了目前世界上模拟施工面积最大、构造最复杂的KS（塔里木盆地克深勘探工区）物理模型。本文的模型技术的进步主要涉及3个方面：模型的设计方法、模型的浇铸流程和数据采集,首次给出了物理模型的三维真实速度模型,定量分析了物理模型的制作精度,绝对误差小于3mm,可以满足方法试验的需要。该模型基于三维形态测量技术建立了三维真实速度模型,可作为方法试验的基础数据。因此,该模型可作为地震物理模拟技术的标准。

简介：本文分析了静校正中不同浮动基准面的特点及确定方法。通过理论模型试验对平滑地表、平均静校正量与最小静校正误差等浮动基准面的静校正效果进行比较,验证了在最小静校正误差基准面上得到的叠加速度仅取决于低速带底界下伏地层的速度,而与地形起伏、低速带结构无关,得到的叠加剖面具有较好的同相叠加效果。另外为了更加符合实际资料处理情况,本文中采用波动方程模拟数据进行理论模型试验,并由此给出了一种新的基于波形的目标函数计算方法。同时修改了最小静校正误差计算公式,使其适用于起伏底界非均匀速度模型的实际资料静校正处理。最后部分对实际资料的处理进一步证明了该方法的优越性。

简介：不同类型的页岩，微观物性特征差异明显，本文针对四川盆地龙马溪组页岩气储层进行岩石物理建模及VTI各向异性参数反演。首先，基于前人对粘土矿物的定向排列是产生页岩固有各向异性主要原因这一地质认识，在岩石物理建模过程中引入粘土矿物压实指数CL参数描述粘土矿物的弹性各向异性。之后，基于岩石物理模型开发反演算法，计算页岩储层CL参数及Thomsen各向异性参数，解决了由于无法测得与井壁垂直方向上的声波速度，各向异性直接测量存在困难的问题。计算结果表明，通过在岩石物理建模中引入粘土压实参数，反演方法能够合理估计龙马溪页岩储层的弹性各向异性，反映了龙马溪页岩的微观物性特征。进一步分析发现，龙马溪页岩中粘土含量与参数CL相关性较弱，表明粘土矿物的多少对其压实或各向异性程度影响较小。同时，参数CL在目标层龙马溪组底部和五峰组具有高异常值，反映了储层微观结构与含油气特征具有关联性。最后，基于模型构建了岩石物理模板，可用于储层测井数据与多物性参数关系的定量解释。测井数据在岩石物理模板上的合理分布也验证了岩石物理建模方法的有效性。

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。

简介：本文利用x射线CT获取反映岩心微观结构的三维数字岩心，利用数学形态学中的开运算模拟了岩石的油驱水排驱过程中，不同含水饱和度下油和地层水在孔隙空间中的分布。利用有限元方法计算了岩石电阻率，进而得到岩石地层因素和电阻率指数，并考查了岩石润湿性对岩石电阻率指数的影响。数值模拟结果表明：基于数字岩心的水湿岩石地层因素和电阻率指数数值模拟结果与实验结果一致，拓展了岩石电阻率实验的能力；岩石润湿性对岩石电性有重要影响，在相同含水饱和度下，油湿岩石电阻率高于水湿岩石电阻率，油湿岩石饱和度指数远大于水湿岩石饱和度指数。

简介：针对不同矿物组分含量对盐膏岩速度影响大，盐膏岩速度复杂难题。本文把岩石物理模版的研究方法引入到盐膏岩的速度研究中，首次建立了盐膏岩四元组分（膏、盐、泥、孔隙地层水）含量与岩石速度关系的模版，在分析盐膏岩组分矿物骨架速度的基础上。基于多矿物测井解释模型，并以纵波模量比与孔隙度趋势作为约束条件，以组分含量为横坐标，岩石速度为纵坐标。在把不同尺度孔隙度值时，泥质、膏、盐矿物含量发生变化时，获得相应盐膏岩速度的变化值放在同一坐标系中，构成了盐膏岩四元矿物组分与岩石速度关系模版。并应用实测岩芯数据和测井数据，验证了该模版的可靠性和适应性，利用该模板能识别盐膏岩中关键结构和重要矿物的变化趋势，能直观的评估盐膏岩矿物组分蛮化对岩石涑席的影响．

简介：地震波场和电磁场耦合产生的震电效应与储层物性参数有关，含流体孔隙介质中震电效应的研究有助于更好的描述储层特性。本文我们对饱和砂岩样品中的震电效应进行了实验研究，构建了一套震电测量装置。利用此测量装置记录了在声波激励下砂岩样品中产生的震电转换信号，观测得到了砂岩界面产生的震电信号的衰减特性，在此基础上进一步研究了震电信号与砂岩物理参数之间的关系。在震电效应的实验中发现尽量减小参考电位与震电信号扰动区的基准电位之间的电位差是保证震电实验测量精确性的关键点，能够显著提高震电信号的可探测性。震电测量结果证实了地震波在含流体孔隙介质中传播时，能诱导震电耦合，同时给出了震电界面响应的特点。震电信号振幅随着波源与岩样距离的增加呈线性衰减，随着接收电极与岩样界面距离的增加呈指数衰减。不同渗透率砂岩样品中产生的震电响应结果表明震电响应的强弱与样品渗透率成正相关，震电效应可以作为研究储层渗透率的一种新方法。

简介：无网格法形函数构造不依赖预定义的单元，具有计算精度高、处理复杂模型便利等优点。本文介绍了无单元Galerkin法（EFGM）、点插值法（PIM）与径向基点插值法（RPIM）三种全域弱式无网格法的近似原理及特点；以二维泊松方程为例研究了支持域无量纲尺寸、场节点与背景网格设置对无网格法计算精度的影响。将RPIM与EFGM应用于频率域线源二维正演，给出了RPIM形状参数的推荐值；分析了均匀介质模型大地电磁（MT）二维正演无网格法边界条件直接加载与罚函数法加载的精度差异，结合PIM与RPIM边界条件加载便利及EFGM计算复杂模型精度高的优势，提出了EFG—PIM及EFG．RPIM耦合算法，数值计算结果验证了耦合算法的有效性。研究发现：无网格法及其耦合方法适用于电磁法数值模拟；支持域无量纲尺寸取1．0时无网格法精度与效率高，场节点与背景网格重合时计算效果佳；泊松方程求解PIM及RPIM精度较EFGM低，计算均匀介质MT响应精度较EFGM高；RPIM改善了PIM计算涉及的奇异性问题，对应支持域无量纲尺寸选择空间大。

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：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。