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基本信息

項(xiàng)目名稱：
多層傾斜介質(zhì)轉(zhuǎn)換波地震正演方法研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
采用射線追蹤中的試射法為主要的正演方法，對(duì)多層介質(zhì)模型進(jìn)行正演，最終得出模型圖、射線路徑圖和地震響應(yīng)圖，得出每一層的上行波和下行波，驗(yàn)證算法的有效性。
詳細(xì)介紹：
二維地震射線追蹤，就是指在二維層狀空間內(nèi)，以幾何地震學(xué)為基礎(chǔ)，將從炮點(diǎn)傳到反射層，經(jīng)反射、折射后傳到接收點(diǎn)的波離散成為線性傳播的一條條射線，通過(guò)對(duì)射線路徑和射線到達(dá)時(shí)的研究，來(lái)反映地下介質(zhì)的分布情況。 采用射線追蹤計(jì)算地震波場(chǎng)是一種經(jīng)典的方法，在地震波理論研究和地震數(shù)據(jù)處理中有著廣泛的應(yīng)用。與其它地震模擬方法相比較，射線追蹤是在精確性和計(jì)算效率上的一個(gè)較好的折中。人工地震的激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)顯然都是預(yù)先設(shè)定好的，并且按照一定規(guī)律排列，因而實(shí)際上是兩點(diǎn)間射線追蹤問(wèn)題。目前已有的眾多求解射線路徑和走時(shí)的方法中，傳統(tǒng)的方法為射線級(jí)數(shù)解法，它是漸近射線法的前身。此后，國(guó)際著名的射線理論專家I.Cerveny等人（1977）又對(duì)射線級(jí)數(shù)法的理論及應(yīng)用展開了深入的研究[6]。 本文就是基于射線追蹤的原理，采用試射法為手段，通過(guò)編寫程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)換波、反射波的射線路徑進(jìn)行追蹤。并設(shè)計(jì)了多種層狀模型，來(lái)證明這個(gè)方法和程序的正確性。 本文設(shè)計(jì)了幾種常見(jiàn)的地下地質(zhì)模型，根據(jù)射線追蹤原理，利用試射法對(duì)各個(gè)模型進(jìn)行了計(jì)算和分析。主要內(nèi)容如下： （1）P-S基本原理與射線追蹤法正演的原理和方法。主要闡述多層介質(zhì)P-S觀測(cè)系統(tǒng)、P-S中的地震波類型和目前使用較廣、實(shí)際生產(chǎn)中用得較多、效果較好的最優(yōu)化射線追蹤法和試射法原理。 （2）利用試射法制作轉(zhuǎn)換波和縱波反射界面正演模型，應(yīng)用C程序構(gòu)造試射法射線追蹤的正演程序，得出模型圖、射線路徑圖和地震響應(yīng)圖，并對(duì)各個(gè)模型實(shí)例進(jìn)行分析。通過(guò)改變模型中的某一參數(shù)進(jìn)行響應(yīng)圖對(duì)比，其結(jié)果和理論分析一致。 （3）在論文的研究過(guò)程中，對(duì)轉(zhuǎn)換波和縱波反射進(jìn)行了分析對(duì)比，得到的結(jié)論與理論完全相符。 （4）根據(jù)此次正演模擬，驗(yàn)證算法的有效性，說(shuō)明試射法的優(yōu)缺點(diǎn)，得出最終結(jié)論，為實(shí)際的P-S勘探提供參考。

作品圖片

  • 多層傾斜介質(zhì)轉(zhuǎn)換波地震正演方法研究
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作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

目的：本論文以轉(zhuǎn)換波正演為突破口，模擬設(shè)計(jì)了多層傾斜地質(zhì)模型，并計(jì)算出了它們的轉(zhuǎn)換波地震響應(yīng)，從而為轉(zhuǎn)換波反演奠定了一定的基礎(chǔ)。 基本思路：采用射線追蹤中的試射法為主要的正演方法，對(duì)多層介質(zhì)模型進(jìn)行正演，最終得出模型圖、射線路徑圖和地震響應(yīng)圖，得出每一層的上行波和下行波，驗(yàn)證算法的有效性。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

多波多分量地震勘探是石油地震勘探最后一塊前沿陣地，而轉(zhuǎn)換波勘探是多波多分量地震勘探主體，目前常用的轉(zhuǎn)換波共轉(zhuǎn)換點(diǎn)計(jì)算公式是在單層均勻介質(zhì)模型條件下導(dǎo)出的，而我們?cè)O(shè)計(jì)的模型是多層傾斜地層地質(zhì)模型，更符合實(shí)際的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，對(duì)實(shí)際的地震勘探工作具有廣泛的適用性。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

當(dāng)今油氣勘探和開發(fā)工作方面臨研究的挑戰(zhàn)，需要高精度、高清晰度和高可信度的技術(shù)，轉(zhuǎn)換波技術(shù)是可供選擇的技術(shù)之一，應(yīng)用轉(zhuǎn)換波資料的準(zhǔn)確信息可以進(jìn)行速度分析，消除多次波，改進(jìn)地面資料成像的處理精度，從而可提供目標(biāo)的地質(zhì)體可靠的位置及深度。

學(xué)術(shù)論文摘要

轉(zhuǎn)換波三維三分量地震勘探方法技術(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究和探索,21世紀(jì)以來(lái)在海上油氣勘探中得到廣泛推廣應(yīng)用,見(jiàn)到良好的勘探效果。近幾年來(lái),隨著轉(zhuǎn)換波資料采集、處理、解釋技術(shù)的不斷完善和發(fā)展,陸上轉(zhuǎn)換波勘探技術(shù)試驗(yàn)和工業(yè)化生產(chǎn)項(xiàng)目呈快速上升趨勢(shì),各大石油公司都投入了大量的人力、物力開展相關(guān)研究。在全球性或地區(qū)性的學(xué)術(shù)研討會(huì)上,關(guān)于多波多分量研究的學(xué)術(shù)論文也越來(lái)越多(如San Antonio 2007 SEG年會(huì)和Las Vegas 2008 SEG年會(huì))。由于轉(zhuǎn)換波三維三分量地震勘探能夠獲得比縱波勘探更加豐富的巖性、裂縫和流體信息,因而有利于復(fù)雜或隱蔽油氣藏的勘探。 為推動(dòng)轉(zhuǎn)換波3D3C地震勘探技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程,在以下幾個(gè)方面開展了系統(tǒng)研究并取得重要進(jìn)展。 轉(zhuǎn)換波三維三分量地震資料采集技術(shù):以P波和C波傳播特性為基礎(chǔ),針對(duì)P波、C波同一觀測(cè)系統(tǒng)采集,以及方位各向異性研究必須的CMP和CCP面元屬性良好分布的要求,結(jié)合勘探目標(biāo)和任務(wù),建立了先進(jìn)、實(shí)用的轉(zhuǎn)換波三維三分量地震資料采集參數(shù)論證和觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析方法。提出了符合目前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件、完全滿足轉(zhuǎn)換波處理、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)、裂縫檢測(cè)、含氣性識(shí)別等.

獲獎(jiǎng)情況

無(wú)

鑒定結(jié)果

無(wú)

參考文獻(xiàn)

[1] 李國(guó)發(fā),彭蘇萍,何兵壽,等.轉(zhuǎn)換波地震資料處理的關(guān)鍵問(wèn)題與解決方法[J].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2005.34(1):41-45. [2] 朱海波. 射線正演研究和采集參數(shù)的設(shè)計(jì) [D]. 成都：成都理工大學(xué)，2004：12-43. [3] 劉清林. 地震初至波射線路徑的追蹤[J]. 石油物探，1993.32(2)：5-10 [4] 李輝峰,徐峰. 地震勘探新技術(shù)[M].石油工業(yè)出版社，2010：34-21. [5] 李振春，張軍華.地震數(shù)據(jù)處理方法[M]. 東營(yíng)：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2004: 23-61 [6] 丁次乾. 礦場(chǎng)地球物理[M]. 東營(yíng)：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2007：55-76． [7] 姚姚. 地震勘探新技術(shù)與新方法[M]. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1991：22-58

同類課題研究水平概述

轉(zhuǎn)換波技術(shù)正越來(lái)越多地受到人們的關(guān)注,其隨著近幾年來(lái)多分量海底電纜(OBC)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)使轉(zhuǎn)換波技術(shù)逐漸由研究領(lǐng)域向常規(guī)生產(chǎn)領(lǐng)發(fā)展,正在成為地球物理界繼上世紀(jì)90年代深度處理后的一個(gè)新的熱點(diǎn)。 目前常用的轉(zhuǎn)換波共轉(zhuǎn)換點(diǎn)計(jì)算公式是在單層均勻介質(zhì)模型條件下導(dǎo)出的。Thomsen于1999年提出多層介質(zhì)條件下的共轉(zhuǎn)換點(diǎn)計(jì)算公式,其假設(shè)前提與實(shí)際情況更為接近,對(duì)縱橫波速度比的定義也更為精細(xì)。通過(guò)采用上述2種不同計(jì)算方法對(duì)實(shí)際資料進(jìn)行共轉(zhuǎn)換點(diǎn)分選及疊加處理并對(duì)比,基于多層介質(zhì)模型的算法的疊加效果明顯優(yōu)于單層介質(zhì)模型的算法。 P-S轉(zhuǎn)換波正演的常規(guī)流程中共轉(zhuǎn)換點(diǎn)(CCP)道集的抽取及疊加是一個(gè)很關(guān)鍵的處理步驟,也是轉(zhuǎn)換波正演與常規(guī)P波正演的一個(gè)最主要的差別之一。Tessmer等在1988年提出的轉(zhuǎn)換波的共轉(zhuǎn)換點(diǎn)疊加技術(shù)是在簡(jiǎn)單的單層均勻介質(zhì)條件下得出的,共轉(zhuǎn)換點(diǎn)的位置與炮檢距、反射層深度以及縱橫波速度之比有關(guān),目前在轉(zhuǎn)換波的正演中仍主要采用這種算法。Thomsen等人于1999年提出了在多層介質(zhì)條件下的共轉(zhuǎn)換點(diǎn)計(jì)算方法,這種算法也適用于VTI介質(zhì)。我們利用這2種算法對(duì)實(shí)際資料做了CCP疊加處理,Thomsen算法對(duì)資料品質(zhì)的改善是明顯的。 近些年來(lái)，我國(guó)轉(zhuǎn)換波技術(shù)也取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，苑春方等重新建立了轉(zhuǎn)換點(diǎn)坐標(biāo)的代數(shù)方程，確定和嚴(yán)格地證明了P-S轉(zhuǎn)換波轉(zhuǎn)換點(diǎn)坐標(biāo)的唯一解析解，在之后的研究中又將結(jié)論擴(kuò)展到了傾斜反射界面上。
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