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单孔波速测试的传统做法是在地面激振,在孔中接收,但该方法测试深度受限,测试精度较低,且对于海上钻孔来说,根本无法实现激振,故对于海洋工程钻孔的波速测试,则需要新技术来实现横波波速的获取。笔者介绍的悬挂式波速测井法将震源和检波器同时放入井孔中,摆脱了笨重的地面敲击震源,实现了波速测井设备的轻便化,由相距1 m的两个检波器接收S波的传播信号,为一发双收装置,利用传感器接收到震源传来的S波信号到达时间(初至)差,来确定钻孔所在处地层波速的一种新技术。该方法在南堡油田平台场址调查中发挥了重要作用,对120 m深的钻孔进行了横波测井,取得了良好的测试成果,为该工程项目提供了准确的剪切波速,为划分该场址的场地土类别发挥了重要作用。 相似文献
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全波形反演方法利用叠前地震波场的运动学和动力学信息重建地下速度结构,具有揭示复杂地质背景下构造与岩性细节信息的潜力。然而,巨大的计算量是阻碍其发展的一个瓶颈问题。为此,研究者们提出了震源编码技术来减少计算量,但是此方法在模型更新过程中会引进随机串扰噪声,降低反演结果准确性。所以,在保证计算精度的情况下,本文提出了采用逐减随机震源采样的方法来高效计算全波形反演问题。笔者将此方法应用于频率域二维黏滞声波波动方程全波形反演,开始了在频率域进行随机震源采样类方法的研究,计算过程中共使用了依次增大的8个频率段;并应用Overthrust模型来验证此类随机震源采样法的正确性。实验结果表明：基于逐减随机震源采样法的反演结果与实际Overthrust模型的拟合误差为0.065 65,而应用基于全部震源的全波形反演方法得到的反演结果与实际Overthrust模型的拟合误差为0.064 64,两者差别不大;但计算用时由740 min减少到291.2 min,即计算效率提高了2.54倍。为了更好地确定方法的有效性,将其应用于Marmousi模型进行试算。模型试算结果表明：基于逐减随机震源和基于全部震源得到的反演结果与实际Marmousi模型的拟合误差分别为0.080 12和0.078 97,相差不大;但计算用时由1 218.9 min减少到274.4 min,计算效率提高了4.44倍。综上,在保证反演精度的情况下,基于逐减随机震源采样法的频率域全波形反演方法大大减少了计算量,具有不可替代的计算优势,并且没有引进随机串扰噪声。 相似文献
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深部矿井开采极易诱发矿柱型岩爆,矿柱型岩爆严重威胁着矿山的安全高效开采,为探究矿柱型岩爆破坏机制和前兆信息,选用自贡红砂岩进行单轴压缩试验,并采用主动超声和被动声发射对破裂过程进行监测,联合主动超声与被动声发射监测数据对波速进行层析成像反演,分析试样破裂过程中波速演化规律。研究结果表明：砂岩试样在加载过程中速度模型呈现高度非均质性,在加载过程中会出现低速区,且声发射事件集中出现在低速区内部;P波速度离散度可反映全局波速变化特征,在峰值附近变化剧烈,随荷载增加P波速度离散度持续增大;声发射事件在峰前、峰后定位结果相差较大,峰前阶段声发射事件随机分布,峰后阶段声发射事件定位结果集中。此外,研究发现选用均质速度模型进行声发射事件定位会增大定位误差,试样最终失稳前b值的降低表明试样大尺度裂纹活动加剧,导致岩石非均质性增大,也间接证明了采用非均质速度模型进行声发射震源定位的必要性。该研究结果可用于现场矿柱稳定性监测,定期反演获得矿柱波速变化为矿柱型岩爆提供先兆预警信息。 相似文献
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《岩土力学》2021,(2)
矩张量反演理论是研究岩石破裂机制的有效手段,但反演结果易存在较大误差,从而误导对震源机制的理解。为更加清晰地了解岩石宏观破裂面的产生过程及发生机制,基于花岗岩单轴压缩试验,借助超声波测试和声发射监测等手段,对岩石破裂震源进行定位分析,筛选位于宏观破裂面附近且定位误差较小的事件进行矩张量反演研究,并采用监测网校准法对传感器进行校准。结果表明:震源定位结果与试样宏观破裂面所在位置较为吻合;传感器校准使得震源矩张量反演误差(RMS)大幅降低,各事件在T-k图和P/T轴图上的分布更加集中,震源剪切成分及各类型事件占比随之改变;校准之后各事件的走向角、倾角及滑动角分布更加集中,与试样的宏观破裂面较为一致;部分震源的张裂角由负转正。以上结果较为合理地解释了试样破裂过程及破裂机制,突出了传感器校准对矩张量反演的重要性,为更加深入地了解岩石破裂机制提供了指导和借鉴。 相似文献
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全波形反演(full waveform inversion, FWI)是目前精度最高的一种速度反演工具,通过迭代反演得到高精度的地下构造,为叠前成像技术提供更准确的速度场,满足目前勘探开发日益复杂的需求。但FWI需要估计精确的震源子波,而从野外采集的地震数据提取子波是非常困难的,此外,反演过程中,模型参数与观测数据存在强的非线性关系,容易产生周波跳跃现象。针对中低波数反演过程中存在周波跳跃现象与地震子波难提取的问题,本文构建了一种基于组合震源的多尺度波形反演方法。首先对子波和地震数据进行时移组合叠加,再进行互相关梯度求取,只需要一次逆时偏移的计算量,就可以完成梯度的求取,实现多尺度反演的目标。通过模型试算,基于组合震源的FWI方法,可以达到多尺度反演的目的,使得反演结果更稳定;与不依赖子波的方法相结合,反演结果相对准确。 相似文献
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摘 要 介绍了地震矩张量的性质和用长周期体波反演地震矩张量的方法。用地震矩张量表
示震源能够使震源参数线性化从而实现由观测资料快速、简捷地反演出震源参数。 相似文献
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地震剖面分类与浅层三种波的层位对比 总被引：1，自引：1，他引：0
3种波指的是反射纵波,折射纵波,瑞雷面波.层位对比指的是3种波波场特征对比和它们各自反演所得的波速对比.对比的目的是为了确定剖面中形成3种波的地层及其层位,为3种波交叉渗透的联合反演奠定基础.本文所述内容是同时应用3种波,进行多波勘探方法理论的重要组成部分.为适应这种新型多波勘探的正、反演,文中首先以剖面中层数和相邻层之间波速大小关系为依据,介绍剖面分类与命名的方法,而后针对本文主题,论述利用3种波的波场特征和波速关系,进行层位对比的方法. 相似文献
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速度结构误差对双差地震定位法的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
在采用双差法获取地震相对位置时,需要对研究区域的速度结构有准确的认识,以防止在定位时得到人为的震源相对位置。速度结构决定震源和台站之间的射线路径,射线路径以及震源处离源角决定走时相对于震源坐标系的偏导数,这是反演过程的核心,即将双差映射 相似文献
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浅地表低速异常体(如空洞)的精确探测一直是地球物理领域具有重要价值与挑战性的研究课题,对城市灾害评估与复杂条件下煤田地震勘探的浅地表精细建模具有重要意义。面波全波形反演适合浅地表高精度建模,然而在实际应用中仍存在诸多亟待解决的难题。针对面波全波形反演方法中多参数串扰、实际数据预处理、震源子波估计等关键问题,开发了一套完整的瑞雷波多参数全波形反演方法流程,以实现对浅地表空洞的精确探测。该方法中模型的横波速度、纵波速度和密度随反演进程均被同步更新,减弱后两个参数偏离真实值对横波速度反演精度的消极影响。采用伴随状态法构建的拟海森算子对梯度进行预处理以压制地表伪影、增强波场照明,提高对小尺度异常的表征能力。通过褶积因子消除波场正演与实际数据采集的维数差,实现3D波场到2D波场的转换。采用校正滤波方法估计震源子波,并在迭代进程中进行动态估计,以减弱特定参数模型不准确的影响。同时,该方法采用多尺度反演策略,减轻由低速异常引起的目标函数非凸性,提高反演稳定性。合成数据和实际案例测试结果表明,瑞雷波多参数全波形反演方法得到的横波、纵波速度模型、密度模型具有基本一致性,其中横波速度模型准确度最高。实测数... 相似文献
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利用2011年1-6月云南地区的连续波形资料,采用背景噪声和波形互相关方法分别反演该地区的速度结构以及2011年3月24日缅甸7.2级地震前后60 d的速度变化图像。同时,根据云南地区中小地震计算缅甸地震前后应变能释放响应比空间分布,并利用缅甸地震的震源参数,计算了缅甸地震对云南地区主要断裂产生的库仑破裂应力影响。结果显示：(1) 禄劝至华坪一带、永定至泸水区域和通海至建水地区震后波速增加,同时该地区地震活动增强,相应断裂上库仑破裂应力增加,说明缅甸地震对这些区域具有加速构造活动的正影响;(2) 小江断裂带以东马龙至宣威地区和南汀河断裂带以南临沧至景洪地区震后波速降低,地震活动减弱,断裂上库仑破裂应力降低,说明缅甸地震对该区域具有减缓构造活动的负影响。 相似文献
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井间地震资料中蕴含丰富的地下储层岩性和物性信息,利用井间地震直达波初至信息,通过层析反演可以得到两井之间的速度剖面。通过对井间地震直达波振幅衰减信息的处理,可以实现井间的吸收衰减层析成像。基于井间地震直达波射线路径的一致性,提出了井间地震时域直达波走时层析反演和频域质心频率衰减层析同步反演方法,增加了约束条件,增强了抗干扰能力。对模型和实际资料的处理结果表明,速度和吸收衰减同步反演方法,提高了速度层析反演精度,得到了对油气更为敏感的衰减属性,增强了井间地震在储层描述和油气预测中的应用能力。 相似文献
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潮汕坳陷中生代沉积的折射波2D速度结构和密度 总被引：9，自引：0，他引：9
2006年秋,国家海洋局第二海洋研究所在东沙隆起和潮汕（潮南）坳陷完成了OBS2006-3剖面。在整条剖面速度模型的基础上,采用2D层析成像方法,对潮汕（潮南）坳陷区7个站位的中生界折射震相进行了精细的反演成像。结果表明,坳陷内可分3个沉积层,前两层是新生代沉积,速度分别为2.2 km/s和3.6 km/s,厚度较小,不超过2 km。中生代沉积地层的速度从顶部的4.4 km/s向下逐渐增加到底部的5.4 km/s,厚度较大,最厚处为8 km左右。坳陷内速度是比较均匀地随深度增加的,成水平层状分布。重力反演表明,潮汕坳陷中生代沉积的平均密度为2.45 g/cm3,地壳密度为2.86 g/cm3,下地壳高速层密度为3.05 g/cm3,莫霍面下面的上地幔密度为3.32 g/cm3。 相似文献
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局部线性化的反演方法不仅在初始模型远离真值时收敛速度慢,而且往往易陷入局部极大值中,而遗传算法(GA)便能解决这一问题,它是一种全局搜索法。虽然它同模拟退火法一样利用转移概率进行搜索,但其收敛速度一般比模拟退火法快。本文引进了多个目标函数进行综合评价和灾变过程,用单道地震道对一维声波介质的速度和密度同时进行了反演,并反演了加噪地震道和含薄层介质模型,取得了满意的效果。 相似文献
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合理地估计汶川破坏区域的地震动有助于地震灾害的研究.通过利用芦山地震记录建立的加速度包络衰减关系和汶川地震近场30个台站的加速度包络,基于线源模型,采用差分进化方法反演了汶川地震断层面上高频 (＞1 Hz) 辐射区域分布.结果表明:断层面上高频辐射分布很不均匀,辐射较强的区域主要位于:(1) 产生较大地表破裂的映秀、北川和南坝区域;(2) 映秀和北川等凹凸体的周边区域,包括震中东北侧60~90 km区域、北川和南坝东北侧30 km处;(3) 断层破裂停止的东北端约30 km长的区域.其中,破裂贯穿到地表的映秀、北川和南坝是低频和高频辐射都很强的区域.对于无观测记录场点,选择其临近且场地条件类似的台站加速度提取平稳随机过程,结合高频辐射分布和衰减关系得到的包络,合成了加速度时程,可为汶川地震结构震害分析提供地震动输入. 相似文献
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反转构造模型的地震波模拟及成像 总被引：1，自引：0，他引：1
为了检验由地震剖面解释得出的反转构造的可靠性,探讨反转构造地区在地震数据采集,处理中应采用的有效方法,设计了一个典型的反转构造模型－突起构造。以该模型为基础,针对复杂构造地震波模拟中常见起源频散严重、人为边界反射吸收不理想两个问题,应用高阶差分法以及一种新的边界吸收条件,对反转模型进行了地震波场数值模拟和深度偏移成像处理。采用中心放炮两边接收的观测方式,共模拟了185炮地震记录。研究表明,波动方程高阶差分法是模拟复杂构造模型中地震波传播的有效方法,除了近于直立的断层因难以接收到其反射波而较难成像外,其余的反转断层及其组合在理论上是可以通过合适方法（如Fourier有限差分深度偏移）较好地成像的。 相似文献
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密度信息可预测储层流体饱和度,因此获取可靠的密度参数已成为全波形反演中首要考虑的问题。为了获得更稳定的反演密度,本文从频率、初始速度模型、初始密度模型和密度速度同时反演四个方面对密度的影响进行了研究。根据研究测试结果制定了稳定的反演策略：首先将密度固定,反演速度,此时波动方程中不再含有密度项,因而可以得到准确的速度模型;将其作为初始速度模型进行速度、密度同时反演,可以较好地减小速度对密度的影响。理论模型测试结果充分说明了策略的有效性。 相似文献
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Heather Nicolson Andrew Curtis Brian Baptie Erica Galetti 《Proceedings of the Geologists' Association. Geologists' Association》2012,123(1):74-86
Traditional methods of imaging the Earth's subsurface using seismic waves require an identifiable, impulsive source of seismic energy, for example an earthquake or explosive source. Naturally occurring, ambient seismic waves form an ever-present source of energy that is conventionally regarded as unusable since it is not impulsive. As such it is generally removed from seismic data and subsequent analysis. A new method known as seismic interferometry can be used to extract useful information about the Earth's subsurface from the ambient noise wavefield. Consequently, seismic interferometry is an important new tool for exploring areas which are otherwise seismically quiescent, such as the British Isles in which there are relatively few strong earthquakes. One of the possible applications of seismic interferometry is ambient noise tomography (ANT). ANT is a way of using interferometry to image subsurface seismic velocity variations using seismic (surface) waves extracted from the background ambient vibrations of the Earth. To date, ANT has been used successfully to image the Earth's crust and upper-mantle on regional and continental scales in many locations and has the power to resolve major geological features such as sedimentary basins and igneous and metamorphic cores. Here we provide a review of seismic interferometry and ANT, and show that the seismic interferometry method works well within the British Isles. We illustrate the usefulness of the method in seismically quiescent areas by presenting the first surface wave group velocity maps of the Scottish Highlands using only ambient seismic noise. These maps show low velocity anomalies in sedimentary basins such as the Moray Firth, and high velocity anomalies in igneous and metamorphic centres such as the Lewisian complex. They also suggest that the Moho shallows from south to north across Scotland which agrees with previous geophysical studies in the region. 相似文献
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Christian Poppeliers 《Mathematical Geosciences》2009,41(7):761-777
This paper presents a scheme to invert reflected seismic wave fields for vertical spatial statistics of the Earth’s continuous
stochastic velocity distribution. The forward model is based on a single scattering theory, where a seismogram is modeled
as a convolution of a source wavelet and stochastic reflectivity, which obeys a von Kármán autocorrelation function. Tests
with synthetic data indicate that the method presented here recovers vertical characteristic length from seismic reflection
data that is similar to that of the original velocity model; however, the inversion does not reliably recover the Hurst exponent,
ν. The input wavelet’s power spectrum is a free parameter in the inversion and is estimated as well, but is band-limited relative
to the original source wavelet. Noise degrades the quality of the estimates of the stochastic parameters such that the recovered
stochastic parameters are biased according to the power spectrum of the noise. 相似文献