地震正演模拟
地震正演模拟
1. 原理
在地震记录上看到的波形是地震子波叠加的结果，从地下许多反射界面发生反射时形成的地震子波，振幅大小决定于反射界面反射系数的绝对值，极性的正负决定于反射系数的正负，到达时间的先后取决于界面深度和覆盖层的波速。若地震子波波形用S(t)表示，反射系数是双程垂直反射旅行时t的函数，用R(t)表示，地震记录f(t)形成的物理过程在数学上就可表示为：
f(t)=S(t)* R(t)=∫𝑺(𝒕)𝑹(𝒕−𝝉)𝒅𝝉𝑻𝟎
其中反射系数R取R=ρ2v2−ρ1v1ρ2v2+ρ1v1，设地层密度为均匀的，且令ρ2=4ρ1，则反射系数只与地层间速度有关。地震子波取雷克子波S(t)=[1-2*（pi*fp*t）2]exp[-（pi*fp*t）2]，其中主频取fp=20。
2. 模型
本次模拟中采用的是300*80的网格，道数为80，垂直采样点数为300。模型为一个三层水平层状均匀介质，其速度分别为1000m/s、2000m/s、3000m/s，模型如下：
图1 模型示意图 图2 地震子波
3. 结果 2000m/s
1000m/s
3000m/s
图2 各层界面的地震响应
地震波数值模拟中优化的通量校正传输方法
第２６卷 第２期 ２０１２年 ６月 内陆地震 ＩＮＬＡＮＤ ＥＡＲＴＨＱＵＡＫＥ Ｖｏ１．２６ Ｎｏ．２ Ｊｕｎｅ ２Ｏ１２
文章编号：１００１－８９５６（２０１２）０２－０１６９．１１ 中图分类号：Ｐ３１５．３ 文献标识码：Ａ
地震波数值模拟中优化的通量校正传输方法
陈可洋
（中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆１６３７１２）
摘要：为了有效提高地震波正演数值模拟精度，提出了一种优化的通量校正传输方法，即在每一步 时间递推过程中，沿坐标轴方向和对角线方向均引入通量校正参数进行波场校正处理，以高频散的 均匀介质地震模拟波场为例，研究对比了不同中心网格有限差分近似阶数、传统的ＦＣＴ方法和优化 的ＦＣＴ方法校正得到的地震波场效果。数值计算结果表明，传统的ＦＣＴ方法容易产生虚假波场，而 优化的ＦＣＴ：疗法可以削弱或消除这些假波动，并指出结合高差分阶数和应用优化的ＦＣＴ方法可以 更好地提高数值模拟记录的信噪比。
关键词：ＦＣＴ方法；优化算法；全方位；精度；差分阶数
如何提高地震波正演数值模拟精度问题是当前计算地球物理学的热点研究内容之一，同
样如何高精确、高效率地实现地震波正演模拟一直是近４０年来地震仿真领域致力于研究的重
要问题，这是因为地震波正演数值模拟在地震资料采集、处理和解释等一系列勘探过程中均发 挥着重要的指导和检验作用¨。Ｊ。地震波正演数值模拟方法主要包含３大核心内容：即吸收边
界条件、数值模拟精度、数值稳定性，这３个部分内容是相互联系、相互影响的。人工截断边界
引入的边界反射波通常具有较强的波场能量，会直接影响地震波场的信噪比，目前已存在较多
的处理方法来实现边界反射波能量的有效压制或削弱，如Ｈｉｇｄｏｎ边界条件 、Ｒｅｙｎｏｌｄｓ边界 条件 、Ｌｉａｏ式边界条件 、加权吸收边界条件 。 Ｊ、完全匹配层（ＰＭＬ）吸收边界条件¨。。 和 阻尼吸收边界条件 等等 ¨，其中ＰＭＬ吸收边界条件在一定镶边厚度内可以有效吸收以
利用正演模型研究VSP处理
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作者简介：涂齐催，1979年生，开发地震工程师，硕士研究生；现主要从事地震岩石物理及地震反演方面的工作。地址：上海市零陵路583号海洋石油大厦1814室。电话：(021)64395300-31844。Email: tuqc@ 利用正演模型研究VSP处理
涂齐催1 姜雨1 杜本强2
(1. 中国海洋石油有限公司上海分公司研究院，上海 200030)
(2. 冀东油田勘探开发研究院，唐山 063004)
摘要：VSP是一种井中地震观测技术，其独特的观测方式，决定了VSP处理也有别于常规地震，最明显的就是VSP资料必须经过波场分离，才能利用下行波或上行波信息对资料进行解释和反演。除波场分离外，VSP还有许多其它独特的处理环节。基于PC-VSP系统，进行了VSP模拟，在正演数据的基础上，研究了VSP处理，取得了较好的效果。
关键词：VSP处理；常规地震；波场分离；PC-VSP系统；VSP模拟
Using forward model to study VSP processing
Tu Qicui1 Jiang Yu1 Du Benqiang2
(1. CNOOC Shanghai Ltd., Shanghai 200030, China)
(2. Exploration and Development l Research Institute, Jidong Oilfield, TangShan 063004, China)
Abstract：VSP is a survey technology of borehole seismic. Because of its special survey, VSP
processing is also different from surface seismic and the most different is that VSP data need to be
川西北剑阁地区上二叠统长兴组生物礁储层的地球物理特征及正演模拟
川西北剑阁地区上二叠统长兴组生物礁储层的地球物理特征及正演模拟
王高峰;刘宏;刘南;唐昱哲;丁伟;乔琳;谭秀成
【摘 要】川西北剑阁地区二叠系长兴组生物礁储层具有埋深大、非均质性强、气水关系复杂、地震反射多变和勘探难度大等特点.岩心观察结果表明,生物礁呈多期发育特征,优质储层多发育于晚期礁盖白云岩中.利用钻井及测录井等资料,建立精细地质模型,通过地震正演模拟,总结出剑阁地区长兴组生物礁及礁储层的地震响应特征,分析不同礁储层发育条件对地震响应的影响,从而建立了研究区生物礁及礁储层地震识别模式,认为储层厚度及储层纵向发育位置是影响生物礁地震反射模式的重要因素.采用地质-地震紧密结合的研究思路为四川盆地礁滩气藏地震勘探提供理论依据.
【期刊名称】《石油物探》
【年(卷),期】2016(055)006
【总页数】9页(P831-839)
【关键词】生物礁;地震正演;储层;地质模型;地震反射特征
【作 者】王高峰;刘宏;刘南;唐昱哲;丁伟;乔琳;谭秀成
【作者单位】西南石油大学地球科学与技术学院,四川成都610500;中国石油碳酸盐岩储层重点实验室沉积与成藏分室,四川成都610500;西南石油大学地球科学与技术学院,四川成都610500;中国石油碳酸盐岩储层重点实验室沉积与成藏分室,四川成都610500;中海石油(中国)有限公司深圳分公司,广东深圳518057;西南石油大学地球科学与技术学院,四川成都610500;中国石油碳酸盐岩储层重点实验室沉积与成藏分室,四川成都610500;中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司勘探事业部,四川成都610041;中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司勘探事业部,四川成都610041;西南石油大学地球科学与技术学院,四川成都610500;中国石油碳酸盐岩储层重点实验室沉积与成藏分室,四川成都610500
【正文语种】中 文
【中图分类】P631
生物礁是由造礁生物原地生长所营造的一种具有抗浪格架的碳酸盐岩建隆[1],生物礁滩型储层以其高孔、高渗特征历来被视为油气勘探的重点,随着近年来普光、元坝、龙岗及剑阁等地区二叠系长兴组生物礁气藏勘探获得重大突破[2-3],四川盆地生物礁气藏勘探备受关注。目前广泛用于生物礁地震预测的技术主要包括地震相分析、波形分类[4]、地震属性分析及地震正、反演分析等[2,5],获得了较好的效果。
基于Tesseral2D的水下砂体地震正演计算
基于Tesseral2D的水下砂体地震正演计算
谢磊磊;蒋甫玉;常文凯
【摘 要】基于水下砂层与围岩的波阻抗差异，应用地震波数值模拟软件Tesseral2D建立含有水、粉细砂、砾砂和砾岩的起伏地层模型，在不同的道间距、最小偏移距、子波频率以及不同岩体波速条件下分别对该模型进行正演计算。一般情况下，在震源频率为400 Hz、最小偏移距为5 m、道间距为1 m或2m时，地震波响应明显、同相轴清晰、干扰波较少，水下地层界面反映良好。进一步结合南京长江第二大桥桥址区的地质资料，建立含有水、淤泥质粉质黏土、粉细砂、砾砂、砂砾卵石和砾岩的水下砂层模型，应用Tesseral2D软件对该模型进行正演研究。结果表明，在震源频率为400 Hz、道间距为2m以及最小偏移距为5m时，地震响应能很好地反映水下各岩层界面，特别是能较明显地圈定水下砂层的厚度和分布范围，为实际水下砂体的地震勘探提供理论依据。%Based on the difference of
wave impedance between underwater sand strata and rock media, a
stratigraphic model of fluctuant strata containing water, fine sand, gravel
sand, and conglomerate was established using Tesseral2D software for
seismic numerical simulation. Then, the forward calculation with the model
was conducted under different channel spacings, least offsets, wavelet
frequencies, and wave velocities in rocks. Under normal circumstances with
塔河油田南部缝洞储层的正演模拟及地震波场特征
第２８卷第６期 天热乞比
０ＩＬ＆ＧＡＳ ＧＥ０Ｌ０ＧＹ ２００７年ｌ２月
文章编号：０２５３—９９８５（２００７）０６—０８３６—０５
塔河油田南部缝洞储层的正演模拟及地震波场特征
黄绪宝 ，顾汉明
（１．中国石油化工股份有限公司西北油田分公司勘探开发研究院，新疆乌鲁木齐８３００１１；
２．中国地质大学，湖北武汉４３００７４）
摘要：塔河油田奥陶系碳酸盐岩非均质缝洞储层的地震响应特征复杂，而利用正演模拟技术模拟这种介质中传播的地震
波的特征能为孔缝洞储层的预测提供理论依据。利用塔河油田南部的钻井资料，基于连续随机扰动模型，用阀值截取法
模拟、构造各种不同的随机溶洞介质模型；利用联井地震剖面，建立接近实际的岩溶缝洞型储层地震一地质模型；利用非均
匀介质的地震波场正演模拟技术，获得自激自收剖面及叠偏剖面。在此基础上，总结出了缝洞型储层的地震响应特征。
关键词：地震响应特征；正演模拟；缝洞储层；塔河油田
中图分类号：ＴＥｌ２２．２ 文献标识码：Ａ
Ｆｏｒｗａｒｄ ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ ａｎｄ ｓｅｉｓｍｉｃ ｗａｖｅ ｆｉｅｌｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ
ｆｒａｃｔｕｒｅｄ－ｖｕｇｇｙ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｕｔｈｅｒｎ ｐａｒｔ ｏｆ Ｔａｈｅ ｏｉｌｆｉｅｉｄ
Ｈｕａｎｇ Ｘｕｂａｏ ，Ｇｕ Ｈａｎｍｉｎｇ
（１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｌ￣ｔｉｔｕｔｅ ｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，Ｎｏａｈｗｅｓｔ ０ Ｃｏｍｐａｎｙ，ＳＩＮＯＰＥＣ，
Ｕｒｕｍｑｉ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ ８３００１１，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｅｉｓｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ Ｏｒｄｏｖｉｃｉａｎ ｆｒａｃｔｕｒｅｄ—ｖｕｇｇｙ ｃａｒｂｏｎａｔｅ
粘弹性介质中跨孔波场的交错网格有限差分法正演模拟
第３Ｏ卷第４期 物探化探计算技术 ２００８年７月
文章编号：ｌｏｏｌ—ｌ７４９（２００８）ｏ４—０２７３—０５
粘弹性介质中跨孔波场的交错网格 有限差分法正演模拟
喻振华，冯德山 （中南大学信息物理工程学院，湖南长沙４１００８３）
摘要：井间地震正演模拟技术是研究地震波在井间传播规律的重要手段之一，可以帮助认识 井间地震的复杂波场。从二维井问地震波传播波动方程出发，结合初始、边界条件，推导出了交 错网格任意偶阶精度差分格式，阐述了非均匀差分网格的实现方法。在此基础上，编制了跨孔波 场交错网格有限差分正演程序，并应用该程序对半空间粘弹性跨孔模型进行了正演计算，得到了 震源在不同位置时的波场快照及地震记录图。这对于跨孔模型波传播规律的研究，具有重要意 义。 关键词：地震波场；交错网格；有限差分法；正演模拟 中图分类号：Ｐ ６３１．４ 文献标识码：Ａ
０前言
井间地震波场正演是利用数学方法模拟地震 波在二井之问的传播。井问地震波场极其复杂，反 射波分离与成像的难度较大Ｌ１］。一般的有限差分 法数值模拟，尽管能够描述地震波场运动学和动力 学的特征 Ｊ，但是，在模拟复杂地质构造和复杂地 质体的复杂界面时，必然会出现阶梯状的边界，引 起人为的虚假绕射波。为了减弱这种虚假绕射波， 则必须采用精细网格，而这将导致数值模拟计算量 的增大 Ｊ。为此，作者在本文中采用了交错网格 有限差分法进行井间地震数值模拟，提高了计算精 度，节约了内存资源。
１ 粘弹性介质交错网格差分法 基本原理
在研究井间二维地震波传播时，假定水平向右 为 轴的正向，垂直向下为ｚ轴的正向，用速度～ 应力表示的井问地震波传播的波动方程为：
Ｉ ｃ１ ｓ ｒａ 孔ｌ。 ａ
－－ ：ｃ３３ ＋ｃ】 （２）ｇ－ １ ｃ 札Ｂ Ｉ ａ ＯＵ，。 ａ “ 当在各向同性介质情况下，Ｃ ＝Ｃ ＝Ａ＋ ，ｃ ＝Ａ，ｃ“＝ 。其中：Ｐ为介质密度；Ｕ 为 质点的水平位移速度； 为质点的垂直位移速度； 、 为正应力； 为剪应力；Ａ、 为介质的拉 梅系数。 在所研究的二维模型中，考虑到震源在还没有 震动之前，地下介质内部所有质点都是静止的。即 质点的震动速度为零，质点所受到的应力也为零。
利用正演模型分析河流相地震属性的敏感性
第１３卷第４期 重庆科技学院学报（自然科学版） ２０１１年８月
利用正演模型分析河流相地震属性的敏感性
廖奇 张亨
（西南石油大学，成都６１０５００）
摘要：通过正演模型描述地震属性与储层参数之间的关系，同时提出用斯皮尔曼系数的统计学方法来反映属性和
储层参数之间的非线性关系，定量评价正演模型优选敏感地震属性的可靠性。通过正演模拟分析认为，反映仅由储
层厚度变化引起的地震反射特征的几类属性中，振幅类、频谱类和非线性类属性较为敏感。
关键词：河流相；正演模型；敏感属性；斯皮尔曼系数
中图分类号：Ｐ６３１．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—１９８０（２０１１）０４—０００７—０３
河流相储层是我国渤海湾地区广泛发育的储集
类型．秦皇岛３２—６油田位于渤海中部海域．是渤海海
域油气富集最有利地区之一。
地震属性是地震资料中可描述、可定量化的特
征，是刻画、描述地层结构、岩性以及物性等信息的
地震特征量图［１］。乐有喜利用正演模型技术研究了
地震波传播速度、密度及深度与地震属性之间的关
系［２１。马中高等人曾利用岩心物性测试数据和正演
模型来优选地震属性［３１。Ｈａｒｔ论述了通过正演模
型建立地震属性与岩石物理性质之间的关系的
方法【引。王永刚等人通过正演模拟研究了地震属性
和储层特征的相关性［５］。
本文通过正演模型来研究河流相储层厚度与地
震属性之间的关系，寻找地层物性与地震属性之间
的地质联系及其敏感性，为河流相模式识别地震属
性优化分析并建立敏感属性集提供可靠的依据。
１地震属性分类
早期的地震属性分类主要有两种：一种是２０世
纪９０年代初由Ｔａｎｅｒ等人提出的将地震属性分为几
何属性和物理属性［６］：另一种是１９９６年由Ｂｒｏｗｎ等人
提出的将地震属性分为时间、振幅、频率、衰减４大类
属性 。目前最常用的是Ｑｕｉｎｃｙ Ｃｈｅｎ提出的属性分
类［８］。他根据波的运动学、动力学和储层特征将地震
地震仿真噪声实战
地震仿真噪声实战
大家好，很多同学不知道怎样来生成仿真的噪声数据，今天来给大家进行实战讲解。首先给大家讲解常见的SEGY地震数据。
一、SEGY二维地震剖面数据介绍
地震数据是以各种格式存放的。常见的地震数据格式有SEG-D、SEG-Y、SED-2格式等，而同样的格式，还有微机版、工作站版。简单的说，工作站版和微机版数据格式的区别就是数据读写的方式不同（地震数据处理一般在工作站上进行，而微机平台是我们试验自己想法的私人空间）。野外采集的数据格式一般是工作站版的，当然我们可以通过一些小工具将工作站版的数据转换成微机版的。
SEGY是地震数据一般以地震道为单位进行组织，采用SEG-Y文件格式存储。SEG-Y格式是由SEG
（Society of Exploration Geophysicists）提出的标准磁带数据格式之一，它是石油勘探行业地震数据的最为普遍的格式之一。
标准SEG-Y文件一般包括三部分。
第一部分是EBCDIC卷头说明（3200字节），由40个卡组成（例如：每行80个字符*40行），用来保存一些对地震数据体进行描述的信息； 第二部分是二进制文件头（400字节）用来存储描述SEG-Y文件的一些关键信息，包括SEG-Y文件的数据格式、采样点数、采样间隔、测量单位等一些信息，这些信息一般存储在二进制文件头的固定位置上；
第三部分是实际的地震道，每条地震道都包含240字节的道头信息和地震道数据。道头数据中一般保存该地震道对应的线号、道号、采样点数、大地坐标等信息，但一些关键的参数位置（如线号、道号在道头中的位置）并不固定。地震道数据是对地震信号的波形按一定时间间隔Δt进行取样，再把这一系列的离散振幅值以某种方式记录下来。地震数据格式可以是IBM浮点型、IEEE浮点型、整型、长整型等，一个三维地震工区同一次处理的地震数据格式是唯一的。地震道采样点数由该地震道道头中采样点数决定，大部分SEG-Y文件的所有地震道采样点数是一致的，但也存在不同地震道采样点数不同得情况，一般称这种SEG-Y文件为变道长格式的SEG-Y文件。
地震波反演及其应用研究
地震波反演及其应用研究
地震波反演是指通过观测到的地震波传播数据，来推断地下介质模型的物理属性。在地球科学研究中，地震波反演被广泛应用于勘探油气、地震灾害预测、地球内部结构、板块构造等领域。
一、地震波反演原理
地震波反演的基本原理是正演与反演。正演是指通过已知的地下介质模型，模拟计算地震波在该模型中的传播情况。反演是指通过观测到的地震波数据，来推断地下介质的模型参数。在反演过程中，需要将多个正演计算结果与观测数据进行匹配，以找到最优的地下介质模型参数。
地震波传播的基本理论是弹性波理论。在地震波传播的过程中，地震波可以被分为纵波和横波两种。纵波是指波动方向与能量传播方向相同的波，既能在固体、液体和气体中传播，也能通过地球内核而传播。横波是指波动方向与能量传播方向垂直的波，只能在固体介质中传播，在地球内核中不能传播。
地震波反演的目标是推断地质体的物理参数，比如密度、速度、衰减系数等。在反演过程中，需要根据地震波传播模型，建立数学模型和算法，来推断地下介质的物理属性。基于弹性波理论和反向算法，可以得到不同深度、不同分辨率的地下介质物理模型。
二、地震波反演方法
地震波反演方法包括正演计算、反演算法、优化策略三个主要部分。正演计算是指基于地质模型，计算地震波在该模型中的传播情况，用来生成合成地震波数据。反演算法是指基于观测到的地震波数据，推断地质模型的物理参数。优化策略是指在反演过程中，通过不断调整参数，以达到最小化目标函数的目的。 地震波反演方法可以分为初值反演、定常反演、逆时偏移等几种主要方法。初值反演是指根据经验或调查数据，给定地下结构的初值，在初值的基础上不断寻找最优解的过程。定常反演是指假设地下介质的物理参数随深度变化不大，采用多尺度反演方法进行反演。
逆时偏移是目前应用最广泛、效果最好的一种地震波反演方法。它利用前向计算和后向传播的原理，将正演计算结果投影到地球表面，通过不断调整模型参数和反转梯度的方法，来寻求最优模型。逆时偏移法具有高分辨率、高效率、适应性好等优点，在勘探油气领域中被广泛应用。
地震槽波勘探技术原理
地震槽波勘探技术原理
一、槽波原理及特征
1.1 槽波形成原理
矿井地下工作面指的是开采地下煤矿所设置的开采区域，矿井与各个地下工作面的位置关系如图1所示，由矿井井口可以下到联络巷，从而可以到达地下的各个采煤区域，即不同的工作面。
图 1 矿井及地下工作面位置示意图
一个标准的工作面由四面围成，包括左右两侧的回风巷和进风巷（或者运输巷，两条巷道的名字根据矿方命名），与矿井联系的联络大巷，以及切眼。其中切眼处连接采煤机，从而由切眼向联络大巷回采煤矿。图2为工作面的平面展布示意图。一个工作面赋存在地层中间，其上部顶板和下部底板分别由不同岩性的岩石层构成，与工作面内的煤层在地质和物理属性上存在差异。在工作面回采过程中，一些特殊的地质构造会造成回采风险，威胁人身安全。因此，提前预知危险地带是煤矿勘探的一个有意义的工作，而独特的工作面赋存状态为该工作提供了契机，我们利用相应的地球物理属性完成勘探工作。
图 2 工作面示意图
由理论经验所知，工作面内的煤层纵波速度为1500-2500m/s，密度为1.0-2.0，顶板和底板多为砂岩页岩，其纵波速度大约为2500-3500m/s，密度为2.5-3.5。顶板底版波阻抗为煤的3-5倍（图3）。两种高波阻抗介质中夹一层低阻抗介质，而煤层和顶板、底板之间的反射系数很大，一般在0.4-0.6，或者更大，导致煤层中激发的地震波大部分能量在顶、底界面之间来回反射并干涉，从而形成一种特殊的地震波——槽波，形成机理如图4所示。
图 3 煤层与顶底板的波速、密度和阻抗差异
图 4 煤层中的波传播，横(s)纵(p)波经过反射、干扰、叠加，形成特殊的导波
1.2 槽波的特征
槽波为一种柱面波，分为两种类型：（1）Rayligh型槽波，是p波和sv波叠加干涉形成，在x和z方向都有分量，主要为与传播方向一致的z方向；（2）Love型槽波，主要由顶板反射回的sh波和底板反射回的sh波叠加干涉形成，在x和z方向都有分量，主要为与传播方向垂直的x方向（图5）。槽波的形成即体现了横纵波的极性特征（图6）。