地震層析成像在含天然氣水合物地層速度建模中的應(yīng)用研究

【摘要】：天然氣水合物是一種具有巨大開發(fā)潛力的新型綠色能源,廣泛分布在大陸邊緣和高緯度凍土帶。天然氣水合物與其圍巖不同的物理性質(zhì)使得地球物理方法勘探成為可能,似海底反射與速度異常是其最重要的地球物理響應(yīng)特征。似海底反射能夠指示天然氣水合物的存在,但僅僅能確定天然氣水合物下界面,不能精確地預測水合物的分布及含量,因此應(yīng)當尋找比之更為有效的手段或方法。速度是地下巖層特征最重要的物理參數(shù),與孔隙度、飽和度等密切相關(guān),精確估算地下沉積層和儲層的速度是評價和預測天然氣水合物資源量的關(guān)鍵。速度建模主要有疊加速度分析、偏移速度分析和地震層析成像,相比前兩者,地震層析成像能建立更精細的地下介質(zhì)速度模型,更好地揭示地下地層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)和儲層特征。本文主要研究了反射波走時層析成像,其主要內(nèi)容有：(1)反射走時數(shù)據(jù)拾取,走時數(shù)據(jù)是層析成像的基礎(chǔ),論文針對目標海域地質(zhì)情況復雜、特殊地質(zhì)體發(fā)育等情況,采用多域聯(lián)合拾取和繞射波壓制的思路,提高了拾取的精度和準確度；(2)模型建立與離散化,考慮到反射走時層析成像既要確定地層速度在縱橫方向上的變化,又要確定沉積層界面的起伏,采用不規(guī)則網(wǎng)格單元來離散地下介質(zhì)模型,保證了計算的精度；(3)射線追蹤正演模擬計算,走時層析成像需要利用射線追蹤來計算旅行時和射線路徑,是層析速度建模至關(guān)重要的一環(huán)。將基于不規(guī)則網(wǎng)格單元,GMM波前擴展和雙線性旅行時插值方法有機結(jié)合運用至反射波的射線追蹤,在確保高精度的結(jié)果同時保證了計算的高效率；(4)反演問題求解,在反演中,選擇了抗噪性強的阻尼LSQR方法,對于射線及數(shù)據(jù)覆蓋不均勻以及速度與反射界面深度兩個參數(shù)量綱不統(tǒng)一的情況,采取的策略是引入正則化方程以及對數(shù)據(jù)和參數(shù)進行歸一化處理,這些措施能夠緩解反演方程的病態(tài)程度,并能提高成像的精度。研制了二維反射走時層析成像軟件,具有反射走時拾取、模型建立、正反演計算以及圖形顯示等功能。用理論模型數(shù)據(jù)對所研究方法進行了測試,設(shè)計了若干不同的海底沉積層理論模型,合成了這些模型的地震記錄,對地震層析成像方法和軟件進行了測試。在測井資料的約束下,對某海域一條地震測線進行了處理和地震層析成像應(yīng)用,建立了沿該測線的海底速度模型。 【關(guān)鍵詞】：天然氣水合物 地震層析成像 射線追蹤 阻尼LSQR 正則化
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P631.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 前言11-17
• 1.1 研究背景和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 研究內(nèi)容和成果及技術(shù)路線15-16
• 1.4 主要創(chuàng)新點16-17
• 2 地震反射波走時層析成像方法17-36
• 2.1 地震反射走時層析成像的基本原理與流程17-18
• 2.1.1 地震層析成像理論基礎(chǔ)17
• 2.1.2 地震層析成像分類17-18
• 2.1.3 地震反射走時層析成像基本流程18
• 2.2 模型的離散化18-20
• 2.3 地震反射波射線追蹤20-27
• 2.3.1 射線追蹤正演模擬方法概述20-22
• 2.3.2 基于不規(guī)則單元的波前擴展與雙線性插值聯(lián)合射線追蹤方法22-27
• 2.4 地震反射走時層析反演方法27-36
• 2.4.1 層析反演方法概述27-28
• 2.4.2 反射走時層析反演問題28-29
• 2.4.3 層析方程的正則化和歸一化29-33
• 2.4.4 LSQR方法解方程組33-36
• 3 地震反射走時層析成像軟件系統(tǒng)研究36-42
• 3.1 軟件概況36
• 3.2 軟件模塊及功能36-42
• 3.2.1 SEGY數(shù)據(jù)的讀取和顯示37
• 3.2.2 反射走時拾取37-38
• 3.2.3 模型建立38-39
• 3.2.4 正演模擬與層析反演計算39-40
• 3.2.5 圖形顯示40-42
• 4 理論模型測試42-64
• 4.1 天然氣水合物與其地球物理響應(yīng)特征42-43
• 4.2 理論模型實驗一43-53
• 4.3 理論模型實驗二53-59
• 4.4 理論模型實驗三59-64
• 5 實際資料分析64-73
• 5.1 工區(qū)概況64
• 5.2 地震及測井資料處理64-65
• 5.2.1 地震資料處理64-65
• 5.2.2 測井資料處理65
• 5.3 反射走時拾取及處理65-69
• 5.4 實際模型分析69-73
• 6 結(jié)論與建議73-75
• 6.1 結(jié)論73
• 6.2 建議73-75
• 參考文獻75-80
• 致謝80-81
• 個人簡歷81
• 發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果81

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