物探化探计算技术

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王鸣谦, 张胜寒, 张济东, 付继有

物探化探计算技术. 2023, 45(01): 1-7.

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随着地震勘探的发展，以单相介质模型为基础的声波逆时偏移和弹性波逆时偏移很难比较精确地描述地下介质和满足复杂的工程要求，尤其是在处理地下含流体多孔介质时，所以需要引入双相介质模型。首先基于Biot理论双相介质一阶速度-应力弹性波方程，利用散度场和旋度场的波场分离理论将固相和流相中的纵横波场解耦分离，并由波场快照图得出固相与流相中的纵波波场与横波波场均完成分离，而快纵波与慢纵波相互耦合均存在于纵波波场中。采用高阶交错网格有限差分方法，结合PML吸收边界条件，推导了具有波场分离的双相介质弹性波正传与反传的偏移延拓算子，结合互相关成像条件，可以得到双相介质弹性波固相与流相中的各分量偏移成像剖面。最后对模型使用该双相介质弹性波波场分离的逆时偏移方法进行偏移成像试算并取得成功，效果较常规双相介质弹性波逆时偏移成像效果有了明显提升。

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隧道三维Kirchhoff偏移成像影响因素分析

蔡盛

物探化探计算技术. 2023, 45(01): 8-16.

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Kirchhoff偏移成像法是目前最灵活、高效的三维叠前偏移方法，其不受观测系统的限制，计算效率高，不需要很精确的速度模型也能得到较精确的偏移成像结果。在这里采用有限差分法实现了三维复杂介质弹性波场数值模拟，设计有效的三维观测系统并生成模拟数据，进行偏移成像计算，并系统分析了速度模型、走时计算、数据主频、干扰噪声、地质体形态等因素，对偏移成像精度的影响情况。其分析对比结果，对隧道三维Kirchhoff偏移成像算法优化与外业施工具有指导意义，有利于提高三维地震反射波法超前地质预报的精度与准确度。

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基于前馈去噪卷积神经网络的地震数据去噪方法

王丹荔, 周怀来, 王元君, 吕芬, 何坪易

物探化探计算技术. 2023, 45(01): 17-27.

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随机噪声压制是提高地震数据信噪比的有效方法，这里利用前馈去噪卷积神经网络(Denoising Convolutional Neural Network, DnCNN)的深度学习去噪方法，对地震数据随机噪声的去除进行了研究，同时利用Mish激活函数构建M-DnCNN网络进一步提升网络模型的去噪性能。该方法基于神经网络与统计学原理，通过卷积神经网络自动提取特征，利用单个残差单元来预测噪声，即输入含噪地震数据，经过M-DnCNN学习后输出预测的噪声，将输入与输出噪声作差，得到去噪后的地震数据。在实验部分，首先利用合成地震数据对该方法的去噪效果进行验证，同时将M-DnCNN与均值滤波和f-x域预测滤波方法进行去噪对比，结果表明：M-DnCNN在去除地震数据随机噪声方面优于原始DnCNN,与其他两种去噪方法相比能够更有效地压制随机噪声；随后将M-DnCNN用于实际地震数据的去噪实验，实验证明M-DnCNN在实际地震数据的去噪处理中同样适用，其在保留并突出有效信号的同时可达到较好的去噪效果。

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基于机器学习属性建模地震响应特征数值模拟及分析

陈榆桂, 阎建国, 邓儒炳, 王钰鹏, 李辉

物探化探计算技术. 2023, 45(01): 28-35.

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基于属性建模的数值模拟方法正在成为复杂地震响应特征分析的一种有力手段，这里在二维数值模拟方法研究中，提出和采用了基于多种信息的属性建模方法，包括将机器学习算法应用到属性建模中，利用U-net网络改进了低信噪比资料的断缝系统识别精度，并将这种识别结果用于潜山内幕复杂断缝系统的建模中，再通过有限差分数值模拟方法，得到了较为符合地下实际条件的地震响应特征数值模拟结果，并且与实际资料上的复杂波场特征对应度高，实现了几何和物理参数的空间变化模拟，提高了数值模拟的精度和可靠度。应用提出的属性建模地震响应特征分析方法及流程，证实了研究区潜山内幕断缝系统的地震响应特征主要呈现为“高陡网状反射”和“短轴不连续反射”的特征及相关结论，为研究区复杂潜山储层地震响应特征认识和裂缝预测提供了借鉴。

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海上拖缆双源随机激发地震混合采集及波场分离

张振波, 罗伟, 杨超群

物探化探计算技术. 2023, 45(01): 36-45.

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海上拖缆多震源混合采集技术因其能提高采集密度和覆盖次数而在国外得到发展和应用，但在国内尚处于研究和试验阶段。这里结合国内实施的海上拖缆双源随机激发地震混合采集试验的数据结果，阐述了多震源激发延迟时间的设置、多震源波场分离关键技术。首先基于多震源分离准则优选了拖缆双源随机激发延迟时间，并在南海进行了双源随机激发拖缆三维采集试验，获得了混合震源地震数据；然后利用混叠噪声在非炮域离散不相关的特点，在共偏移距域采用迭代多方向矢量中值滤波去噪，实现了混合数据的波场分离，得到了单炮记录。为了与常规采集效果对比，使用跟常规地震资料同样的处理流程和参数，进行了各种噪声压制及叠前时间偏移处理。与常规采集的资料处理结果对比表明，拖缆双源随机激发地震资料信噪比得到了提高，成像得到了改善，尤其是断面、断层阴影区、古近系地层和洼陷内幕结构成像改善较大。

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地震映像高精度时频分析方法在铁路隧底隐伏岩溶识别中的应用研究

魏栋华

物探化探计算技术. 2023, 45(01): 46-52.

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铁路岩溶隧道隧底隐伏岩溶危及列车行车安全，为了彻底消除安全隐患，保证运营安全，在新建铁路工程静态验收前须完成隧底隐伏岩溶探测、整治设计、整治施工等工作。岩溶探测手段以物探为主钻探为辅，地震映像法作为成熟的物探方法得到了大量应用。地震映像剖面包括时域和频域信息，由于目前用于地震映像时频分析方法计算过程较繁琐、精度不高，实际生产中并未得到广泛应用，资料分析仍以时域的波形特征识别为主，而波形特征具有复杂性、多解性，资料解释准确度不高。这里引入Wigner-Ville改进方法对地震映像剖面进行时频分析，得到高精度的瞬时频率属性剖面，综合利用地震映像剖面的时域和频域信息进行解释，减少了多解性，提高了判释的准确度。本新方法在铁路隧底隐伏岩溶探测中得到了成功验证，对类似岩溶勘探具有重要的借鉴作用。

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蚂蚁曲率融合属性在华北潜山裂缝型储层中的应用

张超铭, 文晓涛, 兰昀霖, 张晓琦, 何易龙

物探化探计算技术. 2023, 45(01): 53-60.

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裂缝及断裂的分布影响着潜山的储层和成藏条件，以华北潜山1区地震数据体为研究对象，对构造平滑后的数据体分别进行常规曲率计算，曲率坐标旋转和蚂蚁体属性的计算来预测裂缝和断裂的大概分布情况，多种属性对比后发现这些单一属性虽然都能不同程度反映裂缝发育，但都有各自的弊端。为了提高裂缝预测效果，弥补单一属性的缺陷，在优化后的曲率属性的基础上进行追踪步长缩小后的蚂蚁体计算，形成新的融合属性体，新方法提取的蚂蚁体属性反映出裂缝连续性更好，分布规律更加清晰，东南部大断裂较为突出，与地质资料对比后结果可靠，为后期工作提供借鉴。

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地震反射波法在潼关县地热资源勘查中的应用

商磊磊, 王龙龙, 纪龙, 张占元, 周武

物探化探计算技术. 2023, 45(01): 61-67.

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陕西省潼关地区北部属于深部地热资源勘查开发的空白区，区域内无深部地球物理和钻孔资料，地下地质情况和构造情况不明。为了查明潼关县北部古城景区地热资源分布情况，使用二维地震反射波法进行勘查，查明了各个时代地层的埋深及厚度、热储层位特征和断裂构造空间分布情况。在物探勘查工作基础上，于圈定的地热有利地段布设一眼地热孔，最终成孔深度为2 300 m,出水量为63.2 m~3/h,温度为74℃。勘探成果表明，地震反射波法在潼关地区地热资源勘查中具有较好的应用效果。

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基于波形分类分析的安岳气田GS1井区灯四段气藏开发“甜点区”预测研究

石新, 朱萌, 方石

物探化探计算技术. 2023, 45(01): 68-73.

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四川盆地安岳气田GS1井区的灯四段气藏在开发过程中，受台缘带丘滩体的强非均质性影响，开发气井的测试产能和稳产能力均差异大，且常规的振幅属性或地震反演分析均不能较好地识别开发“甜点区”。这里立足于灯四段地层的地震波形特征分析，采用基于自组织神经网络的地震波形分类技术，对研究区内灯四段地层进行了分层段(灯四上段和灯四下段)的波形分类分析，建立了完钻井的产能与地震反射波形的内在联系，准确地预测了灯四上段和灯四下段的开发“甜点区”,与完钻井的预测符合率高于80%。该项成果不仅有助于GS1井区气藏的高效开发，而且对于安岳气田高石梯-磨溪区块灯四段地层的气藏开发具有积极的指导意义。

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基于井震结合的裂缝建模技术在渤中19-6区域的应用

何坪易, 周怀来, 王元君, 吕芬, 严帝

物探化探计算技术. 2023, 45(01): 74-83.

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渤中19-6古潜山构造带是一种典型的多层次储层，自顶至底依次为孔隙带(砂砾岩)+裂缝带(风化壳溶蚀+内幕破裂)。裂缝在油气运移和富集中起重要作用，也是制约研究区油气勘探的关键。以古构造、古地貌背景为基础，基于地震资料分析与建模，探讨了裂缝的平面分布规律：裂缝发育受古构造控制，发育位置与构造位置重合，构造变化大的区域裂缝发育程度高。通过渗透率模型与岩心实验渗透率、裂缝模型与属性裂缝预测对比验证了模型的可靠性，精细刻画了地下实际裂缝发育情况，为进一步的勘探开发提供借鉴。

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无线节点技术在城市地下空间探测中的应用

卓武, 陈松, 冯美娜, 肖关华, 唐美斌

物探化探计算技术. 2023, 45(01): 84-92.

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随着城市的不断发展，城市地表空间越来越不足以满足社会日益发展的需求，因此城市地下空间作为重要的载体将逐渐受到重视。要想充分利用城市地下空间，首先必然要勘探清楚地下空间的地质情况，从而保证高效、安全、充分地利用它。无线节点作为一种集野外布设受地表条件影响小，布放简单，对环境破坏小，效率高，更适合环境复杂而敏感区作业等众多优点的地震勘探仪器，能较好地适应城市地下空间探测任务。以JN城市某区域为例，介绍了无线节点地震仪器设备的应用情况，并取得较好的效果。

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应用样条拟合与插值法抑制航空电磁运动噪声

余洋, 吴珊, 肖都, 李飞, 杜炳锐, 曹展宏

物探化探计算技术. 2023, 45(01): 93-99.

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呈现低频特性的运动感应噪声源于电磁感应接收线圈在地磁场中的运动变化，在固定翼时间域航空电磁测量数据中，其幅值往往达到有用信号的成百上千倍，原始数据中运动噪声的精确估计是目前时间域航空电磁法数据去噪技术的重点研究方向。针对电磁感应接收信号的特点，首先应用三次样条拟合法在截取的半周期晚期信号中压制高频干扰，提取低频运动噪声信息，然后用一维样条插值法估计连续的全周期运动噪声，最后从观测信号中减去估计信号，从而实现对运动噪声的抑制。对模拟数据和实测数据的应用研究结果表明，样条拟合与插值法对低于发射基频运动噪声的抑制效果显著，选用较小的均衡参数可以提高噪声压制能力，选用较大的延迟取样点，可以减轻对晚期有用信号的损伤，提高深部探测能力。

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基于物探测量对砂岩型铀矿定位技术研究与分析——以二连盆地为例

张俊伟, 张伟盟

物探化探计算技术. 2023, 45(01): 100-107.

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砂岩型铀矿是我国目前铀矿勘查中重要的类型之一，二连盆地作为砂岩型铀矿重点勘查地区，已发现大量中大型铀矿床及铀矿化点，铀矿化受下白垩统赛汉组砂体与氧化-还原过渡带控制，因此大致查明目标层砂体的空间展布特征与氧化-还原过渡带的分布范围是研究区铀矿找矿工作的重点。这里通过对研究区可控源音频大地电磁测量与高精度地面磁测资料的研究与分析，推断了目标层砂体的空间展布形态、划分了氧化-还原过渡带分布范围，而且在后期的钻探工作中发现了良好的工业铀矿化信息，为铀矿产地的地质勘探工作提供了依据。同时此项工作的开展，对在我国北方砂岩型铀矿勘查中选择有效的地球物理勘探方法具有一定的借鉴意义。

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基于Python的断面解释图目标层埋深数据提取程序开发

王会波, 邱崇涛, 张伟, 牛禹, 谢明宏

物探化探计算技术. 2023, 45(01): 108-114.

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在电法勘探项目中，目标层埋深图是主要提交成果之一。这里结合反演电阻率推断解释断面图中常见的地质情况，分析总结了不同地质情况下的目标层埋深数据提取方式，并提出了圈定埋深数据边界的算法。利用Python语言及其第三方库的强大计算和绘图功能，实现了埋深数据的提取及其边界的圈定，为下一步数据成图提供借鉴。实践结果表明，该程序能有效地结合不同地质情况，借助图形进行交互操作，能快速、准确地提取目标层埋深数据，具有较强的实用性。

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物探方法组合在公路路基隐伏断层勘察中的应用

孙茂锐, 李星, 朱伟, 刘路, 陈超

物探化探计算技术. 2023, 45(01): 115-120.

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地震折射法和高密度电法是工程勘察中常用的两种物探方法，然而每种物探方法都存在着数据的多解性问题。为加强物探异常的判定，提高地球物理解释的可靠性和准确性，可以将不同的地球物理方法进行组合应用。以灌阳至天峨高速公路某段岩溶路基工程中的隐伏断层探查为例，介绍了浅层地震折射波法和高密度电阻率法的综合应用。实际资料结果表明，两种方法组合精确判定了隐伏断层的位置，圈定高密度电法剖面图前段低阻异常为断层的反应，更好地定义和解释目标异常体。

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基于Python的MTU系列大地电磁测深仪时间序列读写与应用

杨凯

物探化探计算技术. 2023, 45(01): 121-128.

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加拿大凤凰地球物理有限公司MTU系列大地电磁测深仪是国内大地电磁测深工作中较为常用的仪器，但是其特殊的时间序列数据格式让其后期分析处理较为不便，为了进一步分析研究时间序列为后续处理和反演工作提供便利，需要对时间序列文件进行读写操作。鉴于Python语言的众多优点，在充分掌握MTU系列大地电磁测深仪时间序列TSn文件存储格式的基础上，利用Python实现了TSn文件的读写操作和基于希尔伯特-黄变换的时频分析功能并编写了软件界面，为Python在大地电磁领域的进一步应用提供了参考。

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2023年, 第45卷, 第01期　
刊出日期：2023-01-15

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