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地球物理学报工作时间

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地球物理学报工作时间

张玉君

(地质部地球物理勘探研究所)

一、原理及方法

不同的原子核对中子有着不同的吸收作用,硼核的热中子有效俘获截面比主要的造岩元素的热中子俘获截面大几个数量极。因此当中子流穿过含硼样品时,其强度便减弱,减弱的程度取决于样品中硼的含量。这一物理现象提供了利用中子吸收测定岩石样品中硼含量的可能性。由于原子核的中子特性与其化学状态无关,同时又由于硼核与其他常遇到的造岩元素的中子特性有着十分显著的差异,故利用此方法测定样品的含硼量可以不必经过化学处理。

方法中应用Po—Be中子源,其最高能量为11兆电子伏,多数中子的能量位于3~5兆电子伏之间。Po—Be中子源中子的能量比热中子的能量高106~109倍。为了获得热中子,必须将快中子加以慢化,含氢物质(如水、石蜡等)可以做为中子的良好的慢化剂,本试验中用石蜡来慢化中子。

在中子吸收法中主要研究物质对热中子的吸收现象。慢化后的热中子流通过样品时,部分被吸收,各种原子核的中子俘获截面变化范围很大,可能低至10-1靶恩,也可能高达103靶恩,从表1中可以看出,主要造岩元素的中子俘茯截面均很小,一般不超过1靶恩,仅Hg,B,Cd的有效中子俘获截面达到数百甚至数千靶恩。此外尚有一些稀土元素具有较大的中子俘获截面。通常在硼矿石中,Hg,Cd以及稀土元素的含量颇微,因此,可以肯定含硼岩石对中子的吸收主要决定于硼的含量,那么测定岩石对热中子的吸收效应,可以确定其含硼量。

表1

关于岩石化学成分(除硼以外)的变化对中子吸收的影响,则为了便于对比,将元素或岩石对热中子的吸收作用以相当的硼(或B2O3)的百分含量为单位来计算:

张玉君地质勘查新方法研究论文集

式中,CB—相当的硼含量,Ci—某元素的实际含量,σB—硼核的中子俘获截面,σi—i元素的中子俘获截面,AB—硼的原子量,Ai—i元素的原子量。

表2

利用上式求出表2,计算中忽略了氧元素对中子的吸收。

从表2可以看出,在这些主要的氧化物中,以H2O,K2O3,Fe3O4及Fe2O3对中子吸收的影响较为显著。利用此表可以估算岩石各主要化学成分的变化对中子吸收的影响。岩石中含Fe3O4量为50%,相当于B2O3含量。利用上表也可以估算岩石对中子的总吸收特性,仍以相当的硼百分含量为单位:

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利用(2)式计算了几种岩石的中子吸收特性,见表3,从此表可以看出,岩石成分中仅铁的影响较大,除磁铁矿外,其他岩性变化所引起的中子特性变化均小于,那么可以认为除铁外,其他化学成分变化而引起的系统误差均小于。这一系统误差可以减小,如果将样品按化学成分而分类,用比较法进行测定即可达到这一目的。适当地选择标准样品也可以减小铁元素的干扰。

表3

在上述计算中仅考虑了岩石对中子的吸收作用,而未考虑其散射作用,由于不同元素具有不同的中子散射截面,那么岩石中具有高散射截面的元素成分的变化也将造成一定的测量误差。这里应考虑到H的干扰,必须设法消除之。

二、测量设备及仪器

中子吸收法使用的仪器设备比较简单,主要包括:Po—Be中子源、中子源的慢化装置和防护设备、慢中子探测器及记录仪器等。

试验工作中我们采用了强度为3×106~6×106中子/秒的Po—Be中子源,中子源置于石蜡防护箱中,石蜡防护箱同时用作慢化装置,防护箱中间开一孔道,用一块厚度为5厘米的石蜡盖塞住,如图1所示。中子流穿过石蜡盖被慢化后,作用于样品;当然也有部分中子流是通过孔道四周的石蜡层,被散射及慢化后,作用于样品的。为了加强防护,在源箱的四周及上部均用石蜡砖砌成辅助防护层,防护层的总厚度达50厘米。

记录热中子用的两只BF3正比中子计数管固定在管架上,管架用胶木板和有机玻璃板制成,管架同时用来固定样品盘的位置,管架四而用铝板包住,以屏蔽电磁场的干扰;管架上面和两侧均有石蜡防护层,仅沿计数管方向向外部开一通道,以更换样品。

图1测量装置图

用铝质盒子作为样品盘,样品盘的盖子用2毫米厚的有机玻璃板制成,用此有机玻璃盖子将粉末状样品铺平压紧,并可防止样品散落,测量中应保持中子源、计数管及样品之间的相对位置不变。

测量仪器包括慢中子探测器、放大器、鉴别器、阴极输出器、定标器、稳定高压电源及屏压电源(见图2)除定标器外,测量仪器均系自制。

图2测量仪器方块示意图

中子探测器为两只国产三氟化硼正比慢中子计数管,中子计数管输出的负脉冲经过两极放大后输给脉冲幅度鉴别器,如果计数管输出导线较长,也可通过阴极输出器再输给放大器。鉴别器用以消除与γ射线有关的干扰脉冲。鉴别器输出的负极性矩形脉冲通过微分线路形成正负极性的两个三角脉冲,正极性的脉冲通过阴极输出器输给定标器进行记录。

试验中曾采用了两批不同工作电压的中子计数管,工作电压分别为3000至3600伏及2000至2300伏,计数管的高压供电电源采用了高频振荡线路,长时间工作其稳定度达±以上。

各真空管的屏压供电电源为一直流稳压器,其长时间工作稳定度达±。

定标器采用64进位或万进位定标器。

三、试验技术及工作方法

试验中曾测定了三类样晶:标准样品、试验样品及含干扰元素的样品。各类样品均为粉末状,样品粉碎时通过80~100号筛孔,秤样用分析天平。如果样品比较潮湿,在秤样前应在烘箱内将样品烘干,以去除表面水。样品一般取100克或50克。

标准样品用空白矿样与纯硼试剂按不同比例均匀混合配制而成,所谓空白样品即在矿区所采的非矿石样品,其化学成分与试验样品相近,但含硼量甚低,应低于方法的灵敏阈,试验样品采集自A、B两个矿区,为了对比试验秸果,每个样品均经过化学分析。为了弄清 Fe及 H的干扰,用Fe2O3及Na2CO3·10H2O配制了两套含干扰元素的样品。

为了分析样品中硼的含量,必须测定两个数值:N及Nn;N为中子流穿过含硼样品后的计数率,Nn为中子流穿过空白样品后的计数率。利用 或 来确定样品中B含量的多少。

开始测量前应将仪器调节正常,尤其应注意保持各种工作电压的稳定性,固定一个空白样品作为检查样品,仪器调节完毕后,测定一下检查样品的读数。在测量条件保持不变的情况下,此读数在不同工作日的变化,符合中子源的衰减规律,以此来检验仪器工作的正常性。然后即可开始分析。

将测量样品装入样品盘内,用有机玻璃板将样品铺平、压紧并盖住。更换样品时应用毛刷将样品容器清理干净,以防互相干扰。测量时将样品盘置入孔道内,即可开始读数,读两次数,每次读数为2~3分钟。相对标准误差为:式中,A为测量次数,t为数数时间。

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若计数率n=10000脉冲/分,则在上述条件下相对标准误差为±,从误差理论得知,将有的读数位于n±2σ范围之内。故要求读数的重复性一般为±1%,最大不超过±2%。

测量过程中每隔一小时测定一次空白样品以检查仪器工作的正常性,每小时平均可测定十个样品。

四、试验结果

样品对中子流的吸收作用随着硼含量的增大而增大,中子流减弱的速度随着硼含量的增加而减小,存在着非线性关系,如图3所示。此方法对低含量样品的灵敏度高于对高含量样品之灵敏度。试验结果表明,函数 ,在B2O3%为至3%之间,接近直线函数。因此分析时,高含量样品的标准曲线可利用普通坐标,而低含量样品的标准曲线应采用双对数坐标。

图3标准曲线图

根据测量结果所算出的 及 为相对值,不随中子源的衰减而变化,因为中子流的减弱对Nn及N值的影响程度相同,故在一切测量条件不变的情况下,不同测量日期的数据可以用同一条标准曲线进行解释,不需进行中子源衰减校正。

Fe及H对中子吸收测硼的干扰试验结果表明,Fe及H的存在使中子计数率减低,以N表示不含干扰元素样品的读数,N´表示含干扰元素样品的读数, 表示中子流因干扰元素的影响所减弱的百分值。铁的干扰随含铁量的增大而增大,在Fe2O3含量为10%~30%范围内比较稳定。Fe2O3含量>30%的样品,Fe的干扰随Fe2O3含量而增长的速度很大,样品中含Fe2O3为50%时,干扰为,相当于。Fe2O3含量<10%时,干扰较小,<。故按照Fe2O3的含量可将样品分为三类:Fe203的含量分别为0~10%;10~30%;30~50%。

结晶水的干扰随其含量的增加而增大,但增长的速度却随含量的增加而减低,样品中含水量的变化对方法的影响是十分显著的,尤其是分析外生硼矿样品时,更要注意这一同题。

为了消除Fe,H及其他化学成分变化的影响,应选择与测量样品成分相近的样品做为空白样品。每一具体矿区的样品,其化学成分的变化存在一定规律性,可利用有代表性的空白样品制作标准样品,这样可以减少化学成分变化对方法的干扰。

试验中对两个矿区的七种空白样品配制的标准样品进行了试验,七套标准曲线的重合性良好,均在允许的测量误差范围以内,且与石英粉配制的标准曲线十分近似。这说明只要空白样品选择得当, 的值仅与样品中硼的含量有关,与样品的化学成分关系不大,因化学成分的变化以等同程度作用于N及Nn,以上结果说明,对这两个矿区来说,可以利用同一石英粉标准曲线解释分析结果。

试验中证明此方法受样品厚度变化影响很小,不超过允许的测量误差范围,由于测量中取相同重量的样品,那么样品比重的变化而引起的厚度改变对测量结果的影响可以忽略不计。

不同重量样品的试验结果列入图4。100克样品与50克样品的标准曲线存在着内在联系,两条曲线上纵坐标相同之点,其横坐标相差一倍,如果将横坐标改用B2O3的绝对含量,那么图4上1、2两曲线可以完全重复起来,这一结果说明,测量样品不必具有相同的重量,只要将标准曲线改为用B2O3的绝对含量来表示,不同重量的样品也可用同一标准曲线进行解释,解释结果也为B2O3的绝对含量,但测量中应采用大小相同的样品盘。方法的精确度及灵敏度与样品中三氧化二硼的绝对含量有关,样品重量减少后,精度及灵敏度也有所减低。故测量高含量样品可取其重量等于50克,而分析低含量样品时,为了提高方法的精度与灵敏度,最好采用100克样品。

图4不同重量样品的标准曲线图

在上述的技术条件下,利用1—2居里的Po—Be中子源照射100克样品,用两只BF3正比中子计数管进行记录,方法已达到的灵敏阈为或相当于。

对两个矿区的生产样品进行了测定,考验了方法的准确度及精确度。

中子吸收法分析结果与化学方法分析结果对比情况良好,见图5,证明了中子吸收测硼方法是准确可靠的。仅个别样品的分析结果不能很好地对比起来;利用“加入法”,即在样品中加入已知量的硼,进行重复测定,证明两种方法分析结果相差显著的数据,系化学分析错误所造成。外部检查对比结果说明,B2O3含量>1%的样品,两种方法分析结果的重合性为±10%,B2O3含量<1%的样品,两种方法分析结果的重合性为±20%。

图5两种分析方法分析桔果对比图

通过两次以上的中子吸收法重复测量(即内部检查),验证了方法的精确程度,见图6。重复测量结果的重现性良好;B2O3含量>1%的样品,测量结果的精确度以相对均方差来表示,为±;B2O3含量<1%的样品,测量结果的精确度以相对均方误差来表示,为±。

图6重复分析结果对比图

五、结论

中子吸收测硼法已试验成功,自制的测量仪器可以满足方法的要求。已达到的灵敏阈为或,方法的精确度在B203含量>1%时为±,在B203含量<1%时为±。方法的测定效率高,每台仪器每天八小时可以测定80个样品。此方法成本低,可以代替硼矿样品的硼化学分析工作。

参考文献

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НЕЙТРОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ БОРА В ОБРАЗЦАХ ГОРНЫХ ПОРОД

Чжан Юй-цзюнь

(Инonumym развеəочноü zеофцзцλц мцнцсцсерсмва zеолоzцц КНР)

Резюме В данной работе привелены результаты исслелований нейтронного методаопределениябора в образцах горныхпород.Основой метояаявпяетсяяислользованиевысокогосеченияпоглощенидмедленных нейтроновяпрами бора.Длдпроведенидопыга была изготовленаспециальнаяустановка,в которую входят полонево-бериллиевый источник нейтроно вактивностью 106Нейтр./сек.,парафиновый замедлигель и прибордля регистрации медленныхнейтронов.В качестве детектора нейтронов применяются два пропорциональных счётчика,Наполненных трехфгористым бором,оботащенным изотопом B10.Сушность методики анализазаключаетсяв относительных измерениях степенейуменышенияинтенсивности нейтронного потокапри пропускании медленных нейтронов черезисследуемуюи зталоннуюпробы при одинаковыхгеометрических условиях.Порог чувствительность метода составлηет при навеске проб100 г.

原载《地球物理学报》,1962,№.1.

外审一般3个月,录用结果如果不打回修改的话半年能出来。我们实验室发地球物理学报的基本都是这个时间。外审如果遇到拒审的话可以让导师协调推荐审稿人。

地球物理学报和地球物理学进展

国内的两大主要科技文献检索机构:CSCD 和 CSTPCD : 无论是期刊界同仁还是科技工作者有时对我国的两大检索系统CSCD 与CSTPCD 产生混淆。好多朋友误认为两者是一个检索系统,其实,两者是不同的。看了以下内容,会给您提供些帮助。 1.中国科学引文数据库 (Chinese Science Citation Database简称 CSCD) 中国科学引文数据库(Chinese Science Citation Database,简称CSCD)是我国最重要的科学信息检索系统之一。隶属中国科学院,由中国科学院文献情报中心负责。创建于1989年,收录我国数学、物理、化学、天文学、地学、生物学、农林科学、医药卫生、工程技术、环境科学和管理科学等领域出版的中英文科技核心期刊和优秀期刊千余种,目前已积累从 1989 年到现在的论文记录300 万条,引文记录近 1700万条。中国科学引文数据库内容丰富、结构科学、数据准确。系统除具备一般的检索功能外,还提供新型的索引关系——引文索引,使用该功能,用户可迅速从数百万条引文中查询到某篇科技文献被引用的详细情况,还可以从一篇早期的重要文献或著者姓名入手,检索到一批近期发表的相关文献,对交叉学科和新学科的发展研究具有十分重要的参考价值。中国科学引文数据库还提供了数据链接机制,支持用户获取全文。中国科学引文数据库具有建库历史最为悠久、专业性强、数据准确规范、检索方式多样、完整、方便等特点,自提供使用以来,深受用户好评,被誉为“中国的SCI ”。 中国科学引文数据库是我国第一个引文数据库。曾获中国科学院科技进步二等奖。1995年CSCD出版了我国的第一本印刷本《中国科学引文索引》,1998年出版了我国第一张中国科学引文数据库检索光盘,1999年出版了基于CSCD和SCI数据,利用文献计量学原理制作的《中国科学计量指标:论文与引文统计》,2003年CSCD上网服务,推出了网络版,2005年CSCD出版了《中国科学计量指标:期刊引证报告》。2007年中国科学引文数据库与美国Thomson-Reuters Scientific合作,中国科学引文数据库将以ISI Web of Knowledge为平台,实现与Web of Science的跨库检索,中国科学引文数据库是ISI Web of Knowledge平台上第一个非英文语种的数据库。 中国科学引文数据库分为核心库和扩展库,数据库的来源期刊每两年进行评选一次。核心库的来源期刊经过严格的评选,是各学科领域中具有权威性和代表性的核心期刊。扩展库的来源期刊经过大范围的遴选,是我国各学科领域优秀的期刊。中国科学引文数据库(2007年-2008年)共遴选了1083种期刊,其中英文刊55种,中文刊1028种;核心库期刊737种(以C为标记)扩展库期刊346种(以E为表记)。2 中国科技论文与引文数据库(CSTPCD) CSTPCD是我国最重要的检索系统之一。隶属中国科技部,由中国科技信息研究所负责。旗下的万方公司推出的中国数字化期刊群在国内影响巨大。每年年底中国科技信息研究所均召开一次中国科技论文统计结果发布会,公布上年度的最新统计结果。并出版《××年版中国科技期刊引证报告》,目前国内各大科研机构及高等院校,均以此系统结果为国内科学论文检索查证的主要依据。 中国科技信息研究所认为,该系统能使我国的广大科技工作者、期刊编辑部和科研管理部门能够科学快速地评价期刊,客观准确地选择和利用期刊,为科技期刊和科研人员客观地了解自身的学术影响力,提供公正、合理、科学、客观的评价依据。同时,该系统也为决策管理部门科学地评价我国科学活动的宏观水平、微观绩效,以及建立科学交流传播机制积累基础数据。 中国科学技术信息研究所在与国际评价机制接轨的同时,注意结合中国科技期刊发展的实际情况,选择了总被引频次、影响因子等十几种期刊评价指标,利用中国科技论文与引文数据库十几年积累的丰富数据,编写出版《中国科技期刊引证报告》(CJCR)。《中国科技期刊引证报告》已连续出版11 年,是一种专门用于期刊引用分析研究的重要检索评价工具。利用CJCR 所提供的统计数据,可以清楚地了解期刊引用和被引用的情况,以及引用效率、引用网络、期刊自引等的统计分析。同时,利用CJCR中的期刊评价指标,还可以方便地定量评价期刊的相互影响和相互作用,正确评估某种期刊在科学交流体系中的作用和地位,确定高被引作者群等。自CJCR 问世以来,在开展科研管理和科学评价期刊方面一直发挥着巨大的作用。 CSTPCD 检索系统2008年共收录6082种中国科技期刊。《地球物理学报》和《地球物理学进展》一直是该系统的收录期刊。 目前看,两大检索系统发展迅速,网络化信息化功能和服务意识越来愈强。为中国科技期刊的评价和科学信息的传播具有不可替代的作用。是中国科技期刊检索系统的两大主力。这两家谁能凭借自己的实力和地位成为中国的龙头老大? 恐怕对方都不会服气。而其他数据库检索系统特别是最近风头正盛的清华同方集团,凭借清华人永不疲倦的奋斗精神,短短几年发展迅猛,在其强大的CNKI(中国知识资源总库)中的中国学术期刊网里建立了自己的检索系统:中国学术期刊综合评价数据库(CAJCED),并在每年11月份给出学术期刊综合引证报告(清华版),并及时发给各在库期刊编辑部。对CSCD和CSTPCD 的地位发起挑战。 在我们大部分编辑人心里,两大数据库的地位都差不多,CSCD来源期刊审查严格,精中选精,期刊数量较少,在全国6000多种科技期刊中,仅收录1000多种,核心刊仅700多种,可谓少而精。CSTPCD的核心库期刊是1200余种,相对数量大于前者,遴选相对宽泛。其扩展库我们一般理解为万方数据库中的6000余国内期刊。有时候我们常误认为CSCD和CSTPCD是一个系统,一套人马,其实还是有所区别。 目前,许多学术期刊在申请基金、重要成果报奖时,一般对方单位要求提供的是CSTPCD检索系统的结果。如申请国家自然科学基金期刊专项基金的时候,要求填写的是CSTPCD结果。

地球物理方面:1.地球物理学报 2.地震学报 3.地震地质4.地震工程与工程振动 5.地震 6.中国地震 7.地震研究 8.地球物理学进展9.西北地震学报10.水文石油、天燃气方面:1.石油勘探与开发 2.石油学报 5.天然气工业 3.石油与天然气地质 6.石油化工 4.石油实验地质7.石油物探 8.中国石油大学学报.自然科学版 9.天然气地球科学 10.西南石油大学学报.自然科学版 11.石油钻采工艺 12.新疆石油地质 13.测井技术14. 油气地质与采收率 15.大庆石油地质与开发 16.钻采工艺 17.油田化学 18.石油钻探技术19.石油炼制与化工 20.石油地球物理勘探 21.特种油气藏 22.石油机械 23.西安石油大学学报.自然科学版 24.钻井液与完井液 25.石油学报.石油加工 26.大庆石油学院学报 27.油气田地面工程 28.海相油气地质 29.中国海上油气

顶,读完博士后,回头看,除了那些高档一些的EI\SCI可能有些难度,其他全都那样的,有些装得有些品味吧,其实垃圾,不过不赞成的是,创新难度大,不能要求全部社会的人都去搞创新,不现实,生活本就这样,平淡而已,真正的,上至所谓的伟人,下至黎民百姓,都要生活,不能太苛求,哈哈。

如果仅美欧日三个发达地区,地球物理学领域的代表性期刊应该是美国的《Journal of Geophysical Research》和《Geophysical Research Letters》,欧洲(德国)的《Annales Geophysicae》和日本的《Earth, Planets and Space》等。

地球物理学报物理学校

一区。地球物理学报是中国科学院主管、中国地球物理学会主办的学术性期刊。地球物理学报期刊级别为核心期刊,出刊周期为月刊,期刊创办于1948年。地理物理学报是中国地球物理学会和中国科学院地质与地球物理研究所联合主办,是有关地球物理科学的综合性学术刊物。《地球物理学报》主要栏目设有:应用地球物理学、应用地球物理、地球动力学·地震学·地热学·地磁学、空间物理学·大气物理学·大地测量学、地球动力学·地震学·地热学、地球动力学·地震学·地磁学·地热学、空间物理学·大气物理学·重力与大地测量学、地球动力学·地震学·地磁学、空间物理学·大气物理学。

地铁10线健德门桥站,健德桥东200米,中国科学院地质与地球物理研究所新楼一楼

建德门桥东200m左右 中国农业银行东侧的小院里 七楼 城建开发大厦那个楼

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王伟国1钱荣毅2

(1.广州海洋地质调查局广州510760;2.中国地质大学北京100083)

作者简介:王伟国,男(1982—),硕士,助理工程师,工作方向为地震偏移成像及定量地震解释。E-mail:

摘要普通的相移偏移算法具有速度快、稳定性高、理论上无网格频散等优点,但在复杂地质构造条件下,由于速度横向的剧烈变化,偏移成像往往不能得到理想的效果。而非稳态相移算法是基于在非稳态滤波器理论,通过对普通的相移算子在横向上增加一个扰动量(称之为非稳态相移算子),从而在偏移成像时能很好地适应速度的横向变化。用该算法在普通的横向变化速度模型及Marmousi模型上进行叠前深度偏移试算,均取得了很好的应用效果。

关键词非稳态相移叠前深度偏移速度模型

1前言

相移算法Seddon[1]预测一个深度层波场的振幅和相位主要是基于在更浅层的已知波场和地下速度模型。总体来说是基于波动方程的差分解,在这方面我国的很多学者也做了很多相关的研究[2~5]。相移法波场外推有许多前提条件和一个主要的难题。好的方面,对于常速度相移算子理论上是精确的,无条件稳定的,没有网格频散,并且对所有的散射角都是精确的。主要的难题是横向速度变化怎样结合到相移方法中,这还不是直观的表现,因为空间坐标进行了傅氏变换。已知的波场通常是实际检波器接收到的地震记录或是正演模拟的地震记录,相移波场被用于计算地下地质结构的反射系数。当介质速度是常量时,相移波场的过程是一个相当稳定的过程,并且给出相移角度能达到90°的精确解(Gazdag,1978;Stoffa等,1990)。Stoffa(1990)的裂步傅里叶方法和Wu(1994)的相位屏方法都实现了横变速度的近似相移,而Gazdag和Sguazzero[6]通过另一种方法叫相移加插值(PSPI),对于参考速度集而言,通过计算一系列的常速度相移,并插值得到一个单一的横向变化的结果,从而使得相移能够被拓展到横向变化的速度,但它仅仅是在数学上的一种处理方法,并不具有物理意义。Black等(1984)给出了傅氏方法的一个解析表达式来适应横向速度的变化,但并没有证明表达式。

Margrave和Ferguson[7-10]证明了Black的方法是广义的PSPI,它用很多的参考速度来代替插值,并利用非稳态滤波器[11]推导了和PSPI相联系的方法,称为非稳态相移(non stationary phase shift,NSPS)。与PSPI相比,NSPS具有物理上的解释。

2非稳态相移算子及算法流程

非稳态滤波器理论由Margrave(1998)提出,他提出非稳态滤波器理论至少有两种不同的形式是可能存在的。称之为组合滤波器和褶积滤波器,两种滤波器在稳态极限下是等价的。当对每一个不同的速度算出一个参考波场时,我们可以得到方程(1),它其实是一个广义反傅氏积分,是一个非稳态,双域的组合滤波器例子,滤波器的非稳态性通过了事实证明,滤波器描述αv(x)(kx,x,ω),取决于波数和空间位置。

南海地质研究.2010

其中,

南海地质研究.2010

这里,φ(kx,0,ω)为初始波场,ΨNSPS(x,Δz,ω)为利用NSPS外推Δz后的波场,αv(x)(kx,x,ω)在NSPS算法中称为偏移算子。kx,kz分别是横向和纵向的波数。

对公式(1)作正傅氏变换得到:

南海地质研究.2010

对公式(3)作反傅氏变换得到外推波场为:

南海地质研究.2010

通过非稳态相移的理论,可以按照图1的算法流程来进行叠前深度偏移。

3模型试算

考虑到计算机硬件资源和算法精度验证的要求,建立了一个断层-背斜模型,断层主要是加强模型的横向速度变化,深部的背斜是验证算法成像的最大倾角和深部成像对速度的要求。由于是已知模型,本文选用对速度更为敏感的炮集记录来进行叠前深度偏移。模型及参数如图2所示。

所布置的模拟观测系统参数为:双边接收系统,总炮数为50炮,炮点间隔为30m,首炮位置位于速度剖面的最左端,100道接收,道间距为5m,最小偏移距5m,排列自左向右移动。炮集模拟用的是单程声波波动方程。炮集震源为模拟爆炸震源,主频为30Hz。图3所示为第25炮,即模型中间750m位置处。具体在偏移过程中,添加了零道来满足偏移处理中与速度剖面的维数相同。图4为NSPS偏移结果。

图4中圆圈处为模型的断层点,从单炮偏移的效果看,圆圈处同相轴的纵向分辨率还是很高,断点也比较清晰,对比模型,归位也很准确,反射波和绕射波都已经收敛,600m处的一个同相轴被拉平,模型此处是水平地层,800m处背斜的顶点也能比较清晰地看到;这是没有做过任何叠前处理的炮记录,能够达到这样的效果,至少可以说明NSPS算法对于该模型是良好适应的。

图1 NSPS算法流程图 Flow of NSPS

通过图5的叠加剖面可以看出,断层点清晰可见,归位很准确,断层上下盘界面清晰,水平层位被很好地拉平,且深度都基本和模型位置的深度一致,基本没有重影,没有频散现象,背斜轮廓明显可见。但同时也可以看出,0~100m之间存在明显的直达波影响,主要是没有做叠前的一些常规数据处理造成的,这并不影响对于算法本身的验证;逆掩断层的断面及背斜的两个倾斜角度能量不强,没有很好地收敛,其实产生这样的结果主要是因为算法本身的假设条件造成的,单程波动方程偏移对于多次绕射波在理论上无法很好地成像。

图2 断层-背斜深度模型 Depth model of fault-anticline

图3 添加零道后的单炮记录 Single shot record after padding with zero

图4 单炮NSPS偏移结果 Migration of single shot

图5 NSPS偏移叠加结果 NSPS migration after stacking shots

图6 Marmousi模型 Marmousi model

我们可以看一下 NSPS 算法在IFP(Institut Francais du Petrole,法国石油研究院)Marmousi模型上的表现,图6为Marm ousi模型,该2D 模型包含240个炮集记录,一个震源波形和一个完整的速度和密度剖面,本文采用的是简化的速度模型,只含有纵波速度,不含有密度、横波等信息,炮集记录也是重新模拟生成,如图7所示。炮集设置为240炮,左端接收,接收道96道,道间距25m,最小偏移距200m,模拟炸药震源放炮,波函数为零相位雷克子波。图6为第120炮位置,即在5550m处,图7为第120炮的单炮模拟记录。为了应用NSPS算法,对模型数据进行了抽稀,抽成25m×25m的网格。

图7 第120炮地震记录 The record of shot 120

图8是基于爆炸发射理论模拟的剖面,由于爆炸反射界面成像原理没有时间差的关系,可认为是零炮检距剖面,考虑的是单程波,以及速度近似地认为是实际速度的一半,因此必然会存在一些误差,如图9中所出现的一些归位不是很准确及反射波不收敛的地方,当然这也和模型的精度降低有关(抽稀为25m×25m)。但是偏移使Marmousi模型的三个大断裂都基本归位,两个背斜构造成像清楚,2500m深度处的油水接触界面成像也非常清楚,表明NSPS叠前深度偏移算法的准确性和可靠性。

图8 基于爆炸反射理论的有限差分正演剖面 Finite difference forward section based on exploded reflecting theory

4 认识和讨论

1)NSPS深度偏移算法对于层位的归位还是很准确,虽然较之普通的相移算法成像效率要慢,但在保证精确度和准确性的前提下,效率也是可以接受的。

2)从文中两个模型最终的偏移效果来看,对于倾角比较大的地质界面(断层面、背斜的两个斜面)而言,该算法还不能使绕射波完全地收敛,当然这可能是由算法本身的假设条件引起[12]。

3)Marmousi模型是工业公认的叠前深度偏移算法的验证模型,由于其复杂程度接近实际的地质结构,因此利用该模型来验证偏移算法就显得很有必要;而本文的算法是基于规则网格(25×25)下的偏移算法,对于非规则网格Marmousi模型(网格为×4)还有待进一步的研究和提高。

4)相速度、波数和空间采样间距是相关的,当初值为一般函数时,由于其含有各种波数成分,它们将以各种不同的相速度传播,所以波形会不断的散开形成重影,这是差分所引起的频散;在用波动方程作模拟和偏移处理时,一些同向轴由于相速度和群速度的不一致在传播过程中就会产生这种畸变和重影,还有一些是由波动方程本身近似和空间采样率所引起的。

图9 NSPS偏移剖面 Migration section of NSPS

参考文献

[1]Gazdag, equation migration with the phase shift ~1351

[2]程玖兵,王华忠,马在田.带误差补偿的有限差分法叠前深度偏移方法.石油地球物理勘探,2001,36(4):408~413

[3]程玖兵,王华忠,于富文等.波动方程共炮检距道集叠前深度偏移.石油地球物理勘探,2001,36(5):526~532

[4]杨辉,高亮,刘洪等.微机群并行实现Marmousi模型叠前深度偏移.地球物理学进展,2001,16(3):68~75

[5]马在田.高阶方程偏移的分裂算法.地球物理学报,1983,26(4):377~388

[6]Jeno Gazdag,Piero of seismic data by phase shift ~131

[7]Margrave,Gary of nonstationary linear filtering in the Fouier domain with application to time variant ~259

[8]Margrave,Gary extrapolation by nonstationary phase ~1078

[9]Margrave,Gary explicit,symmetric wavefield extrapolator for depth Ann Internat Mtg Soc Expl-Geophys,Expanded Abstract[C],1999,1461~1464

[10] depth migration by symmetric nonstationary phase research report,1999,11:1~17

[11]Pann,K.,Shin, of convo1utional time-varying ~43

[12]贺振华等.反射地震资料偏移处理与反演方法.重庆大学出版社,1989

The Study on Pre-stack Depth Migration Based on Nonstationary Phase Shift

Wang Weiguo,Qian Rongyi

(Guangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou 510760)

Abstract:In theory,the general phase shift migration algorithm is fast,high stability,and has no grid in complex geological structure,due to the huge diversity of lateral velocity,migration often can not get the desired nonstationary phase shift algorithm is based on the theory of nonstationary filter,and it adds a disturbance of phase shift operator in horizontally(called nonstationary phase shift operator),resulting in migration well adapted when the lateral velocity algorithm has achieved a very good application effect with pre-stack depth migration in common velocity model varied with lateral velocity and the Marmousi model.

Key words:Nonstationary phase shift;Pre-stack Depth Migration;Velocity model

华罗庚 陈景润 张丘建、朱世杰、贾宪、秦九韶、李冶、刘徽、祖冲之中国现代著名数学家 胡明复、冯祖荀、姜立夫、陈建功、熊庆来、苏步青、江泽涵、许宝騄、华罗庚、陈省身、林家翘、吴文俊、陈景润、丘成桐、冯康、周伟良、萧荫堂、钟开莱、项武忠、项武义、龚升、王湘浩、伍鸿熙、严志达、陆家羲、苏家驹、王菊珍、谷超豪、王元、潘承洞、魏宝社、高扬芝、徐瑞云、王见定、吕晗。 郭守敬 刘应明 伏羲 :约五千年前何承天:公元370~447年赵斐: 不详墨子: 公元前468~376年张邱建:约公元5世纪郑玄: 汉代张苍: 约公元前152年祖冲之:公元429~500年辛研: 春秋时代耿寿昌:约公元前50祖日桓:公元5~6世纪惠施: 战国刘歆: 公元前50~后20年甄鸾: 约公元535~566王莽: 约公元~世纪乘马延平:公元前30年张钻: 公元540年王粲: 公元177~217张衡: 公元78~139年刘焯: 公元544~610年高允: 公元390~487年徐岳: 公元168~188年李淳风:公元604~672年信都芳:南北朝后齐刘徽: 元3世纪僧一行:公元683~727年元延明:公元约6世纪刘洪: 约公元206年王孝通:公元7世纪初刘宴: 约第八世纪陈炽: 公元220年孙子: 年代不详丁谓: 北宋赵爽: 约公元220年商高: 约周朝许商: 西汉王蕃: 公元228~266年夏侯阳:约后魏时 甄鸾: 约公元535~566年郭守敬:公元1231~1316年李之藻:公元1565~1630年刘焯: 公元544~610年王恂: 公元1235~1281周公: (约公元前11世纪)王孝通:公元六世纪杨辉: 约公元13世纪中至后半韩延: 约八世纪李淳风:公元604~672年朱世杰:13世纪后期的20~30年和14世纪开头的10~20年间徐昂 :约9世纪僧一行:公元683~727年陶宗仪:公元1366年元裕: 公元约12~13世纪边冈: 出生:文献尚无记载王文素:1463年~?沙克什:公元1278~1351贾宪: 约公元1023~1050年吴敬: 约14世纪末赵友钦:约公元1279~1368李冶: 公元1192~1279年程大位:公元1533~1606年刘仅: 约十四世纪秦九韶:约公元1202~1261年朱载堉 1536~1611沈括: 公元1031~1095年刘益: 约公元12世纪徐光启:公元1562~1633年 程大位: 1533~1606郑高升 明代朱元浚 明代朱载堉 1536~1611周述学 1522~1566王应选 明代徐光启: 1562~1633陈必智 明代王征 明代李之藻 1565~1630 林高 明代 李笃培 1576~1631 颐应祥 1483~1565杨溥 明代孔元化 ?~1632唐顺之 1497~1551徐心鲁 明代李天经 1579~1659陈邦称 明代柯尚迁 明代毛晋 1599~1659马杰 明代邢云路 明代薛凤祚 ?~1680 陈鹤龄 1670梅文鼎: 1633~1721明安图 ?~1763陈厚耀 1680陈世佶 1686~1749孙梅成 1681~1763 陈吁 1685年希尧 ?~1738 王锡阐 1628~1682黄宗宪:1608~1647(清代)余姚Huang Zongxian毛晋 1620~毛干干 1645~陈世仁 1676~1722江永 1681~1662 梅文鼎 (1633~1721)戴震 (1742~1797)李锐 (1769~1817)年希尧 (1678~1739)焦循 (1763~1820)项名达:1789~1850明安图 (1692~1763)阮元 (1764~1849)董佑诚 (1791~1823)李潢 ????~~1812汪莱 (1768~1813) 李善兰: 1811~1882阮元 1764~1849邹伯奇 1819~1869董佑诚 1791~1823项名达: 1789~1850李俨 1892~1963戴煦 1805~1860夏鸾翔 1823~1864曾纪鸿 1848~1877华衡芳:1833~1902 曾炯之 姜立夫 熊庆来 孙光远 冯康 陈省身 华罗庚 苏步青 陈建功 廖山涛 培经 许宝禄 钟开莱 王浩 江泽涵 姜伯驹 丁同仁 吴文俊 曾远荣 李新民 周鸿经 丘成桐 陈景润 王元 潘承洞 潘承彪 田刚 周炜良 袁亚湘

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