天然气模块建设_天然气动态建模过程描述正确的是哪一项呢

1.Jason反演技术在天然气水合物速度分析中的应用

2.严铭卿是什么职业

3.“石油与天然气工程”下属的二级学科就业都如何？(硕士)

4.人工智能的核心技术是什么？

5.基于二维地质建模的两种地震数值模拟方法的应用及分析

人们早早就学会了利用太阳，但主要都是在晒干一些食物、衣物等。现今 社会 人们则利用太阳对地表的辐射，架设光伏板来将阳光转化成直流电，经过线路只输到千家万户供我们使用。太阳能在生活中的应用非常广泛，如：太阳能热水器，太阳能电池、太阳能发电等。

你不得不相信的是，数千年前，我们的祖先就会使用风能，当时帆船作为最古老且最实用的交通工具，而帆船的使用最离不开的就是风力的驱动。风是因太阳对地球表面各部分的辐射不均，导致大气压力不同而产生的。现今 社会 通过特定地理位置的季风研究，将将风力发电机组建设在风力较为充足的地域上，来利用风能发电。

核能也被称为原子能，是通过核反应对原子核释放出的巨大能量，具体分为核裂变、核聚变、核衰变等三种方式，铀是目前核能最主要的燃料，1000克铀提供的能量与燃烧两千五百吨优质煤旗鼓相当，正确的使用核能对于保护我们的生态可以起到很好的作用。

水能的主要原理是利用江河、湖泊等水较为丰富的场所与其他地势落差不同，使大量的水具有势能，从高处像低处流过的水，推动水轮机使其转动，令水轮机带动发电机进行发电，水能通过一系列的能量转换，从势能到机械能再到电能，为我们所用。

除了上述四种能源，还有海洋能、潮汐能、生物质能、氢能、铀能、等各类新能源。

这些新能源的使用减轻了我们对石油、煤炭的依赖。可再生与重复利用等优点也推动了新能源的广泛应用。未来生活里，新能源将伴随我们继续实现可持续性发展，对于倡导环保绿色，新能源拥有不可忽视的功劳。

常规能源又称为“传统能源”，是指已经大规模生产和广泛利用的能源，比如煤炭、石油和天然气等能源，人类进入工业革命以来，随着蒸汽机和内燃机的广泛使用，已经能够熟练并大规模的使用，那么他们就是常规能源。但是，如果我们把时间倒退到500年前，那时候全世界还处在农业文明时期，人类主要利用的能源是木柴，那么，那个时候煤炭、石油和天然气都属于新能源，甚至石油和天然气人类基本上都没怎么利用。

因此，常规能源和新能源并不是一成不变的，而是可以出现转化，随着人类技术的进步，人类对于新能源的利用会趋向成熟，那么这种能源也就转化为常规能源了。那么，目前哪些能源属于新能源呢？目前，主要的新能源包括太阳能、风能、潮汐能、波浪能、洋流能、地热能、氢能源和核能等等。在上述新能源中太阳能是直接来自于太阳辐射的能量，而风能和洋流能的产生，也主要是由于太阳辐射能在地球表面分布的不均而引起的大气和海水运动。

此外，潮汐能来自于天体之间的引潮力，主要是月球和太阳对地球的引潮力而产生的能量。地热能、核能和氢能都来自于我们地球本身，地热能是由于地球内部的放射性元素发生衰变而聚集的热能。目前人类建设的核电站，主要都是利用“核裂变”反应而获得的热能，而更为高效的类似太阳内部的“核聚变”反应装置，我们还处在实验室研究阶段。氢能是十分清洁而环保的能源，而且氢元素在自然界中又广泛存在，不过目前对于氢能的利用也还处于研发阶段，未大规模利用。你觉得上述新能源中，哪一个最有发展前途呢？

光能、风能、电能

那得看你以什么眼界去定义它了！当下流行的西方论点就不提了。我就以中华古典西游记中的_三段九级，人与 科技 之路给你描述一下。人_鬼_神三态九级使用的能源 科技 体系，人态，广泛谕指凡人 科技 的农耕畜牧驯养的人与动物为能源动力 科技 体系发展起来的一个时代特征；鬼态，妖魔鬼怪式有源有燃料 科技 体系为主时代特征。我们当下就处于五花八门_乌烟瘴气_妖魔鬼怪式的_有源有燃料外置能源 科技 形态的末端；神态，既下一个洁净、持久、安全、祥瑞的_无源无燃料能源 科技 时代特征，当下的人与 科技 还没入门呢！这个能源 科技 体系的机制原理就在我们每个人的身体里，它就是有之的_血液能量自闭循环转换系统，人与 科技 什么时候能够从我们身体当中分离出来，并形成一件_完美的能源 科技 工质建模出来。能源动力问题才能构建起人与 科技 体系发展进步的一个_忽略不计！人鬼神三段九级的能源 科技 中的_新能源。你指的是哪一个？在中华古典西游记中都能查到。

新能源:是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等；此外，还有氢能、沼气、酒精、甲醇等，而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能 等能源，称为常规能源。随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。

在中国可以形成产业的新能源主要包括水、风能、生物质能、太阳能、地热能等，是可循环利用的清洁能源。新能源产业的发展既是整个能源供应系统的有效补充手段，也是环境治理和生态保护的重要措施，是满足人类 社会 可持续发展需要的最终能源选择。我国已有人造太阳

我知道的新能源有

太阳能发电，太阳能烧水。

风能发电

潮汐发电

地热能发电

核能发电

生物质能发电

新能源( NE）：又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。

中文名

新能源

外文名

New Energy

别名

非常规能源

分类

太阳能、地热能、风能、海洋能等

特点

环保、可供永续利用

定义

1980年（庚申年）联合国召开的“联合国新能源和可再生能源会议”对新能源的定义为：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源取代有限、对环境有污染的化石能源，重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能（原子能）

新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等；此外，还有氢能、沼气、酒精、甲醇等，而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能 等能源，称为常规能源。随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。

在中国可以形成产业的新能源主要包括水能（主要指小型水电站）、风能、生物质能、太阳能、地热能等，是可循环利用的清洁能源。新能源产业的发展既是整个能源供应系统的有效补充手段，也是环境治理和生态保护的重要措施，是满足人类 社会 可持续发展需要的最终能源选择。

一般地说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及氢能等作为新能源。随着技术的进步和可持续发展观念的树立，过去一直被视作垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识，作为一种能源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用，因此，废弃物的化利用也可看作是新能源技术的一种形式。

新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量称为新能源，相对于常规能源而言，在不同的 历史 时期和 科技 水平情况下，新能源有不同的内容。当今 社会 ，新能源通常指太阳能、风能、地热能、氢能等。

按类别可分为：太阳能、风能

、生物质能、氢能、地热能、海洋能、小水电、化工能（如醚基燃料）、核能等。

对于国家以后的新能源当时说不上，可能以后会更多的，至是我们到如今还没有发觉出来，我估计有更多的宝贝很有可能在地底下

钍基熔岩堆，我国钍的储量比较大，比铀的储量大，可以用于开发新能源。毕竟我国原油储量不够，主要靠进口，以前还只能用美元结算，美帝就疯狂印钱收割世界上的财富

现在好多 汽车 都是新能源的，有用电能有利用燃气的，最近几年我们国家在开发可燃冰。

Jason反演技术在天然气水合物速度分析中的应用

1. 1991年获中国石油天然气总公司（部级）科技进步一等奖：山东牛庄岩性油藏描述技术研究，

2. 1991年获中国石油天然气总公司（部级）科技进步三等奖：克里金技术应用研究。

3. 1996年获中国石油天然气总公司（部级）科技进步二等奖：胜利孤东油田馆陶组河流相三维定量储层地质模型技术研究。

4．1996年获中国石油天然气总公司推广双十佳奖一项：滚动勘探开发软件系统的开发与应用，

5. 1999年获陕西省教委科技进步一等奖：油气田开发智能信息综合集成系统，；

6. 1996年获陕西省教委科技进步二等奖，胜利石油管理局科技进步一等奖；孤东油田河流相储层非均质性地质统计学技术研究

7. 1999年获陕西省第六届自然科学一等奖（1999年12月）中国东部地区密井网油田河道结构的建模 Modeling channels arcgitecture in a densely drilled oilfield in east China, the 19 SPE Annual Technical Conference and Exhibition held in San Anrtio, SPE 38678

8. 1999年获陕西省科技进步三等奖：油气田开发智能信息综合集成系统，；

经过三十多年的工作积累,王家华教授和他的同事们，已在储层随机建模的方法与软件研究，风险分析与决策分析在油藏管理中的应用二个方向，形成了稳定的研究优势。

研究方向:

2.1 计算机软件系统储层地质统计分析系统 GASOR

储层地质统计分析系统 GASOR是在王家华教授的主持下, 西安石油学院计算机系的师生组成的项目组, 经过十四年的攻关，研制而成的一个用于储层随机建模，建立储层三维定量地质模型的大型计算机软件，目前已有15万条语句。它经过了微机版本，1.0, 2.0等版本的发展，目前已推出了GASOR 3.0。

该系统使用于SUN系列工作站，及其它兼容系列工作站, 其档次要求在SUN 4/75及其以上的工作站。其它性能指标为：内存容量要求在32M及其以上；其磁盘空间要求在70M及其以上。

该系统有8个功能模块：数据加载，直方图分析，数据变换，二维变异函数，三维变异函数，构造分析，有效厚度分析，模型验证，随机模拟，网格粗化，三维图形显示。

其中，随机模拟模块是一个主要模块。目前GASOR 3.0中，它包含三种模型：序贯指示模型，截断高斯模型，和随机游走模型。前二种模型分别由美国斯坦福大学A. Journel教授和法国地质统计学中心G. Matheron教授提出。而随机游走模型则是由王家华教授和张团峰副教授根据我国的油田实际提出，并得到了大庆、辽河等油田的认可。

三维图形显示模块是该系统中的又一个主要模块。它能显示二维的各种等值线图和各种三维立体地质图。在三维图件的显示中，该模块具有缩放、旋转、光照、揭层、剖切、汉字、颜色标注等功能，能适应显示各种地质体的表面和内部的性质。

2.2 风险分析与决策分析在油藏管理中的应用

石油工业充满着风险与不确定性，公认是一个需要精确评估各种风险的领域。正确地评估风险已经给石油公司带来竞争优势。苏格兰的爱丁堡大学曾对在北海油田经营的二十家公司的决策制定行为进行了研究。结果表明，各家公司决策分析的精确度与投资决策决定的成功率成正比。同时，各家石油公司在运用着各种各样的风险分析与决策分析的软件系统。

1) 决策分析

对决策分析在石油勘探中的应用，已经有了专门的讨论（Newendorp, 1996）。一般认为决策树方法是决策分析中最常用的方法。

把这个决策过程加以抽象就形成了决策树方法。决策树是一种探索式决策过程的模型。决策树是对决策的过程形象化：需要决策的事物是树干，树干上的每一条树枝则代表每一个决策。那末到底该选择那一条树枝呢？也就是要作何种决策呢？对于简单的事情，可以做定性的分析来做决定。但是如果面对复杂的事物，仅仅定性分析是不够的，势必会造成决策失误从而影响投资的成败。这样就要对决策过程进行量化。决策树就是专门针对这一问题的。决策树分析方法是圈定和求解复杂情况决策的有力方法。一旦明确了问题，决策树方法帮助找到一条优化方案的途径。

2) 风险分析

当前，石油工业中的风险分析主要就是指模拟方法的应用。一般认为，模拟加上决策树方法则构成了风险分析的最常用的方法。

模拟方法主要专注于参数值的不确定性, 使用各种统计分布来描述这些参数。例如，对于现金流动，每年可以依据它的几个关键参数表示：通常为石油产量，石油价格，生产消耗，特许开发权和税收等。标准的概率分布，比如正态的，对数正态的，三角形的，均匀分布的, 用来描述每一个参数的变化。在一般情况下，要设变量之间都是相互独立的，因为这将大大简化计算。从每一个参数的概率分布中任意选择一个值，把它们代入方程可以得到一个可能的。这项工作要重复成百上千遍，直到给出的可能的NPV频率分布图。所以，模拟方法是一个标准的NPV方法的自然推广。

3) 在油藏管理中的应用

近年来，报道风险分析和决策分析在油藏管理方面应用的SPE论文数目有巨大的增长。决策分析和风险分析在应用包括，油田侧钻开发的风险分析，油气生产优化中的风险分析，油田产出水处理的决策分析，风险分析和决策分析在油田开发方案选取中的应用，决策分析在措施井经济评价中的应用等。

我们已经研制了风险分析、决策分析的软件系统。

2.3 技术路线和技术关键及解决办法

油气储层随机建模技术(Stochatic Modeling of Reservoir)作为国际上众多石油公司、研究所和大学竞相发展的一门技术。它作为推动油藏描述向定量化方向的一门新技术，每年，有大量的论文和研究报告闻世。用储层随机建模方法来描述储层非均质性的，最大的优点在于：

1、用统计方法来处理不确定性有其突出优越性。由于数据信息的不足，必然会引建模结果的不确定性。用随机建模时，当数据比较少时，建模的结果不确定性就会大一些。反之，当数据比较多时，不确定性就会少一些。

2、有利把各种不同的数据综合使用。如地震、试井、测井所得的数据，分辩率不同，但也可以综合起来。沉积相数据是离散的，孔隙度、渗透率和层厚等参数是连续的，也可以结合起束使用。

3、渗透率是油藏工程中的一个重要参数。经验告诉人们，用井点处的渗透率数据和任何单纯的内插方法，要把渗透率的空间分布求准，是不可能的。用随机建模先把沉积相空间分布求准，并以此为基础才能把渗透率空间分布求准。

储层随机建模作为地质统计学的一个重要组成部分。它是油藏描述发展过程中的一个重要部分。其目的是建立沉积相在储层内部的空间分布，并在此基础上建立孔隙度和渗透率等物性参数在储层内部的空间分布。利用油气储层随机建模的结果，使油藏非均质性的描述和认识更为合理，可提供精细的三维定量地质模型，从而利用油藏数值模拟可预测出剩余油的空间分布。

储层内的沉积相（或沉积亚相、微相）的空间分布是储层的一个重要性质。它的特征控制着流体在储层中的分布和流动，支配着一系列对影响油气藏生产状况重要因素。诸如，渗透率和孔隙度的空间分布，砂体中悬挂着泥岩的空间分布和几何尺寸，储层中遮挡带的空间分布，不同砂体之间的连续性和储层的几何位置和尺寸等等，都受到沉积相，特别是沉积微相的控制。对储层内断层和裂缝的位置、方向、长度及其空间分析，对油气生产也着很大的影响。

储层非均质性，包括岩石非均质性和流体非均质性，是储层固有的地质--物理因素特点的表现。沉积相、渗透率等的物性参数和断层,裂缝等对油气在地下流动和对油气生产有着重大的影响，都是储层的非均质性。储质非均质性建模就是对储层非均质性的空间分布进行预测，所得的结果就是储层三维定量地质模型。用地质统计学的方法，用统计的观点来建模，就是储层随机建模的工作内容。由于所用井点的数据一般比较少，非均质性比较严重，所得的三维定量地质模型应有明显的不确定性。特别在处理沉积相空间分布时，由于对象是一个离散的空间变量，困难就更大。

需要指出的，对沉积相空间分布的预测是整个储层随机建模工作中最具挑战意义的。原因是沉积相类型各不相同，不确定性的存在，三维空间中沉积相分布的复杂性。

利用储层随机建模的方法和结果，可以在油气田整个开发过程中优化油气的开发方案，可以改善油藏数值模拟的方法，提高其精确度，可以确定合理的井位和水平井轨迹，可以预测剩余油的空间分布和油气量。

我国主要产油区在东部。其大部分油田已进入开发中后期，油井出水率已平均高达80%。油气田开发难度大大增加。这些油田的大部分均属陆相沉积，地质条件复杂，非均质量性严重。

据国内专家估计，由于储层各种非均质性的隔档，尚有20%的可动油未被二次油驱剂所波及到。这时，通过深化认识储层非均质性及改善二次油技术，可以完全出这部分可动油。为了精细地描述地下剩余油的分布，要求油藏非均质性的描述向更小尺度的定量化发展。国内著名油田开发地质学家裘怿楠教授近年发表了多篇论著，阐述储层随机建模和建立三维定量地质模型，在油田开发中的重要性。

储层随机建模方法通常分为两大类。第一类主要是通过对空间属性参数的变异函数进行推断，然后建立基于变异函数的随机模型，得随机建模的结果。序贯高斯模拟方法、序贯指示模拟方法和截断高斯模拟方法均属于这一类。另一类就是主要研究空间形体的分布，通过对研究对象的几何形态参数进行建模，然后给出研究对象的空间分布。这种方法称为面向对象的方法。示性点过程模拟方法属于这一类。随机游走模拟也属这第二类方法。随机游走方法的开发和应用将大大丰富和平共处推动第二类储层随机建模方法的发展。

3.专著和论文:

3.1储层随机建模:论文15篇（国内10篇，国际6篇）

1. Wang J and MacDonald, A., 19, Modeling channel architecture in a densely drilled oilfield in east China, presented the 19 SPE Annual Technical Conference, San Antonio, Texas, 5-8, Oct., SPE 38678

2. Wang, J. and Zhang, T., 1995, Three-stage stochastic modeling method to characterize reservoir with fluvial facies, SPE 29965, October

3. Wang, J., Zhang, T. and Huang, C., 19, The simulation of braided channels in two dimensions with random walk model, Proc. of The 30th In.. Geol. Congr., Vol. 25, 115-124, Int. Scie. Publishers, The Neitherlans

4. Gao, Haiyu and Wang, Jiahua, The Updated riging Variance and Optimal Samping Design, Math. Geology, April, 1996

5. Gao, Haiyu and Wang, Jiahua, Optimizition of Drilling Locations and Spatial Sampling Probability, The 30th Int. Geol. Congress, 4-14, Aug., 1996

6. Gao, Haiyu and Wang, Jiahua, Identification Probability and Pseudo -- Entropy Criterion to Locate Drilling Locations, The 30th Int. Geol. Congress, 4-14, Aug., 1996

7.张团峰，王家华，油气储层随机模拟的地质应用，中国数学地质（5），1994

8.张团峰，王家华，景平，阎汉杰：三维储层随机建模与随机模拟技术研究，中国数学地质（7），1996

9.王家华等：储层表征中的随机模拟算法，西安电子科技大学学报，Vol.22,1995

10.王家华等：储层评价中基于变异函数的模拟方法，中国数学地质（6），1995

11.王家华等：定量评价储层特征空间分布的不确定性，西安石油学院科技大会论文集，陕西科技出版社，1996

12.王家华等：利用随机模拟提高油藏数值模拟的效果，西安石油学院学报，Vol.11, No.3, 1996

13.王家华等：试论克里金估计与随机模拟的本质区别，西安石油学院学报，Vol.12, No.2, 19

14.王家华等：随机几何学及其在地质沉积相方面的应用，第三届中国工业与应用数学学会论文集，清华大学出版社，1994

15.王家华等：油气储层随机模拟的基本原理，测井技术，No.4, 1994

专著2部

1. 王家华，高海余和周叶，克里金地质绘图技术 - 计算机模型和算法，石油工业出版社，1999

2. 王家华,张团峰, 油气储层随机建模, 石油工业出版社, 2001

3.2研究生论文

博士：

1.高海余:油气勘探优选井位模型及其应用；（中科院院士、中国地质大学校长赵鹏大教授为导师，我为副导师）

硕士:

1. 郭有贵: 储层数据分析系统的研究（油气田开发专业）;

2. 原野,渗透率粗化方法与软件的研究及应用（油气田开发专业）；

3. 何聚厚，基于多边形区域的油气储层随机建模结果可视化研究；（计算机应用专业），

4, 王红霞, 基于CORBA的分布式油气储层随机模拟的研究与应用, （计算机应用专业）；

5.陈栋, CORBA技术在<油田产能建设经济评价系统> 开发中的应用研究, （计算机应用专业）；

6.周崇礼, 基于CORBA的网络并行计算研究：在油气储层随机建模中的应用 （计算机应用专业）,

7.杨慧,基于中间件的多数据库系统模型的研究与应用，（计算机应用专业）；

8.刘崇涛, 油藏描述中的断层可视化的两阶段估计算法研究，（计算机应用专业）；

9.杨化斌, 计算机图形学算法在精细油藏描述中的应用,（计算机应用专业）

10.刘星宇, 储层二维地质图件可视化的内点判断算法的研究（计算机应用专业）；

11.陈凤喜: 断层显示软件研究及其在油藏描述中的应用（油气田开发工程专业）；

12.杨小飞: 基于OpenGL的井眼轨迹三维可视化研究 ,（计算机应用专业）；

严铭卿是什么职业

梁劲1　王宏斌1，2　梁金强1

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

第一作者简介：梁劲，男，11年生，高级工程师，1995年毕业于成都理工学院信息工程与地球物理系应用地球物理专业，主要从事天然气水合物调查与研究工作。

摘要 本文用Jason 反演技术对南海北部陆坡A 测线纵波速度进行计算，结合BSR、振幅空白带以及波形极性反转等多种水合物赋存信息的分析，对水合物成矿带的速度特征进行了综合研究，结果表明：低速背景中的高速异常，是天然气水合物赋存的重要特征；高速异常体一般呈平行于海底的带状分布；在高速异常的内部，速度也是不断变化的。一般在异常体的中心速度最高，由中心到边缘速度逐渐降低，反映在水合物矿带内部，水合物饱和度由矿体中心向边缘逐渐降低的特征。本文的研究成果进一步表明高精度速度分析不仅可以帮助寻找水合物矿点，还可以进一步判定水合物的富集层位。

关键词 Jason 反演技术 天然气水合物 速度分析

1 前言

天然气水合物是在低温、高压环境下，由水的冰晶格架及其间吸附的天然气分子组成的笼状结构化合物，广泛分布于海底和永久冻土带。温度和压力是天然气水合物形成和保存最重要的因素（王宏斌等，2004）。针对天然气水合物的野外调查及研究表明：高分辨率的地震勘探方法是天然气水合物调查评价中行之有效的方法。地震反演技术一直是地震勘探中的一项核心技术，其目的是用地震反射资料反推地下的波阻抗、速度、孔隙度等参数的分布，从而估算含天然气水合物层参数，预测天然气水合物分布状况，为天然气水合物勘探提供可靠的基础资料。常用的地震反演技术有Jason、Strata、Seislog和ISIS等，其中Jason反演技术在含天然气水合物层预测中因其分辨率高而得到广泛推崇，它主要由有井约束和无井约束两种方法组成（廖曦等，2002）。

速度异常是判断天然气水合物是否赋存的重要条件之一。结合BSR（Bottom Simulating Reflector）特征、波形极性特征、振幅特征以及AVO特征等目前已成为判断是否存在天然气水合物层主要手段（史斗等，1999）。大量的测试数据显示：水合物的速度与冰的速度较为接近，而比水高。与含水或含游离气沉积层相比，含水合物沉积层的密度降低，声波速率增大，含水合物层的地层速度往往比一般的地层速度高，含水合物沉积层的下部由于充填了水或气，而使水合物底界面出现速度负异常。因此，地层中速度反转是水合物赋存的一个地球物理标志。含水合物地层的声波速度与水合物的含量有关，水合物含量越高，其声波速度越高。从速度方面看，BSR是上覆高速的含水合物地层与下伏较低速的含水层或含气层之间的分界面。通常，海洋中浅层沉积层的地震纵波速度为1600～1800m/s，如果存在水合物，地震波速度将大幅提高，可达1850～2500m/s，如果水合物层下面为游离气层，则地震波速度可以骤减200～500m/s。因此，在速度剖面上，水合物层的层速度变化趋势呈典型的三段式，即上下小、中间大的异常特征（张光学等，2000）。西伯利亚麦索雅哈气田的资料表明，在原为含水砂层内形成水合物之后，其纵波的传播速度会从1850m/s提高到2700m/s；而在胶结砂岩层，这种速度会从3000m/s提高到3500m/s。深海钻探的570站位的测井结果表明，由含水砂岩层进入含水合物砂岩层时，密度由1.79g/cm3降低到1.19g/cm3，声波传播速度从1700m/s提高到3600m/s，且电导率剧烈下降。

Cascadia海域ODP889站位的VSP测井资料反映水合物底界为强烈的负速度界面，速度从水合物沉积物层的1900m/s陡降到含游离气层的1580m/s，由于VSP测井为地震测井，受钻井因素的影响较少，因此认为VSP测井真实地反映了水合物沉积层底界的速度变化（陈建文等，2004）。

国土部广州海洋地质调查局在2001～2004年在南海北部陆坡进行10000多公里的天然气水合物高分辨地震调查。本研究利用Jason反演技术，通过对南海北部陆坡区的地震速度资料的精细分析，在已圈定BSR分布范围的基础上研究陆坡区各沉积层的速度特征，最后对速度值与水合物的关系进行了分析和探讨。

2 方法原理

纯天然气水合物的密度（0.9g/cm3）和海水密度相近，而游离气的含量又十分有限，这就决定了产生BSR的波阻抗差主要由速度造成。速度反演技术的特点是在无井约束时，以地震解释的层位为控制，对所有的地震同相轴来进行外推内插来完成波阻抗反演，这样就克服了地震分辨率的限制，最佳的逼近了测井分辨率，同时又使反演结果保持了较好的横向连续性。速度反演技术的主要原理是：①通过最大的似然反褶积求得一个具有稀疏特性的反射系数系列；②通过最大的似然反演导出波阻抗；③通过波阻抗计算速度。该方法的主要优点是能获得宽频带的反射系数，是一种基于模型的反演，具有多种建模方法，对所建模型进行比较分析，并使地质模型更趋合理，反演结果更加真实可靠（郝银全等，2004）。

波阻抗反演方法的出发点是认为地下的反射系数是稀疏分布的，即地层反射系数由一系列叠加于高斯背景上的强轴组成。具体反演是从地震道中，根据稀疏的原则抽取反射系数，与子波褶积生成合成地震记录，利用合成地震记录与原始地震道的残差修改反射系数，得到新的反射系数序列，然后再求得波阻抗。其具体步骤是：

设地层的反射系数是较大的反射界面的反射和具有高斯背景的小反射叠加组合而成的，根据这种设导出一个最小的目标函数（安鸿伟等，2002）：

南海地质研究.2006

式中：R（K）为第一个样点的反射系数，M为反射层数，L为样总数，N为噪音变量的平方根，λ为给定反射系数的似然值。

最大的似然反演就是通过转换反射系数导出宽带波阻抗的过程。如果从最大的似然反褶积中求得的反射系数式R（t），则波阻抗：

Z（i）=z（i-1）×（1+R（i））/R（1-i） （2）

利用波阻抗和速度的关系式：

v=Z（i）/ρ （3）

即可得到速度值。其中，ρ为地层密度，可从区域测井资料结合该测线重力资料反演求取。

在上述过程中为了得到可靠的反射系数估算值，可以单独输入波阻抗信息作为约束条件，以求得最合理的速度模型。一方面，速度反演结果是一个宽频带的反射序列和波阻抗及速度数据，同时加入了低频分量，使反演结果更能正确反映速度变化规律；另一方面，它有多种质量控制方法，具体表现为监控子波的选取、同相轴的连续追踪、反演结果准确性的判断和提供多种交汇显示的相关性分析。所以利用速度反演可对地震剖面上任一相位进行速度反演，在每一个CDP点都可得到任一个同相轴速度数据，并利用二维的反射波的速度层析成像反演方法得到高度连续的速度剖面，如果地震测线足够密，还可利用三维速度反演得到速度体图像。

3 实现过程

3.1 初始模型的确立

在地质规律的指导下，利用地震和测井资料开展沉积特征分析和沉积旋回划分；建立岩石-电性关系，进行砂层组和单砂层对比；在地震剖面上提取各含油砂层组反射波属性，建立地震属与矿体的关系，实现地震-测井综合预测矿体平面分布厚度，开展层间矿体组外推预测；建立初始速度场；在地震属性约束下开展地震反演，反演层间小层矿体厚度。细分层反演层位的标定正确与否直接影响反演结果的精度。因此，在反演过程中对子波提取、能谱特点、信噪比、频谱及反射系数的研究至关重要（闫奎邦等，2004）。技术路线流程如图1所示：

3.2 初始速度场的获得

初始速度场的获得首先要对速度谱进行解释，速度谱的解释和取值是否合理，将直接影响均方根速度的计算精度。具体步骤如下：

1）速度谱的解释先从地质条件简单、反射层质量好、能量团强、干扰少的剖面段开始，绘制叠加速度-反射时间曲线，并逐渐向外扩展；

2）结合地震剖面的反射特征，判断速度极值点是否正确，并选择读取能量团最大的极值点。排除干扰波能量团，从而求得有效波的叠加速度；

3）对相邻速度谱进行比较，通过比较速度谱曲线的形状、相同反射层的速度极值等方法予以检查和修改。

4）每隔40个CDP拾取一组数据，利用地震剖面上的反射倾角数据对它们进行校正，便可得到均方根速度（梁劲等，2006）。

图1 速度反演技术线路流程图

Fig.1 The flow chart of the velocity inversion of technical route

3.3 子波的提取

子波提取时，要使能量集中于子波的主瓣，与地震子波形态吻合。如果所提子波近于零相位，则从波峰向两侧能量衰减较快，波峰两侧波形对称；在子波的能谱特征分析，要使能量都集中在地震波的主频范围内；有井资料时，要对井资料都作了子波与地震波自动关联质量控制。保证子波能谱与地震波能谱相吻合，是反演中较为重要的一方面，子波能谱的峰值与地震波主频的能谱峰值相吻合。首先了解合成记录与地震记录之间的偏差。通过合成记录与地震记录之间的偏差分析，对Jason反射系数偏差、能谱偏差进行进一步的校正，使合成记录与地震记录之间的偏差减小。然后通过反射系数与地震资料之间偏差分析，取相应的手段校正，使地层与合成记录反射系数相吻合。再进行信噪析，使反演处理后的信噪比得到最大限度的提高。通过一系列质量控制手段，使各油层合成记录与地震记录的标定精度得到了较大的提高。

关于速度反演可信程度，不能完全由反演方法确定，关键在于获取地震记录的质量和反演前处理流程的振幅保真度。另一个影响因素是数值模拟结果应当是比较准确的，这与计算方法有关，也与子波拾取和地质构造模型有关。至于反演结果的灵敏度，主要由拟合误差值和收敛速度来判断。如果给定的初始模型正确，即与实际地质结构一致，则拟合的误差较小且收敛速度快。本文工作由于受实际情况限制，没有实际的测井资料验证，因此反演所得速度的准确性和精度会受到一定程度的影响。

4 速度剖面特征

运用多种特殊地震成像综合分析，是天然气水合物地震资料解释的关键技术。目前一般用识别BSR、振幅空白带、波形极性反转、速度异常、波阻抗面貌和AVO等天然气水合物地震相应特征来综合分析沉积物中是否含有水合物。高精度的层速度分析可帮助判定水合物的富集层位，速度及振幅异常结构是水合物与下伏游离气共同作用形成的特殊影像，剖面上表现为“上隆下坳”结构，多层叠合构成一明显的垂向“亮斑”这一特殊成像结构在未变形的水合物盆地内较适用于寻找水合物矿点，并可据此定量估算水合物盆地内水合物的数量，分析BSR上下的详细速度结构，是水合物地震资料综合解释的重要手段（张光学等，2003）。

图2 南海北部陆坡测线A道积分剖面

Fig.2 Trace integration profile of the line A in north slope of the South China Sea

图2是南海北部陆坡测线A的地震反射道积分剖面，从图中可以看出，该剖面中部及右下角距海底大约350ms处出现一强振幅反射波，大致与海底反射波平行，与地层斜交，BSR特征明显。在波形极性方面，海底反射波和BSR都表现为成对出现的强振幅双峰波形特征，海底反射波表现为蓝红蓝特征，而BSR表现为红蓝红特征，这表明相对于海底，BSR显示出负极性反射同相轴，即所谓的极性反转（与海底反射相反）。反射波的极性是由反射界面的反射系数决定的，而反射系数则与界面两侧的波阻抗差有关。实际上，海底和BSR都是一个强波阻抗面，海底是海水和表层沉积物的分界面，上部为低速层，下部为相对高速层，反射系数为正值；BSR是含水合物层与下部地层（或含气层）的分界面，上部为高速层（水合物成矿带是相对高速体），下部为相对低速层（如含游离气，则速度更低），反射系数为负值，因此造成了BSR和海底反射波的极性相反现象（沙志彬等，2003）。图3是用速度反演法反演出来的纵波速度剖面，该速度剖面明显显示出一近似平行于海底的相对高速地质体，其位置恰好在BSR上方。高速地质体的纵波速度大约在2000～2400m/s，其上面的低速层的纵波速度大约在1500～1800m/s，而下面的低速层的纵波速度大约在1500～1900m/s，没有明显的游离气存在特征，但根据其高速地质体特征、BSR以及波形极性反转分析，可以认为南海北部陆坡测线A的相对高速地质体极可能是水合物成矿带。

图3 用速度反演法计算的南海北部陆坡测线A纵波速度剖面

Fig.3 P velocity profile of the line A in north slope of the South China Sea computed by velocity inversion

由图3可见，水合物成矿带内部速度是变化的，表明水合物分布不均匀，呈平行于海底的带状分布，中心速度最高，由中心到边缘速度逐渐降低。海底以下有3个近似平行海底的低速和高速带：①海底与高速体之间的相对低速带，为水饱和带；②水合物成矿带；③水合物成矿带下的低速带。水合物成矿带下面的低速带在速度剖面上没有明显的低速特征，由此推断水合物成矿带下可能不含游离气，或者是气体的饱和度很低。

5 结论

水合物的生成除了需要一定的温度和压力条件外，还需要大量的碳氢气体和充足的水。这就需要地层具有较高的孔隙度和渗透率。未固结沉积岩的孔隙度很高，渗透率大，具备水合物生成的物理条件。具备这种特征的未固结沉积岩的地震波速度较低，而含水合物地层的地震波速度增大。这就形成了水合物成矿带作为低速背景中的高速地质体特征。另外，水合物的生成受温度和压力控制，一般情况，等温面和等压面近似平行于海底，因此低速背景中近似平行于海底的相对高速地质体是水合物成矿带的特征（刘学伟等，2003）。

通过对南海北部陆坡A测线纵波速度的计算，并且结合BSR和振幅空白带识别以及波形极性反转等多种特殊地震成像进行综合分析，我们可以进一步了解水合物成矿带的速度特征：揭示水合物成矿带的高速异常一般呈平行于海底的带状分布，在高速异常的内部，速度也是不断变化的，一般在异常体的中心速度最高，由中心到边缘速度逐渐降低，该现象反映在水合物矿带内部，水合物分布并不均匀，水合物饱和度由矿体中心向边缘逐渐降低。分析BSR上下的详细速度结构，是水合物地震资料综合解释的重要手段。高精度速度分析可帮助判定水合物的富集层位，较适用于寻找水合物矿点，并可据此估算水合物量。

参考文献

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梁劲，王宏斌，郭依群.2006.南海北部陆坡天然气水合物的地震速度研究［J］.现代地质，20（1）：123～129

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王宏斌，梁劲，龚跃华，等.2005.基于天然气水合物地震数据计算南海北部陆坡海底热流.现代地质，19（1）：67～73

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张光学，黄永样，陈邦彦，主编.2003.海域天然气水合物地震学.北京：海洋出版社

张光学，文鹏飞.2000.南海甲烷水合物的地震特征研究，首届广东青年科学家论坛论文集，中国科学技术出版社

The Application of Jason Inversion Technology in Velocity Analysis of Gas hydrate

Liang Jin1　Wang Hongbin1，2　Liang Jinqiang1

（1.Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou，5107602.China University of Geosciences（Beijing），Beijing，100083）

Abstract：The P velocity of A seismic profile in the north slope of the South China Sea were calculated by Jason inversion method.The velocity characterostic of the gas hydrate bed was researched in detail based on the calculated result and the information of gas hydrate existing including BSR，amplitude blanking and polarity reversion of the weform.Research shows that：The abnormity of higher velocity in the background of lower velocity is an important characteristic of gas hydrate existing；The abnormity of higher velocity which distribute as a belt usually parallel to the seafloor；The velocity changes gradually at the inner of the abnormity of higher velocity with the highest velocity at the center of the abnormity whereas the lowest velocity at the margin of it，which suggests that the saturation of gas hydrate decreases gradually from the center to the margin.The result that mentioned above suggest that high resolution velocity analysis not only help to search the hydrate spot but also help to estimate the rich layer of gas hydrate.

Key Words：Jason Inversion Technology Gas hydrate Velocity Analysis

“石油与天然气工程”下属的二级学科就业都如何？(硕士)

严铭卿

对燃气基础、前沿课题开展研究。提出燃气混合安全性定律，阀门配置定理，推导液化气卸车公式、阐明储气分区原理、建立液化气冷冻储存优化模型等；

中文名：严铭卿

民族：汉族

出生地：湖南长沙市

出生日期：1937年12月

职业：教师

毕业院校：哈尔滨工业大学

代表作品：《燃气工程设计手册》、《天然气输配技术》、《天然气输配工程》

性别：男

严铭卿

男，1937年12月生，湖南长沙市人。

1955-1960哈尔滨工业大学毕业

1960-1963武汉城市建设学院教师

1963-1969建设部城市煤气工程设计院技术员

1969-17天津市建筑设计院技术员

17-19中国市政工程华北设计研究院工程师—教授级高工

19.12退休

2004-当前兼任天津城市建设学院硕士生导师

1.一系列高水平、自主创新成果极大的丰富了燃气输配工程的科技内涵，提供了适用的设计原理、公式以及计算与分析方法。发表论文90余篇，主编燃气工程设计手册。

2.主持城市天然气工程项目评审近70项次。依据工程设计经验、吸收新型工程科技；以正派作风、科学态度、协作精神为天然气事业发展作出积极贡献。

3.构建燃气输配现代学科新体系。凝聚国内一流学者、教授，撰写天然气输配工程、燃气输配工程分析、天然气输配技术等著作，确立燃气学科工程技术原理和方法的高级理论层次，实现学科系统整体科学化。

4.成功合作培养国内首批输配专业博士学位人才。担任研究生导师，指导一批博士生、硕士生完成学位论文。

5.以高级访问学者身份赴美留学及由人事部资助赴俄、建设部、外经部指派赴印参会。获省部级科技进步奖二等奖2项、三等奖3项、联合国TIPS发明创新科技之星奖，天津市授衔专家。在业界有高知名度。

业绩

在近50年的设计、科研、教学实践中，完成多项城市燃气工程设计，专业规划及项目可行性研究。对燃气输配工程的基础和重大课题进行开拓性研究，取得一系列成果；发表论文90余篇，建立多项燃气输配工程技术问题数学模型，提出燃气混合安全性定律，推导一系列工程实用公式，完成《天然气输配工程》，《燃气输配工程分析》，《天然气输配技术》等专著，实现以现代科技全面创新学科内容、构建新体系，确立燃气学科工程技术原理和方法的高级理论层次。参编国内第一部《城市煤气设计规范》，主编第一部《轻烃混合燃气工程技术规范》。主编《燃气工程设计手册》。主持鄂、鲁、津、赣、豫近70项次天然气工程项目评审，作出积极贡献。合作指导哈尔滨工业大学、同济大学、天津城市建设学院、上海海运学院等博士、硕士生。

用现代科技构建新体系，实现燃气输配工程学科更新换代

对基础、前沿和重大课题（燃气负荷，管网水力分析，非稳态模拟，结构分析，优化设计，可靠性分析，系统安全风险评价，管网故障诊断，燃气混合安全性，天然气地下储库数值模拟，SCADA系统等）进行了富有成效的开拓性研究。

1）1993年为解决峰峰矿务局及焦作煤气公司提出的问题，研究“燃气混合安全性”。建立燃气混合安全性定律。

2）燃气负荷是基础数据，关系到项目规划，设计，运行，调度和运营。全面总结国内外应用，分析了负荷特性，作多角度分类；归纳负荷指标的数理统计方法，以及用于用气工况描述及预测的拟合、回归、分段函数、弹性系数、富利叶级数、人工神经网络、灰色理论、时序分析等建模方法和实用研究；提出中长期负荷两步预测法。从而将传统的需用工况内容扩充和作质的深化，提升科学性，形成新系统。

3）开发的燃气管网水力分析软件已用于国内数百个城市工程项目。是国内应用最广、具权威性的燃气管网设计CAD系统。

4）建立管网结构分析学。建立燃气管网阀门配置定理，提出规则配置方法、故障管段隔离决策算法。

5）应用齐次马尔科夫过程推导管网供气可靠性分析模型，提出基于水力分析的计算模式使管网可靠性计算实用化。

6）对国内燃气系统安全风险研究空白，确定辨识方法，内容和数据，综合运用可靠性工程，运筹学，模糊数学等原理、方法建立评估体系。主持完成山东省城市燃气系统风险评估及安全管理课题，2004年获省科技进步二等奖。

7）率先探索管网故障诊断课题，阐明其内涵，提出解题思路。

8）在国内率先指导博士生开展天然气枯竭油气田，含水层、盐穴地下储气库数值模拟研究。

9）系统研究燃气储存和储备问题，提出全国天然气储存模式，建立基本储备水平公式。

10）解决压缩天然气（CNG）工程难题：提出储气分区原理和推导焦汤效应函数进行减压工艺分析。

11）率先全面论述吸附天然气（ANG）技术和理论，提出吸附热力循环概念．

12）完成一系列研究成果（设计原理、公式、模型以及计算与分析方法），奠定了LPG工程技术的理论基础。

13）创立关于燃气输配工程的“工程分析”学科内容。

14）配合我国天然气飞速发展形势，撰写关于天然气输配工程发展模式，城镇燃气规划，工程项目可行性研究，工程初步设计，天然气储存和储备等工作指导性论文。

人工智能的核心技术是什么？

你是要转专业吗？那会有些难度。因为学石油的话，要看你本科是不是学相关专业的，夸得太多，导师是不要的。你是黑龙江的，自然知道大庆石油学院了，这个我不用说了，你比我清楚。

西南石油当然也是很牛的学校，每年毕业生没毕业就被签走了，大部分去了东海，南海石油开地区，待遇很好，年薪十几万。着你肯定也清楚。不然怎么会想考石油。最好石油大学，不论是实力，还是地域都是其他两个学校没法比的。

下面说一下你问的那两个专业。

石 油 与 天 然 气 工 程 Petroleum and Natural Gas Engineering

石油与天然气工程是研究石油与天然气勘探、评估、开、油气分离、输送理论和技术的工程领域。其工程硕士学位授权单位培养从事石油与天然气生成环境、勘探、油气井工程设计、测井数据集和处理、油气田开、油气储运以及工程管理的高级技术人才。研修的主要课程有：政治理论课、外语课、工程数学、弹塑性力学、计算机应用技术、高等流体力学、高等渗流力学、油藏数值模拟、油田化学、收率原理、现代油气勘探技术、现代油气井工程、现代凿井工程、天然气工程、高等油藏工程、高等油工程、高等输油管道工程、高等输气管工程、油气田输系统、油气管道运行模拟、天然气液化技术、高等管理学基础、能源经济等。

一、概述

石油与天然气工程是一个运用科学的理论、方法、技术与装备高效地钻探地下油气、最大限度并经济有效地将地层中的油气开到地面，安全地将油气分离、计量与输运的工程技术领域。石油与天然气作为人类社会能源的重要组成部分，由于其不可替代性和自身的不可再生性，在世界经济的发展、人类社会生活与文明中占有极其重要的地位。由于石油与天然气存在着储层埋藏深，物性有低渗、超低渗，油品有稠油、超稠油，加之高压高温、地层非均质、井眼形成难等特点，给钻探与开发增加了很大的困难。目前，我国石油与天然气收率还比较低、地质条件复杂，深井与超深井钻探与开成本还比较高，因此是一项高投入、高风险、但效益明显的产业。在我国，2l世纪将是石油与天然气工程得以迅速发展的时代。

石油与天然气工程涉及工程力学、流体力学、油气地质、渗流物理、自控理论、计算机技术等基础和应用学科，需要解决的工程问题有钻井、完井、测试、油气藏开发地质、油气渗流规律、油气田开发方案与开技术、提高收率、油气矿场收集处理、长距离输送、储存与联网输配等工程问题。本工程领域与矿产普查与勘探、地球探测与信息技术、矿工程、工程力学、化学工程、机械工程、交通运输工程等学科相关。

二、培养目标

培养从事石油与天然气工程领域所属油气井工程、油气田开发工程、油气储运工程中科技攻关、技术开发、工程设计与施工、工程规划与管理的高层次人才。

石油与天然气工程领域工程硕士应具有本工程领域坚实的基础理论和宽广的专业知识及管理知识，掌握解决工程问题的先进方法和现代化技术手段，具有独立担负工程技术或工程管理工作的能力以及解决工程实际问题的能力，具有较好的综合素质和较强的创新能力和适应能力。掌握一门外语，能较熟练地使用计算机。

三、领域范围

领域范围有以下几个方面。

油气井工程：油气井工程力学，油气井工作液的化学和力学，油气井工程测量与过程控制，油气井测井数据集、处理与解释。

油气田开发工程：油气藏描述及开发地质建模的理论与方法，渗流理论和油气藏数值模拟，油气田开发理论与方法，油气工程理论与技术，提高收率理论与技术，油气化学工程与理论。

油气储运工程：油气长距离管输技术，多相管流及油气田集输和油气处理技术，油气储运及营销系统优化，油气管道和储罐的强度研究，油气储运设施施工及安全、防腐技术。

石油与天然气工程管理。

四、课程设置

基础课：科学社会主义理论、自然辩证法、外语、工程数学、应用弹塑性力学、计算机应用基础、技术经济学等。

技术基础课：高等流体力学、高等渗流力学、油藏数值模拟、油田化学、提高收率原理、渗流物理、油气藏经营管理、运筹学等。

专业课：现代油气井工程、现代完井工程、天然气工程、高等油藏工程、高等油工程、高等输油管道工程、高等输气管道工程、油气田集输系统、油气管道运行模拟、项目管理、能源经济学等。

上述课程可定为学位课程和非学位课程。此外，还可以由培养单位与合作企业根据实际需要确定其他课程。课程学学分不少于28学分。

五、学位论文

论文选题应直接来源于生产实际或者具有明确的生产背景和应用价值，或者是一个完整的工程技术项目的设计或研究课题，或者是技术攻关、技术改造专题，或者是新工艺、新设备、新材料、新产品的研制与开发，也可以是工程管理课题。选题要求有难度、有新意、有足够的工作量。

对于技术攻关的成果，应有与国内外同类理论、方法与技术的对析；对于新工具、新工艺设计与开发的技术成果，论文应具有设计方案的比较、评估、参数计算模型与结果、完整的图纸；对于重大工程项目管理的成果，必须给出项目的系统组成、目标分析、风险与效益分析、与管理方案及措施、收益与创新管理方法。://.wszsw

一、石油工程计算技术

“石油工程计算技术”是我校“石油与天然气工程”一级学科下自主设置的二级学科，具有博士和硕士学位授予权，主要包含以下研究方向：

1、石油工程仿真模拟计算

(i) 油气井工程中的计算与仿真； (ii) 油气藏渗流模拟与仿真；

(iii) 油气井生产过程动态模拟与仿真； (iv) 储运与集输过程的计算及仿真。

2、油气田开发系统信息分析与处理

(i) 动态数据处理与数据挖掘 ； (ii) 油气田数据库及管理信息系统；

(iii) 系统模式识别与系统辨识； (iv) 油气田开发软件开发与集成技术。

3、 石油工程数值计算

(i) 微分方程数值解 ；(ii) 优化计算方法；

(iii) 数值代数方法； (iv) 并行计算技术

可以说这个专业就是计算机专业，只不过把计算机应用在了石油工程上面，一般搞计算机的人都可以搞这个，所以，竞争力很强。不建议考。以上是个人看法，仅供参考。

基于二维地质建模的两种地震数值模拟方法的应用及分析

1 计算机视觉。

计算机视觉是指计算机能从图像中识别出物体、场景和活动的能力。

它有着广泛的应用，包括了医疗的成像分析，用作疾病预测、诊断和治疗；人脸识别；安防和监控领域用来识别嫌疑人；在购物方面，消费者可以用智能手机拍摄产品以获得更多的购物选择。

2 机器学习。

机器学习是指计算机系统无须遵照显示的程序指令，而是依靠数据来提升自身性能的能力。

它的应用也很广泛，主要针对产生庞大数据的活动，比如销售预测，库存管理，石油和天然气勘探，以及公告卫生等。

3 自然语言处理。

它是指计算机能够像人类一样拥有文本的处理能力。

举例来说，就是在许多封电子邮件中，以机器学习为驱动的分类方法，来判别一封邮件是否属于垃圾邮件。

4 机器人

将机器视觉、自动规划等认知技术整合至极小却高性能的传感器、制动器以及设计巧妙的硬件中，这就形成了机器人，它有能力跟人类一起工作。

例如无人机，以及在车间为人类分担工作的“cobots”等。

5 语音识别

语音识别主要是关注自动且准确地转录人类的语音技术。

语音识别的主要应用包括医疗听写、语音书写、电脑系统声控、电话客服等。最近推出了一个允许用户通过语音下单的移动APP。

赵忠泉

（广州海洋地质调查局 广州 510760）

作者简介：赵忠泉，男，（1983—），硕士，主要从事海洋油气调查研究工作，E-mail：zzqhello＠163。

摘要 利用地震数值模拟技术结合实际资料，可以建立各种地质体的地震识别模型，有效地避免地震现象的多解性，从而可以提高解释的精度。本文介绍了二维地质建模的方法流程及两种模拟方法-褶积法和PSPI波动方程法，前者无边界条件约束和频率域中的信号损失，简洁易行，计算稳定，应用广泛，是最早的地震波场模拟方法；后者通过求解波动方程，包含丰富的波场信息，能够充分反映地震波的动力学和运动学特征。实际应用中利用褶积法对三维潮道模型及简化的碳酸盐岩多旋回倾斜薄互层沉积模型进行了模拟；利用零炮检距的频率波数域的波动方程法模拟了生物礁的地震响应，结果对于碳酸盐岩生物礁识别有一定指导意义。

关键词 地质建模 数值模拟 褶积法PSPI法

不同地质体由于其岩性、物性、含油气性、内部结构和岩石组合等的差异，在地震上具有不同的反射特征，包括内部结构、外部形态、振幅、频率等参数。由于地震波在地下地质体中传播的复杂性，加上各种干扰，造成了地震剖面中的各种反射现象存在多解性，大大增加了地震解释的难度。利用地震数值模拟技术结合实际资料，在建立不同地质体的地震识别模型的同时也有效地避免地震现象的多解性，从而可以提高解释的精度。

1 地质建模

地震数值模拟技术的基础是地质地球物理模型的建立，可归结为对地质及地球物理模型结构的数学描述。

二维封闭结构模型用于建立复杂地质模型。二维封闭结构模型就是定义相同地质属性为一独立封闭的地质单元，按照地质属性将地质模型划分成多个独立封闭的地质单元，把所有独立封闭地质单元按照空间分别有序地排列起来，这样组成的集合体就构建了一个二维地质模型。封闭结构模型是以积木方式定义地下地质结构，可以描述非常复杂的地质体。二维封闭结构模型被描述为具有相同地质属性（速度、密度等），并被地层界面、断层界面或模型边界所围成的地质单元的有机组合。对封闭结构模型的描述，实际上就是描述封闭地质单元和封闭地质单元之间的关系，前者包括对封闭地质单元属性和封闭地质单元边界的描述；后者是对地质单元空间关系的描述，也就是描述封闭地质单元边界相接关系及地层属性［1］。

在进行数值模拟过程中，为了验证某些复杂地质体的波场特征，需要绘制多种不同的地质模型，通常可借助常规绘图软件（绘图板、Photoshop、CorelDraw，AutoCAD等）绘制好二维封闭结构面，再根据图像处理中的区域填充算法（填充和扫描转换填充），对不同二维封闭结构面进行不同颜色的填充。其中不同颜色代表不同的二维封闭结构面属性（速度、密度等）；合并相同属性的封闭面，形成最终的二维封闭结构模型［1］。为了得到二维封闭结构模型的属性（速度、密度等）模型，需要对二维封闭结构模型的彩色图进行速度像素空间和属性空间转换，根据颜色空间和属性空间的相互映射，就可以得到复杂地质体的属性（速度、密度等）模型，如图1为模型创建流程图。

图1 二维封闭结构模型建立流程图

2 两种数值模拟方法

2.1 褶积模型

在褶积模型中，我们把地震反射信号s（t）看作是地震子波w（t）与地下反射率r（t）的褶积。地震子波w（t），使用实际地震系统记录到的地下一个单独的反射界面反射的波形（如图2，理想的无噪声褶积过程）。反射率r（t）则代表理想的无噪声地震记录。记录到的地震道s（t）可看作是地震信号w（t）* r（t）与可加噪声n（t）之和，因此可以把地震道看作是一种有噪声干扰的，经过了滤波的地下反射率的变形。

在无噪声褶积模型中，我们把地震信号S（t）看作是地震子波w（t）和地下反射系数r（t）的褶积：

南海地质研究.2012

式中：s（t）——合成地震记录；

r（t）——反射系数；

w（t）——地震子波。

图2 褶积过程

2.2 PSPI波动方程法

通过求解波动方程的数值模拟方法，能够充分反映地震波的动力学和运动学特征，波场信息丰富，模拟结果较为准确。这里仅介绍适合横向速度剧烈变化的频率-波数域相移加插值的波场延拓方法［2］。

相位移加插值的波场延拓方法，简称PSPI法，基本思想是在波场向下延拓的每个深度步长Δz之内，将波场的延拓分成两部进行，首先用L个参考速度V1，V2，…VL，将位于深度zi处的波场p（x，zi，ω）延拓到zi＋1＝zi＋Δz处，得到L个参考波场p1（x，zi＋1，ω），p2（x，zi＋1，ω），…，PL（x，zi＋1，ω）。第二步，按实际的偏移速度V（x，z）同参考速度V1，V2…，VL的关系，用波场插值的方法求出zi＋1处的波场p（x，zi＋1，ω），按同样的步骤，可将zi＋1处的波场值p（x，zi＋1，ω）延拓到深度zi＋2，得p（x，zi＋2，ω），直到延拓到最大的深度zmax为止。

对于各向同性介质，取二维标量声波方程作为延拓的基本方程：

南海地质研究.2012

式中，p＝p（x，z，t）为二维地震波场值；x，z分别为水平方向和垂直方向坐标轴；t为时间轴；v（x，z）为纵、横向都可变的地震波传播速度。将式（2）分别对x、t作傅氏变换，考虑到并考虑到?2/?x2和与（-ikx）2和（iw）2的对应关系，可得：

南海地质研究.2012

式中， 是p（x，z，t）的二维傅氏变换；v为地震波速度；w为圆频率；kx为水平波数；kz为垂直波数。零炮检距情况下的地震记录模拟只考虑单程波，因此可得到相位移波场延拓公式如下：

南海地质研究.2012

式中， （kx，zi，w）为频率波数域波场值；Δz为深度延拓步长；kx为测线方向波数；kz为深度方向波数。式（4）为二维波场正演公式，其延拓方向为由地下向地面延拓；式（5）为二维波场偏移公式，其延拓方向为由地面向地下延拓。

为了适应地下地震波场速度在纵横向均可变的要求，在同一延拓深度内用几个不同地震波速度分别作相移，再用拉格朗日插值公式进行插值，就可求出所有的以不同速度传播的延拓波场值P（x，zi＋1，t），从而近似地解决了横向变速时的波场延拓问题［3］。

3 模拟实例

3.1 三维潮道数值模拟

运用褶积原理建立了一个简单三维潮道模型，此三维潮道事实上为多个（128）二维剖面排列而成，三维模型的样点为128×128×128，利用MATLAB实现。选用子波为雷克（Ricker）子波，其公式为：

南海地质研究.2012

其中fp为主频。在处理过程中选用主频为fp＝40 Hz、样间隔2 ms，对称样点数为24，子波波形如图3。

图3 雷克子波

图4 潮道平面图

图4为潮道平面图，该图仅反映了潮道的平面形态，作为计算机实现三维建模的边界控制，横坐标代表inline线，纵坐标代表xline（crossline）线，图5为三维地质模型示意图，模型较简单，整体由三个水平层叠置而成，在第二层和第三层之间镶嵌了形如图4的潮道，此潮道没有考虑进水方向，根据此地质模型进行计算机地震正演模拟，可得到相应三维地震数据体，从图中可以看到，**虚线（上）和蓝色虚线（下）位置上，分别横跨了三个潮道分支和两个潮道分支，就是说在相应两条虚线位置上的两条测线应该分别有三个和两个潮道显示，提取相应的两条剖面如下图6和图7：

图5 三维地质模型

图6 xline＝100（**虚线）剖面

图7 xline＝100（蓝色虚线）剖面

再在三维数据体中沿水平方向做切片，即提取时间切片。图8为时间切片在地震剖面上的位置示意图，图中五条标示线从上到下依次为白色实线、**虚线、白色实线、红色虚线和白色实线，与之对应的时间分别为70 ms、85 ms、95 ms、99 ms和110 ms（时间范围是0～128 ms），图9～图13为相应切片，从图中可以看出，随着所做切片时间的增大（深度的增加），潮道的展布范围逐渐减小，由于地层是水平层状的，使得时间切片等同于地层切片和沿层切片，其切片效果非常明显，切片中潮道形态得到了很好的展示，但是在多个切片中发现，从可以见到潮道形态一直到潮道消失的时间范围是在70～110 ms之间，而潮道的真实范围是在80～100 ms之间，显然依据切片所圈定的潮道的范围相比真实的范围扩大了，究其原因是由于不管选取哪一波，子波都有一定的延续长度和有限频宽，这就限制了合成地震记录本身的分辨率并不能达到等时厚度反射系数序列的分辨率。因此在对实际地震资料进行解释的时候，对地质异常体边界的识别应该考虑地震子波并非脉冲波所带来的影响。

图8 剖面示意图

图9 切片t＝70 ms

图10 切片t＝85 ms

图11 切片t＝95 ms

图12 切片t＝99 ms

图13 切片t＝110 ms

3.2 薄互层沉积模型

图14为简化的碳酸盐岩多旋回倾斜薄互层沉积模型（Zeng，2003），模型简化是为了更好地突出由岩相控制的波阻抗结构和地震信号之间的相互关系。该模型所有倾斜的倾角都相同，每层都有相同的垂直时间厚度（5 ms或15 m，速度为6000 m/s），泥岩与低孔隙度颗粒灰岩的波阻抗差，以及低孔隙度颗粒灰岩与高孔隙度颗粒灰岩的波阻抗差都相同，所有高孔隙度颗粒灰岩具有相同的深度范围，综合起来形成了一个水平的岩性地层单元。

其时间域地震响应（图15）中，高频情况下（60 Hz雷克子波），地震反射被建设性地调谐到时间地层单元，因此地震同相轴沿着时间地层单元分布（图15a）。当子波频率减到40 Hz时，地震反射对时间地层单元和岩性地层单元都有响应（图15b）。当用30 Hz雷克子波时（图15c），地震同相轴破坏性地调谐到时间地层单元和建设性地调谐到岩性地层单元，因而时间地层单元的反射进一步变弱，地震同相轴被岩相反射所控制［4］。

这个模拟过程强调了了解地质格架和时间地层单元以及岩性地层相带厚度尺度的重要性。时间地层（图15a）和岩性地层（图15c）成像都是有用的，前者用于对比，后者用于粗略的储层评价。然而，这两种响应不能混淆在一起。图15b中的两组相互矛盾的地震同相轴会造成地震象［4］。

图14 简化的碳酸盐岩多旋回倾斜薄互层沉积模型

3.3 生物礁数值模拟［5～7］

频率—波数域的相移加插值偏移（PSPI）在每一个深度间隔内使用多个参考速度进行偏移，由多个偏移结果插值生成最终的偏移剖面，所用插值的速度越多，越能反映实际介质的速度变化情况，此方法在成像精度及横向变速适应性上具有很大的优越性，但处理所需的时间稍长，鉴于本文的二维叠后建模对处理时间没有过高要求，因此应用PSPI方法做正演、偏移。

图16为某区块过生物礁的原始地震剖面，图17为根据此剖面建立的生物礁速度模型：模型速度变化范围是5600 m/s到5980 m/s，从图16中可以看出生物礁的底界面清晰可辨，围岩有披覆现象，内部呈杂乱反射。为了检验该地质建模的正确性，先用PSPI方法对该模型进行了波场正演模拟计算，其模拟剖面如图18所示。由于生物礁埋藏深，生物礁顶底反射的弧度较大，不规则点的绕射波杂乱，因此用图15的速度模型对其进行叠后时间偏移，得到了偏移剖面（图19），横向表示256个地震道，纵向表示零偏移距反射时间，礁体最大时间厚度约40 ms。从图19可以看出，模拟记录中的礁体顶界与原始剖面有一定差距，但是生物礁底界反射和内幕反射以及侧翼反射与原始剖面基本一致，其他的地层界面形态与原始剖面也吻合较好，在一定程度上验证了地质模型的正确性，说明当生物礁与围岩之间存在一定波阻抗差异时，在地震剖面上必然出现异常反映，经过有效的构造和参数反演，能够将其分辨出来。相信通过模型改进以及算法中参数的调整，能够与原始剖面更好地吻合，从而为生物礁的地震解释提供一种有力的验证工具。

图15 图14模型时间域地震响应

4 结论

地震数值模拟（正演）技术基于地球物理模型的建立，运用概念二维封闭结构地质模型的建立方法，得到复杂地质体的数学模型，结合各种算法对其进行模拟从而可以验证相应地质体的地震波场特征；结合实际资料建立不同地质体的地震识别模型，可以有效地减少地震现象的多解性，从而提高解释的精度；褶积法无边界条件约束和频率域中的信号损失，简洁易行，计算稳定，应用广泛，本文用此方法模拟的伪三维潮道模型及倾斜薄互层模型取得了较好的效果；通过求解波动方程的数值模拟方法，包含丰富的波场信息，能够充分反映地震波的动力学和运动学特征，PSPI波场沿拓方法为其中之一，利用正演与偏移相结合的流程模拟了生物礁的地震响应特征，检验解释成果的正确性，为生物礁的地震解释提供了一种有力的检验工具。

图16 原始剖面

图17 生物礁地质速度模型（256×256）

图18 正演记录（子波主频30Hz）

图19 偏移剖面（子波主频30Hz）

参考文献

［1］刘远志.碳酸盐岩地震相分析与数值模拟［D］.成都：成都理工大学，2009.

［2］韩建彦.复杂地质体地震正演与偏移［D］.成都：成都理工大学，2008.

［3］贺振华，王才经等.反射地震资料偏移处理与反演方法［M］.重庆：重庆大学出版社，1989.

［4］Zeng Hongliu ＆Kerans，C.Seismic frequency control on carbonate seismic stratigraphy；a case study of the Kingdom Abosequence，West Texas，American Association of Petroleum Geologists Bulletin，2003.87，273～293.

［5］贺振华，黄德济，文晓涛，等.碳酸盐岩礁滩储层多尺度高精度地震识别技术［R］.成都：成都理工大学地球探测与信息技术教育部重点实验室，2009.

［6］熊晓军，贺振华，黄德济.生物礁地震响应特征的数值模拟［J］.石油学报，2009，30（1）：7～65.

［7］熊忠，贺振华，黄德济.生物礁储层的地震数值模拟与响应特征分析［J］.石油天然气学报，2008，30（1）：75～78

The lication and analysis of two kinds of seismic numerical simulation method based on the2D-geological modeling

Zhao Zhongquan

（Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou，510760）

Abstract：Pick to using seismic numerical simulation technology combined with the actual seismicdata，we can build all kinds of seismic recognition model of geologic body and effectively oidthe multiple solutions of seismic phenomenon，which can improve the precision of the explana-tion.This paper describes the method of the process of 2D geological modeling and two simulationmethods，seismic convolution method and PSPI we equation method，the former has no bounda-ry condition and the signal loss in frequency domain，is concise and easy，it can be calculatedsteadily and be lied widely，is the earliest simulation method in seismic we field，the latterbased on the we equation，it contains the rich information in we field，can fully reflect thedynamics and kinematics characteristics of seismic we.In the practical lication，we use theconvolution model in 3D-tidal channel model and the multi-cyclic simplified deposition model oftilt thin interbed layer of carbonate；We simulate the seismic response of reefs using the method ofzero-offset we equation in frequency and we number domain，it is confirmed that the resulthas definite significance for the identify of the reef.

Key words：Geological modeling Numerical simulation Convolution PSPI method