基于波形的多尺度地震定位方法的最新進(jìn)展與挑戰(zhàn)
我校地球科學(xué)與信息物理學(xué)院譚靜強(qiáng)教授領(lǐng)銜的跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)在Reviews of Geophysics發(fā)表了題為“Recent advances and challenges of waveform-based seismic location methods at multiple scales”的長篇論文,系統(tǒng)研究了新型波形類定位方法在多尺度地震定位中的重要進(jìn)展和應(yīng)用前景。中南大學(xué)為第一及通訊作者單位,博士后李磊為論文第一作者,譚靜強(qiáng)教授為唯一通訊作者。論文合作者還包括德國地球科學(xué)中心、德國漢堡大學(xué)、法國巴黎大學(xué)、法國格勒諾布爾大學(xué)、荷蘭烏得勒支大學(xué)、捷克科學(xué)院、羅馬尼亞地球物理研究所等5個(gè)國家的高校和科研機(jī)構(gòu)的7名學(xué)者。近日,我校地球科學(xué)與信息物理學(xué)院譚靜強(qiáng)教授領(lǐng)銜的跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)在Reviews of Geophysics發(fā)表了題為“Recent advances and challenges of waveform-based seismic location methods at multiple scales”的長篇論文,系統(tǒng)研究了新型波形類定位方法在多尺度地震定位中的重要進(jìn)展和應(yīng)用前景。中南大學(xué)為第一及通訊作者單位,博士后李磊為論文第一作者,譚靜強(qiáng)教授為唯一通訊作者。論文合作者還包括德國地球科學(xué)中心、德國漢堡大學(xué)、法國巴黎大學(xué)、法國格勒諾布爾大學(xué)、荷蘭烏得勒支大學(xué)、捷克科學(xué)院、羅馬尼亞地球物理研究所等5個(gè)國家的高校和科研機(jī)構(gòu)的7名學(xué)者。Reviews of Geophysics是由美國地球物理學(xué)會(huì)(AGU)主辦的學(xué)術(shù)期刊,其影響因子在最新的湯森路透期刊引證報(bào)告(JCR)中位居地球化學(xué)和地球物理類的第一位。作為只接受約稿的同行評(píng)議期刊,該期刊每年只發(fā)表約25篇論文,內(nèi)容涵蓋地球物理學(xué)、大氣科學(xué)、海洋科學(xué)及空間物理等所有地球和空間科學(xué)領(lǐng)域。譚靜強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)此次發(fā)表的論文被選為該刊2020年第1期(Volume 58, Issue 1)的封面文章。論文基于團(tuán)隊(duì)長期研究成果,從頁巖水力壓裂誘發(fā)地震監(jiān)測(cè)技術(shù)需求的背景出發(fā),結(jié)合數(shù)字化地震儀器和高性能計(jì)算技術(shù)快速發(fā)展的趨勢(shì),對(duì)新型波形類震源定位方法進(jìn)行了及時(shí)、全面而系統(tǒng)的梳理和總結(jié),著重分析了相應(yīng)的方法學(xué)進(jìn)展和面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn),介紹了該方法在聲發(fā)射、微地震、誘發(fā)地震和天然/火山地震等多尺度地震定位中的應(yīng)用現(xiàn)狀,有助于推動(dòng)地震監(jiān)測(cè)方法在多學(xué)科領(lǐng)域以及跨尺度工程應(yīng)用中的融合與發(fā)展。與傳統(tǒng)的走時(shí)反演定位法不同,新型波形類方法能同時(shí)利用幅度和走時(shí)信息。論文詳細(xì)闡述了該方法的興起緣由和發(fā)展歷程,深入分析了方法原理和分類。該類方法可被分為波形疊加法、逆時(shí)成像法、波前屬性層析成像和全波形反演等四種類型。波形疊加法和逆時(shí)成像法依賴于地震數(shù)據(jù)的密集采樣,全波形反演法雖然考慮了原始數(shù)據(jù)中的更多細(xì)節(jié)信息,但在實(shí)際應(yīng)用中仍然面臨計(jì)算量大、反演不穩(wěn)定等挑戰(zhàn),波前屬性參數(shù)類似于走時(shí)信息,可以看作是原始波形數(shù)據(jù)的抽象。波形疊加法平衡了地震數(shù)據(jù)的冗余度,既考慮了密集采樣條件下的初至波波形信息,也應(yīng)用了數(shù)據(jù)抽象后的走時(shí)信息,是目前最成熟也最成功的波形類定位Reviews of Geophysics是由美國地球物理學(xué)會(huì)(AGU)主辦的學(xué)術(shù)期刊,其影響因子在最新的湯森路透期刊引證報(bào)告(JCR)中位居地球化學(xué)和地球物理類的第一位。作為只接受約稿的同行評(píng)議期刊,該期刊每年只發(fā)表約25篇論文,內(nèi)容涵蓋地球物理學(xué)、大氣科學(xué)、海洋科學(xué)及空間物理等所有地球和空間科學(xué)領(lǐng)域。譚靜強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)此次發(fā)表的論文被選為該刊2020年第1期(Volume 58, Issue 1)的封面文章。論文基于團(tuán)隊(duì)長期研究成果,從頁巖水力壓裂誘發(fā)地震監(jiān)測(cè)技術(shù)需求的背景出發(fā),結(jié)合數(shù)字化地震儀器和高性能計(jì)算技術(shù)快速發(fā)展的趨勢(shì),對(duì)新型波形類震源定位方法進(jìn)行了及時(shí)、全面而系統(tǒng)的梳理和總結(jié),著重分析了相應(yīng)的方法學(xué)進(jìn)展和面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn),介紹了該方法在聲發(fā)射、微地震、誘發(fā)地震和天然/火山地震等多尺度地震定位中的應(yīng)用現(xiàn)狀,有助于推動(dòng)地震監(jiān)測(cè)方法在多學(xué)科領(lǐng)域以及跨尺度工程應(yīng)用中的融合與發(fā)展。與傳統(tǒng)的走時(shí)反演定位法不同,新型波形類方法能同時(shí)利用幅度和走時(shí)信息。論文詳細(xì)闡述了該方法的興起緣由和發(fā)展歷程,深入分析了方法原理和分類。該類方法可被分為波形疊加法、逆時(shí)成像法、波前屬性層析成像和全波形反演等四種類型。波形疊加法和逆時(shí)成像法依賴于地震數(shù)據(jù)的密集采樣,全波形反演法雖然考慮了原始數(shù)據(jù)中的更多細(xì)節(jié)信息,但在實(shí)際應(yīng)用中仍然面臨計(jì)算量大、反演不穩(wěn)定等挑戰(zhàn),波前屬性參數(shù)類似于走時(shí)信息,可以看作是原始波形數(shù)據(jù)的抽象。波形疊加法平衡了地震數(shù)據(jù)的冗余度,既考慮了密集采樣條件下的初至波波形信息,也應(yīng)用了數(shù)據(jù)抽象后的走時(shí)信息,是目前最成熟也最成功的波形類定位方法。論文還著重分析了現(xiàn)階段波形類方法在速度模型依賴性、成像分辨率特征和計(jì)算成本等方面存在的研究難點(diǎn)和應(yīng)用挑戰(zhàn),為后續(xù)的研究工作指明了方向。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國頁巖氣可采資源量居世界第一位,頁巖油可采資源量居世界第三位,非常規(guī)油氣資源探采涉及一系列十分復(fù)雜的地球科學(xué)問題,近年來已發(fā)展成為地球科學(xué)的熱點(diǎn)和前沿。譚靜強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)聚焦頁巖油氣地質(zhì)與地球化學(xué)、頁巖儲(chǔ)層改造及其環(huán)境影響等領(lǐng)域的應(yīng)用性基礎(chǔ)研究和交叉科學(xué)研究,已經(jīng)取得了較為突出的科研成果,在Reviews of Geophysics, AAPG Bulletin, Fuel, Marine Petroleum Geology, Rock Mechanics and Rock Engineering等地學(xué)、能源和工程領(lǐng)域著名期刊發(fā)表了系列論文。????
中南大學(xué)
2021-04-11