弱各向异性单程波波动方程数值模拟新方法研究

弱各向异性论文 地震波场数值模拟论文 参数优选论文 起伏地形论文
论文详情
地震勘探中的各向异性主要是指地层中传播的地震波速度随传播方向的变化而变化。现今,各向异性是影响地震成像的一个关键因素。特别是近几年随着我国油气资源的急缺,国家对能源的开发和利用提出了更高的要求。油气地球物理勘探的趋势已经从常规能源石油、天然气到非常规能源煤层气、油页岩、页岩气等领域;其勘探深度从中层逐步向中深层方向发展。上述几类油气地球物理勘探的发展都不可避免的遇到地震各向异性的问题。引起各向异性的因素主要有地震数据炮检距大小,沉积环境以及地震波长与层厚之间的关系等等。这些可通过理论上的各向异性波场数值模拟进行分析和研究,以提高地震成像的精度,有利于后期地震解释工作。各向异性介质波场模拟方法中,单程波动方程数值模拟是一种较为重要的方法。单程波动方程方法模拟的地震波场虽然包含的波场信息不够丰富,但是其模拟的地震波场走时准确、信噪比高;并且,由于仅考虑地震波传播过程中的上行波或下行波,其算法简单,计算速度快,利于快速直观地分析目标地质体的地震反射特征。因此本文就弱各向异性单程波的地震数值模拟方法进行以下研究:1、弱各向异性傅里叶有限差分方法数学推导以及误差分析分析在弱各向异性条件下VTI、TTI介质的频散关系式,并利用有理多项式对频散关系式进行近似处理。在此基础上提出了qP波扩展A-PSPI+SSF方法和qP波优化傅立叶有限差分法。最后利用上述方法进行各向异性和各向同性介质地震波场数值模拟和偏移结果的对比研究,证明了该方法的正确性与实用性。2、正演模拟参数化方法研究各向异性地震模型参数通常包含三个以上的数据体,然而伴随着数据体数量增多带来的问题也就越多:比如有的参数在数据体中横向变化强烈,如果直接应用于模型正演,在追求高精度的情况下需要选用大量的背景参数进行计算,这样会导致计算量成指数级增长;有的参数构建模型过程中由于网格较大,块体间接触界面不够平滑,易成锯齿状结构,在波场的模拟中会导致许多小的绕射,不利于后期的地震响应特征分析。针对以上问题,本文提出了基于K均值聚类的参数优选法,以及基于构造张量的参数平滑与增强方法,并以具体实例说明其优劣。3、起伏地表弱各向异性单程波叠前正演方法在惠更斯理论以及数字检波器原理的基础上,本文提出了基于控制矩阵的起伏地表各向异性单程波叠前正演方法。根据模型试算的结果进行对比分析表明,该方法不仅计算速度较快,而且参数选取灵活,有较好的应用前景。
摘要第4-6页
Abstract第6-7页
第1章 绪论第10-21页
    1.1 选题依据及意义第10-12页
    1.2 国内外研究现状第12-17页
        1.2.1 各向异性以及数值模拟研究历史和现状第12-15页
        1.2.2 单程波动方程地震波场数值模拟的方法研究现状第15-17页
    1.3 论文的主要研究内容及技术路线第17-19页
        1.3.1 研究内容第17-18页
        1.3.2 技术路线第18-19页
    1.4 主要研究成果第19-21页
第2章 各向异性波动方程基础理论研究第21-46页
    2.1 各向异性机理以及各向异性波动方程理论第21-24页
        2.1.1 各向异性机理第21-22页
        2.1.2 各向异性波动方程基础理论第22-24页
    2.2 各向异性介质近似理论第24-29页
        2.2.1 三斜晶系介质第24页
        2.2.2 单斜晶系介质第24-25页
        2.2.3 正交晶系介质第25-26页
        2.2.4 横向各向同性介质(TI 介质)第26-28页
        2.2.5 各向同性介质第28-29页
    2.3 TI 介质波动方程理论第29-34页
        2.3.1 TI 介质的Thomsen 参数第29页
        2.3.2 TI 介质中的Christoffel 方程第29-30页
        2.3.3 TI 介质中的相速度与群速度第30-34页
    2.4 TI 介质的偏振理论以及偏振方向第34-36页
    2.5 TI 介质与各向同性波场数值模拟结果比较第36-44页
    2.6 本章小结第44-46页
第3章 弱各向异性单程波传播原理和方法第46-83页
    3.1 单程波传播及其成像原理第46-51页
    3.2 弱各向异性qP 波单程波延拓新方法介绍以及误差分析第51-81页
        3.2.1 弱各向异性介质中单程波频散关系方程第51-54页
        3.2.2 频散关系方程有理多项式逼近研究第54-56页
        3.2.3 VTI 介质qP 波优化傅立叶有限差分(AFFD)方法第56-64页
        3.2.4 VTI 介质qP 波扩展APSPI+SSF 方法第64-70页
        3.2.5 TTI 介质qP 波延拓方法第70-77页
        3.2.6 各向异性qP 波波场延拓边界吸收条件第77-80页
        3.2.7 各向异性qP 波波场延拓优化方法第80-81页
    3.3 本章小结第81-83页
第4章 弱各向异性单程波正演模拟第83-102页
    4.1 弱各向异性单程波叠后正演模拟第83-85页
        4.1.1 qP 波单程波叠后正演基本原理第83-84页
        4.1.2 理论模型试验第84-85页
    4.2 弱各向异性单程波叠前正演模拟第85-89页
        4.2.1 qP 波单程波叠后正演基本原理第85-88页
        4.2.2 理论模型试验第88-89页
    4.3 起伏地表的弱各向异性单程波叠前正演方法第89-97页
        4.3.1 起伏地表的qP 波单程波叠前正演方法原理第90-92页
        4.3.2 理论模型试验第92-97页
    4.4 基于弱各向异性qP 波单程波的观测系统设计第97-100页
    4.5 本章小结第100-102页
第5章 正演模拟参数化方法研究第102-129页
    5.1 各向异性模型参数的获取与分析第102-111页
        5.1.1 地震岩石物理试验分析第102-108页
        5.1.2 地震及其测井测量方法第108-111页
    5.2 模型参数的处理第111-127页
        5.2.1 多各向异性参数的信息挖掘以及优选第111-121页
        5.2.2 参数的数值平滑和增强第121-127页
    5.3 本章小结第127-129页
结论第129-131页
致谢第131-132页
参考文献第132-139页
攻读学位期间取得学术成果第139页
附录A 作者简介第139页
论文购买
论文编号ABS538163,这篇论文共139页
会员购买按0.30元/页下载,共需支付41.7
不是会员,注册会员
会员更优惠充值送钱
直接购买按0.5元/页下载,共需要支付69.5
只需这篇论文,无需注册!
直接网上支付,方便快捷!
相关论文

点击收藏 | 在线购卡 | 站内搜索 | 网站地图
版权所有 艾博士论文 Copyright(C) All Rights Reserved
版权申明:本文摘要目录由会员***投稿,艾博士论文编辑,如作者需要删除论文目录请通过QQ告知我们,承诺24小时内删除。
联系方式: QQ:277865656