利用无单元法求解地震波波动方程

来源 :CPS/SEG 2004国际地球物理会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:l444715055
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波动方程方法是解决地震正反演问题的基本工具之一.本文在实例计算的基础上论述了一种全新的波动方程数值算法——无单元法.它实际上是滑动最小二乘与有限元思想的一种结合.与有限元法相比,无单元法具有预处理简单、精度高及所得到的解高阶连续等优点.数值算例的结果证明了这些优点.
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目前采用的油气检测方法和技术严格意义上讲都是基于单相介质理论的,而含油气储层是多相介质的,因此,造成了油气检测结果存在多解性和不确定性.本文以BIOT理论和实验室数据为依据,研究出一种快捷的油气检测方法.该方法应用于十几个工区,其检测油气的符合率高于现有的其它烃类检测技术.该方法在勘探阶段的油气检测方面和开发阶段油气藏动态监控方面具有广泛的应用前景.
由于历史的原因,不同时期采集的根据不同地质目标所设计的三维主要存在以下几个方面的差异:一是不同的激发、接受因素(如:震波类型、药量大小、仪器型号、检波器类型等);二是不同的三维设计(如:面元大小、测线方向、覆盖次数等);三是不同的静校正计算方法(如:基准面高程、替换速度);四是不同的处理因素(如:处理软件、处理时间、人员素质等).这些差异使得块与块之间存在静校正时差、振幅差、频率差及相位差.结果造
对于大多数速度场,地震波沿射线传播的初至波走时可以用有限差分外推的方法在二维或三维数值网格上计算出来.在保证精度的条件下,为提高计算效率和适应性,我们提出了基于矩形网格和局部平面波前近似的有限差分初至波走时计算方法.另外,它对首波作了合适的处理,而且不会碰到传统射线法存在的阴影区和焦散区等问题.Marmousi模型试算表明,该方法精度较高并适用于强纵横向变速的复杂构造,基于该方法的Kirchhof
本文对S变换加以推广,提出了广义S变换时频分析方法.广义S变换用振幅、能量衰减率、能量延迟时间及视频率四类参数构造基本小波,克服了S变换中基本小波固定不变的缺点.广义S变换时频分析的分辨能力比加窗傅氏变换、小波变换及S变换的分辨能力都高,对薄层厚度的分辨能力能达到八分之一到十分之一波长.多种模型计算和实际资料处理效果表明,基于广义S变换的薄互层检测技术能够检测出常规地震记录无法分辨的反射界面的准确
地震勘探的工区越来越复杂,表现在表层条件和地下地质结构.传统上在地下水平层结构假设条件下,进行地震采集观测系统设计,其结果必将造成很大的偏差,从而影响对地下有效反射信息的接收,这将给后序地震处理成像带来更大的困难.根据工区已知信息,通过建立模型,对波场的运动学和动力学特征进行正演模拟,是指导地震采集观测系统设计有效的手段.本文就3D复杂地质结构的建立、3D复杂地质结构的快速射线追踪及基于正演模拟结
本文基于塔河地区过井地震剖面解释获得的膏盐层的真实模型建立盐体地震地质模型和射线正演模拟及地震波在弹性分界面上的能量分配,分析研究盐下反射界面上的地震波运行学和动力学特征及对盐下成像精度的影响.分析结果表明,经过盐体边缘的反射覆盖次数和反射能量没有发生明显突变;小于200m厚的膏盐层所产生的时间上拉值小于4.2ms,塔河盐下地震构造成像可信度高.
将地下场源区域规则划分成若干小长方体单元,通过反演确定这些单元的物性特征,勾划出场源的分布图像,这种方式逐步成为重磁反演,特别是三维反演的重要方向,数据量较大时超常规的计算量,已成为制约该类反演充分发挥作用的瓶颈问题.为此,本文提出了针对性的分离并存储几何格架的计算策略、以及独特的几何格架等效压缩存储技术,该方法可以从根本上提高三维物性反演计算速度,为该类反演的有效应用奠定了坚实的基础.
到目前为止,人们已对深度偏移中存在的波形拉伸畸变进行了系统的理论研究,但对深度偏移中存在的振幅畸变却没有发表任何论述.事实上,在利用Kirchhoff型(加权绕射叠加)积分将观测资料从时间域偏移到深度域时,由于对不同的成像点要使用不同的加权函数和不同的绕射叠加曲面,将在沿反射界面出现波形畸变的同时出现沿深度方向的振幅畸变.这种畸变与所使用的速度模型正确与否无关,即使速度模型完全正确,也要出现振幅畸
混合法深度偏移是一种精度较高的偏移方法,它在频率空间域和频率波数域交替实现波场外推,具有适应横向变速和陡倾角的优点.本文基于平方根算子的积分逼近表示式,提出了一种新的三维波场外推方法,并用该方法对SEG/EAEG模型进行了三维叠前深度偏移,取得了较精确的成像效果.较多的计算表明本文方法适应横向剧烈变速情况,没有不稳定现象,可用于复杂构造成像,具有很大的实用性.
三维波动方程叠前深度偏移是复杂构造成像的有力工具.但是,实际地震资料,尤其陆上地震数据的成像处理,成功的先例并不多.我们对CB30探区一块陆海过渡带的连片地震数据,在国产高性能并行计算机上进行了成功的处理,得到了较好的成像结果.证明了波动方程叠前深度偏移在解决复杂构造成像中的能力.