2D初至波及反射波走时的快速计算研究

地震波初至走时广泛地应用于叠前偏移、叠前速度分析、地震层析成像、走时反演及地震定位等。为了快速地求取初至和反射的走时,首先实现了2D快速扫描法的初至走时计算,并在此基础上提出了反射走时计算方案,并在简单模型和实际模型中得到了试验,证明了快速扫描算法求解初至和反射走时具有较高的效率,同时具有较高的准确性。     

平方慢度解析射线追踪层析成像

地震层析成像能提供较高的分辨而成为当今地震勘探领域的一个新热点.以动力学特征为基础的射线追踪代表了地震层析成像的一个方向.解析射线追踪是将介质离散为一系列的单元,并设各单元的速度分布是一定的.本文将介质网格离散化,每单元的平方慢度为线性分布,基于射线扰动理论,由汉密尔顿函数法进行解析射线追踪和傍轴射线追踪.利用平方慢度梯度为常数的分布函数进行解析射线追踪其表达式结构简单而又精确,在程序实现上是很方便的.通过几种二维介质模型进行正演计算,说明其运算速度是很快的.并与最小走时射线追踪法比较,其精确度也是很高的.通过程序的改进这种平方慢度的解析射线追踪将有效地应用于实际.     

走时层析成像正反演方法研究

在资源勘探及工程质量检测等领域的走时层析成像技术具有分辨率高、探测范围广、成像结果直观等特点。走时层析成像技术主要包括两部分研究内容:估计射线路径及走时,进行图象重建。本文基于射线理论,应用最短路径射线追踪方法进行了射线走时的正演计算;并通过对多种反演算法的对比研究,选用SIRT算法进行快速反演成像,最后给出了仿真计算结果,并进行了分析比较,证明了本文正反演算法的有效性和实用性。     

基于梯形网格辛Runge-Kutta射线追踪的角度域层析偏移速度分析

为了与Kirchhoff叠前深度偏移速度分析进行比较,提出利用角度域共成像点道集(ADCIGs)的剩余校正和梯形网格辛Runge-Kutta射线追踪建立层析反演线性方程组。首先,通过常规叠前偏移速度分析获得矩形网格初始层速度模型,采用双平方根方程波场向下延拓偏移提取ADCIGs,并作剩余校正分析,计算旅行时残差作为方程组的右侧;采用偏移层位控制的梯形网格建立层速度模型,进行辛Runge-Kutta射线追踪,求取方程组左侧的偏导数矩阵;最后,运用LSQR并行算法、GPU-LU及递归LU分解算法求解方程组,得到速度修正量,更新初始层速度模型。此流程迭代多次直到ADCIGs同相轴拉平。该流程对青海野外地震数据的处理结果表明:该方法可行、有效。     

透射地震层析成像中射线追踪技术

从射线方程出发,在光学几何近似的条件下,推导出角增量法射线追踪以及快速和精确的射线追踪算法,对于透射地震层析成像中网格单元坐标,射线段长度和走时计算有实际意义。     

井间层析成像混合最短射线追踪旅行时反演

传统的曲射线追踪方法存在一定的缺陷,弯曲法得到的旅行时可能收敛到局部最小而不是全局最小。为了使其得到较好的射线路径,本文介绍一种方法对弯曲法进行修改。其起始猜测路径采用由SPR得到的曲折射线,这样既可以获得全局最小走时,又避免了SPR方法的射线路径不够光滑,相当于对SPR所得射线路径做平滑处理。射线追踪路径实例和井间地震层析成像模型反演表明,这种混合方法效果很好。     

基于窄带技术与球面波插值的井间走时计算

井间层析成像方法以其高精度和高分辨率的特点在工程勘查和石油勘探开发中得到了广泛应用,地震波走时作为层析成像过程中的一个重要参数,它的计算精度往往决定了成像的准确性。本文针对井间地震的实际情况,采用窄带技术进行波前扩展、球面波插值技术进行局部插值相,二者相结合构建新算法来获取井间地震波的走时。通过模型实验的对比分析得出以下结论：(1)本文改进后的算法具有计算精度高的优点,从而适用于井间地震波走时计算;(2)针对井中激发点位于物性分界面的情况,算法能够稳定地计算走时并满足井间层析成像的要求;(3)算法在复杂模型下也能够正确计算走时并正确地反映井间地震波波前的传播情况。     

快速扫描算法在超声波层析中的应用

超声波层析成像(CT)技术是最近发展起来的一种新型无损检测方法,该方法具有对被测对象无损伤、成像精度高、操作简单方便、结果可视化程度高等优点,在混凝土结构检测中得到广泛应用。超声波层析成像技术一般采用初至波的走时进行分析计算。因此,对走时提取的准确性至关重要。传统的超声波层析技术是利用最小走时射线追踪算法来计算初至波走时,计算效率低,且在复杂介质中存在不稳定性问题。为了快速、可靠地计算初至波走时,本文基于程函方程的有限差分形式,利用快速扫描算法实现了初至波走时的快速计算。将该方法应用于理论模型计算,并和现场采集的实测数据层析结果作对比,结果表明该方法可以取得与传统最小走时射线追踪相当的计算精度,但计算效率得到大幅提升。     

走时层析成像的迭代Tikhonov正则化反演研究

针对反问题求解常遇到不适定的困难,采用奇异值分析的方法探讨了层析成像反演方程的不适定特征,研究了利用迭代Tikhonov正则化方法求解二维走时层析成像问题.该方法是一种拟线性化的反演算法,采用L曲线法确定最优正则参数,拟定了四个有效的反问题迭代收敛准则,得到在残差范数和解的范数之间取最优折衷的解.核心异常数值化模型的计算结果表明,该方法比传统的联合迭代重建算法(SIRT)收敛快、精度高.     

深部开采地应力异常及陷落柱最小走时层析成像研究

针对我国东部煤田深部开采中煤和瓦斯突出地应力异常及陷落柱突水预测问题，讨论了最小走时地震层析成像的基本原理和实现方法，并对地应力异常及不同的陷落柱模型进行了层析反演成像．结果表明：该方法能很好地探测异常，具有一定的理论意义和实用价值．