伪谱法地震波传播数值模拟

介绍了建立在弹性波方程基础上的伪谱法地震波传播正演模拟及其模拟结果。伪谱法的特点是用快速傅立叶变换（FFT）求解波动方程,数值模拟效率很高,其主要研究的是各向异性介质和层状介质中地震波传播 的特征。相应的程序可用于均匀介质和不均匀介质中地震波传播的模拟。模拟结果表明,伪谱法是一种有效的地震波数值模拟方法。     

虚谱法一阶应力—速度方程地震数值模拟

 地震波场模拟是正确认识复杂条件下地震波传播机理、规律及波场特征的有效手段。交错网格高阶差分常用于一阶应力—速度声波方程数值模拟,但空间差分的固有特性使得数值频散难以避免。虚谱法利用模型空间的全部信息对波场函数进行傅氏变换,可得到精确的波场空间导数;由于它克服了对高频成分的限制,因而可实现全频带的地震波场模拟。将完美匹配层边界条件引入虚谱法数值模拟可更有效地消除边界反射,有利于更精确地模拟地震波的传播过程。数值算例表明,虚谱法一阶应力—速度声学方程模拟结果具有较高的时间分辨率,在同等模拟精度条件下则具有更高的计算效率。     

横向各向同性介质中地震波的模拟

各向异性介质中的地震波比各项同性介质中的地震波更复杂。本文推导了地震波在二维横向各向同 性介质中的传播矩阵,采用本征分析给出了解析形式的本征值及本征向量,所以传播函数的计算是简单和精确的。此外,还计算了f—k域中二维层状介质模型     

薄互层等效横向各向同性的研究

当由各向同性介质组成的薄互层各层的导厚均远小于地震波的波长时，薄互层会表现出等效横向各向同性。本文发展了横向各向同性介质中波传播的矩阵方法，并利用矩阵阵分别计算了波通过各向同性和等效横向各向同性介质的反射，透射理论地震图。通过比较两者计算的结果，认为对于垂直或接近于垂直入的情况下各向同性介质中的传播矩阵方法对薄互层仍然适用，同时也证实了薄互层的等效横向各向同性，对斜入射时，两者不完全相符。     

地震模拟技术新进展——EAGE 67届年会论文综述

用地震波模拟技术研究地震波传播特性与地下介质参数的关系，通过对模拟的地震波场的分析，认识不同条件下地震波的传播机理、传播规律以及地震反射波场特性，提高采集、处理和解释人员解决复杂问题的能力。从地震模拟方法研究、不同介质中的地震模拟和地震模拟方法在AVO分析及参数反演中的应用3个方面介绍了第67届EAGE年会论文中的主要内容。     

地震波数值模拟技术发展现状

地震波场的数值模拟技术有助于认识复杂介质中地震波传播规律,检验各种方法技术的使用范围与应用效果。本文简要讨论了同性介质、异性介质和复杂介质中的地震波传播,指出当前地震波研究的重要课题是发展高效的数值方法,并利用该方法开展复杂介质中的地震波激发和传播,以及强地面运动的研究,为精细的地震危险分析与预测奠定基础。从新方法技术、模拟效果分析和应用等3方面概括有关数值模拟技术的特点,探讨地震波场数值模拟技术的发展现状。     

基于BISQ高频极限方程的交错网格法数值模拟

BISQ方程是反映含流体多孔隙南中Biot流动和喷射流动共同作用下地震波和声波传播的最新研究成果。本文从多孔隙横向各向同性介质的BISQ方程的高频极限方程出发，利用交错网格方法对横向各向同性孔隙介质中波的传播进行了数值模拟。结果表明，弹性波在横向各向同性多孔隙介质中传播时存在快拟P波、慢拟P波、拟SH波和拟SV波，同时出现横波分裂、波面尖角等现象，从而验证了BISQ理论的正确性，并为进一步应用、研究奠定了基础。     

具有倾斜对称轴的横向各向同性介质中的弹性波

各向异性介质上表现为横向各向同性特征，而具有倾斜对称轴的横向各同性介质更具有一般性。     

横向各向同性介质中地震波旅行时的计算

本文对Ｅｄｕａｒｄｏ Ｌ Ｆａｒｉａ和Ｐａｕｌ Ｌ Ｓｔｏｆｆａ提出的在横向各向同性介质中计算地震波初至旅行时的算法估了改进。利用地震波传播的互换原理,将算法推广到用于计算反射纵波和反射转换横波的旅行时。本文提出的算法采用差分网格剖分介质计算区域,对于介质参数发生突变或介质分界面变化复杂的情况都具有很好的适用性,计算结果不存在阴影区,且具有较高的精度。本算法可以计算各向同性介质和横向各向同性介质中     

延迟爆炸法的理论分析

通过分析野外试验数据，研究了延迟爆炸情况下地震波的传播特点。采用正演模拟和其他数学手段，探讨了延迟爆炸时地震波主频，频宽，能量的变化规律，分析了入射角对上述因素的影响。研究结果表明：相同药量条件下，采用延迟爆炸激发方式可增大地震波主频，拓宽地震波频宽，增大下行地震波能量；在常规地震勘探入射角范围内进行延迟爆炸激发时，由入射角所引起的地震波波形及其频谱畸变十分微小。从野外叠加剖面可看出，延迟爆炸法能够在一定程度上提高勘探分辨率。     

复杂构造中地震波传播数值模拟

波动方程数值模拟是研究地震波传播特征的有效手段。从非均匀弹性各向同性介质中的波动方程出发, 研究发展了伪谱法数值模拟方法, 并给出了稳定性条件。用该方法对一个实际复杂构造模型进行模拟, 得到了较高精度的单炮记录, 且波场特征丰富, 表明本模拟方法是研究复杂地质构造中地震波传播特征的一种有效方法。     

各向异性介质中弹性波传播特征的伪谱法模拟研究

本文首先研究了各向导性介质中弹性波动方程伪谱法求解的稳定性条件；然后应用伪谱法模拟研究了各向异性介质中三种常见震源（垂直力源、压力源和剪切源）的辐射特征和三种各向导性模型（PTL、EDA和正交介质）的波传播快照特征；最后模拟研究了力源作用于裂隙诱导各向导性介质时VSP记录的特征。所有这些工作表明用伪谱法研究各向异性介质中弹性波传播是有效的。与此同时，我们也获得了一些各向异性介质中波传播的有益认识。     

横向各向同性介质中弹性波的物理模拟

陆相薄到层沉积在一定程度上可以用横向各向同性（ＴＩ）介质来描述,通过对一种ＴＩ介质的地震物理模拟实验,给出了该介质模型不同观测方式的实验记录,并对介质中的波场,体波速度以及反射波的时差进行了分析,发现ＴＩ介质中的波场较各向同性介质中的波场要复杂得多,三种波体在介质中的传播速度随角度的变化也不同,在不同炮检距下,ｑＳＨ反射波具有相同的瞬时时差速度,而ｑＰ和ｑＳＶ反射波的瞬时时差速度却随炮检距的不同而     

各向异性介质中反射率法波场模拟及体波辐射图案

本文从一般各向异性的弹性动力学方程出发，采用反射率法来计算任意各向异性的黏弹性层状介质中的全波场合成地震记录。系统矩阵的特征解是在三维空间计算的，考虑了偏离径向平面的波传播。时间假频由复频率技术来压制，空间假频则通过使用Ｆｉｌｏｎ法估计两个波数的积分来避免。文中以裂隙介质和叠层－裂隙复合介质为例，给出了各向异性介质中合成地震记录计算的实用方法，并分析了横波分裂现象及振幅特征。     

各向异性介质中弹性波逆时偏移技术的研究现状与展望

基于矢量波动理论的多波地震技术在解决各向异性地层的精确勘探方面具有理论基础优势,纵、横波深度域成像是多波地震资料处理的关键之一,多分量联合逆时偏移是实现纵、横波深度域成像的重要方法之一。总结了横向各向同性(TI)介质中弹性波逆时偏移技术的研究现状,重点分析了弹性波延拓和纵、横波成像中各个环节的实现思路与存在的主要问题,在此基础上探讨了该领域未来的研究方向。TI介质中弹性波方程逆时偏移领域重点技术主要包括:三分量地震数据之间的频谱一致性处理技术、各向异性随机边界构建技术、各向异性逆时偏移的噪声压制技术、数据驱动的TI介质中的纵、横波解耦技术、更准确的纵、横波传播方向求取技术和横波三叉区的处理与成像技术等。     

地震勘探正演问题中震源机理的数值模拟

传统的正演问题是由根据线性弹性理论在均匀各向同性介质条件下得到的弹性波波动方程来模拟地震波的传播,它忽略了在近震源条件下地层介质受大应力作用所产生的变化。用此模型描述震源激发过程将产生很大的误差,这种误差在波场模拟过程中会造成严重的干扰,使正演方法失去可靠性。本文根据弹塑性理论,提出一种弹塑性介质地震波传播的数学模型。该模型将整个地震波传播过程视为加载波和卸载波传播的过程,并给出了求解方法,通过求解正演问题得出了弹塑性介质的地震波波场。与传统的忽略近震源介质塑性性质的正演方法所得数值结果的比较表明,介质在近震源受大应力作用时表现出的塑性性质是不容忽略的。     

简化的三维TTI介质黏滞纯声波方程及其数值模拟

地球介质普遍具有非弹性和各向异性特征,因此在研究地震波在地下空间传播时应该同时考虑各向异性和黏滞性。在各向异性介质波场模拟、偏移成像和波形反演中,目前主要采用的是伪声波方程,该类方程是在直接将横波速度设置为0的基础上发展的,当介质参数不满足假设条件时容易产生伪横波数值干扰及模拟不稳定。考虑到伪声波方程存在的问题,文中应用泊松算子和有限差分相结合的策略求解高精度的三维TTI介质纯声波方程。同时,考虑到衰减介质对地震波振幅和相位的影响,在各向同性黏滞声波方程的基础上,推导了一种简化的三维TTI介质黏滞纯声波方程,该方程能够模拟纯声波的相位畸变和振幅衰减。应用三维层状模型、TTI楔状体模型和改进的Marmousi模型验证了方法的有效性和适用性。