复杂TTI介质稳定的纯qP波波场模拟方法

作为各向异性逆时偏移技术的基础,复杂各向异性介质情况下精确而稳定的波场模拟至关重要。本文给出一种针对复杂倾斜横向各向同性（tilted transversely isotropic,TTI）介质的稳定的纯qP波波场模拟方法。该方法基于Xu提出的伪微分算子分解思路,通过分析新算子的频散特性,引入旋转坐标系下的自共轭算子以保证稳定性,导出新的TTI介质一阶纯qP波控制方程;在Lebedev交错网格框架下推导了新方程的高阶有限差分形式,给出2次计算波场梯度的数值算法实施策略,以进一步保证波场模拟精度。均匀各向异性介质及复杂TTI介质模型的数值试算结果表明：新控制方程不受伪横波影响;相对于有限横波qP波波场模拟等算法,新算法可得到更稳定的各向异性纯qP波波场,即能更适应各向异性对称轴参数的空间变化,可应用于高精度纯qP波逆时偏移,改善对各向异性介质的成像质量。     

裂缝各向异性介质中P-SV转换波正演模拟

裂缝介质正演是研究裂缝性油藏的各向异性、裂缝检测方法、裂缝AVO反演等的前提。在裂缝方位各向异性(EDA)介质模型的基础上，重点研究了纵波震源激发的地震波所产生P-SV波的有限差分正演模拟方法。从各向异性单斜对称系统的刚性矩阵推导出的波动方程，可以满足EDA介质模型不同方位角入射的二维差分模拟要求。在有限差分模拟中，采用了普通的Kelly差分格式、二阶各向异性吸收边界条件和一般的纵波震源的解析形式，并应用修正的通量传输校(FCT)方法来消除频散。同时，对纵波震源的解析式进行了技术处理，取得了较好的效果。     

正交各向异性介质地震弹性波场的伪谱法正演模拟

自Bush和Crampin等人用ORA介质模型成功地解释了巴黎盆地观测到的横波分裂异常以来,正交各向异性问题的研究已引起了地球物理学界极大的兴趣和重视。现在,地球物理学界也越来越意识到,对于许多地球物理问题,正交各向异性可能是最简单的实际介质模型。在建立一般观测坐标系下正交各向异性介质波动方程的基础上,着重讨论了相应的伪谱法波场数值计算的稳定性条件,进而用伪谱法实现了正交各向异性介质弹性波场的正演模拟,获得了很好的模拟效果。     

含裂隙介质中弹怀波场正演模拟

应用定向分布裂隙介质中弹性波场正演理论，导出各出异性介质吸收边界条件，对同一地质模型模拟出不同裂隙性质，不同裂隙密度的地面合成记录和ＶＳＰ记录，结果表明，充填裂隙介质和干裂隙介质的地震波场行征有明显的差别，干裂介质的横波分裂现象更为明显，这种分裂现象与裂隙密度有关，裂隙密度越大，分裂现象越明显，同时还表明，地面合成记录的转换波分裂现象比ＶＳＰ记录更明显，而地面记录反射横波分裂现象又不及ＶＳＰ记录易     

双相各向异性介质正演研究

建立了一个具有双相各向异性介质特征同时可考查慢纵波行为的特殊模型,应用交错网格有限差分方法模拟并分析了此模型的合成地震记录;此外,通过改变双相各向异性介质的固流耦合密度和孔隙度,对比并分析了介质参数对慢纵波的影响。     

含裂隙介质中弹性波场正演模拟

应用定向分布裂隙介质中弹性波场正演理论，导出各向异性介质吸收边界条件，对同一地质模型模拟出不同裂隙性质、不同裂隙密度的地面合成记录和VSP记录。结果表明，充填裂隙介质和干裂隙介质的地震波场特征有明显的差别，干裂隙介质的横波分裂现象更为明显。这种分裂现象与裂隙密度有关，裂隙密度越大，分裂现象越明显。同时还表明，地面合成记录的转换波分裂现象比VSP记录更明显，而地面记录反射横波分裂现象又不及VSP记录易于识别。     

裂缝单斜介质qP波正演模拟方法

正确识别裂缝介质中地震波传播规律对于了解裂缝的性质及利用地震波进行裂缝预测具有重要的意义。对于包含两组垂直、斜交裂缝的各向同性地层,单斜各向异性介质是最符合的地震模型。首先根据等效理论将两组垂直、斜交裂缝等效为单斜各向异性介质,建立了裂缝参数与弹性参数的线性关系;其次根据频散关系式推导了单斜各向异性介质qP波方程,避免了弹性波方程的复杂性与纵横波耦合在一起等问题;最后应用有限差分数值模拟qP波在两组垂直、斜交裂缝介质中的传播规律。模拟结果表明,qP波波前面不是圆也不是椭圆,不同方位的地震数据存在旅行时、振幅等差异。本文研究对正确认识地震波场在两组垂直、斜交裂缝介质中的传播具有重要的意义。     

适合起伏地表的炮点波场延拓正演模拟

 本文提出一种波形相对保真、运算效率更高的适合起伏地表的炮点波场延拓正演模拟方法,炮点波场按波的传播方向延拓,运算中使用了适合起伏地表的波场延拓起始面技术,波形相对保真,无需做横向叠加。其基本思路是：①根据惠更斯原理,按地震波的传播方向,将炮点波场从起伏地表炮点深度处开始逐层向下延拓,与界面反射系数相关,直至最深处;②逐层向上延拓,并加上向下延拓时产生的新反射波炮点波场,直至起伏地表排列处,将炮点波场逐个与其检波点波场相关,经反傅里叶变换后可以获得一个排列的地震合成记录;③重复上述步骤,得到整个工区的所有炮记录。用文中方法对山峰体模型和高速透镜体模型的理论试算表明,地震合成记录的反射波和绕射波十分清晰,没有多次波、直达波和其他干扰波,信噪比高,所有炮记录的叠前深度偏移成像结果与地质模型完全吻合。     

随机介质模型正演模拟及其地震波场分析

讨论了利用统计学方法在对介质进行描述的二维随机介质模型的正演模拟问题，并对若干简单的模型进行了模拟计算。分析这些简单模型模拟结果的地震波场可以得出一些有意义的结论：储层中局部微观非均匀性对高分辨率地震资料有较大影响；高分辨率地震资料中的某些信息不能用常规方法进行分析时，可以尝试用随机介质模型理论进行分析，以得到较为正确的结论。研究结果表明，随机介质模型的正、反演问题及与之相关的地震波场传播特征研究是地震学，特别是开发地震学中一个有 意义的研究方向。     

孔洞性介质地震散射波场正演模拟

随着地震勘探的发展,在处理复杂的孔洞性地质构造时,常规反射波模拟方法出现了局限性。于是,针对孔洞性非均匀介质的散射波模拟方法发展起来。通过基于Green函数的积分方法来正演模拟孔洞性介质的地震波散射波场,了解其波场特征,分析物性参数对于孔洞性介质散射波场特征的影响,对油气的勘探开发具有十分重要的意义。     

各向异性介质弹性波场成像的Thomsen参数影响研究与分析

基于各向同性介质假设条件的常规地震处理与反演方法已不能满足现今对高精度、微细构造勘探的要求.因此,加深对各向异性介质的研究,了解影响介质各向异性程度的各种因素的特点可以为基于各向异性介质的地震处理与反演提供有利的参考.以表征介质各向异性程度的Thomsen参数作为研究的出发点,分析各参数对地震波场的运动学和动力学特征的影响,了解在各向异性参数变化时弹性波场的响应情况,并对层状横向各向同性介质的地震正演记录与各向异性参数间的关系进行了分析与研究.通过以上数值模拟研究,可进一步加深对影响介质各向异性程度的各种参数的认识,为介质的各向异性参数反演和分析提供有力依据.     

结合泊松算法和波场分解成像条件的各向异性优化纯声波方程逆时偏移

常规各向异性逆时偏移主要采用伪声波方程,该类方程容易引起成像剖面上的伪横波干扰及数值不稳定,发展各向异性纯声波方程能够较好地解决上述问题。为此,首先回顾了TTI介质中两种常用的伪声波方程;再采用最小二乘方法获得了优化的纯声波频散关系;在此基础上,结合泊松算法和有限差分求解高精度纯声波方程。在传统互相关成像条件中,全波场信息均参与其中,容易引起较强的低频噪声干扰。鉴于此,将基于Hilbert变换的复数波场分解成像条件推广至各向异性介质,对获得的TTI纯声波沿不同方向分解,选取传播方向相反的波场分量参与最终成像。理论和模型算例表明,将优化纯声波和波场分解成像条件结合能够有效压制各向异性逆时偏移中的伪横波干扰及低频噪声,获得高质量的成像剖面。     

相位移加有限差分法波动方程正演模拟

本文提出用相位移加有限差分法来实现速度纵横向变化，复杂陡倾地质模型的正演模拟，为复杂波场的地震，地质解释提供了精确、实和的方法。     

任意各向异性介质方位旅行时正演

在研究任意各向异性介质中的旅行时正演方法时，针对含气裂隙和含水裂隙模型，本文给出了各向异性介质中射线追踪计算方法。计算结果表明：①在垂直裂隙情况下，纵波反射时间随炮检距、方位角变化，含气裂隙纵波反射时间的方位差异和炮检距差异更为明显；②在相同炮检距时，随着方位角变化反射波旅行时间呈近似椭圆规律变化，含气裂隙介质反射时间的方位差异比含水裂隙差异明显；③在不同裂隙面倾角情况下，反射波旅行时间的方位差异在裂隙面垂直时最为明显，然后随裂隙倾角的减小而减小，当裂隙面水平时变成方位各向同性介质；④在不同方位的测线中，以垂直裂隙走向测线的．纵波反射时间与平行于裂隙走向测线的纵波反射时间差异最大。     

共炮记录正演模拟检波点下延记录原理

本文提出共炮记录正演模拟检波点下延记录原理,用单程声波方程实现了非零偏移距地震记录的正演模拟。这种方法突破了全波方程非零偏移距波动方程正演模拟的限制,克服了全波方程处理中多次波、虚逝波和地表边界条件的问题,并且运算快、精度高。     

二维随机介质及波动方程正演模拟

本文介绍了随机介质模型的基本概念,提出了一种根据随机过程的谱分解理论构造随机介质模型的新方法;并以二维指数型椭圆自相关函数为例进行了若干二维随机介质模型的正演模拟。结果显示,这些随机介质模型能灵活地描述实际介质。本文还利用有限差分法正演模拟了随机介质模型中弹性波的传播及其自激自收时间记录。正演计算结果表明,随机介质模型理论具有适应性强,使用方便、灵活,能有效地模拟油气藏细节的优点,是油藏（或油储）地球物理中值得进一步深入研究的课题,也是重要的发展方向。     

随机介质地震波正演模拟在碳酸盐岩储层预测中的应用

为了研究碳酸盐岩储层的地球物理响应特征,在对塔河油田奥陶系风化面下碳酸盐岩储层初步认识的基础上,利用随机介质建模技术,设计并建立了一系列碳酸盐岩储层规则孔洞和随机孔洞模型,并应用变网格有限差分法对地震波在孔洞模型中的传播进行了正演计算,对模拟得到的地震属性进行了分析,研究了孔洞对地震反射特征的影响,获得了规则孔洞尺度以及随机排列孔洞密度对地震属性的影响规律。对于单个的溶洞而言,当溶洞横向尺度小于菲涅尔带半径,纵向尺度小于调谐厚度时,溶洞反射振幅与溶洞尺度成正比例关系;对于随机分布孔洞的碳酸盐岩储层而言,地震波能量与孔洞密度成正比例关系。     

双相黏弹VTI介质一阶速度—应力方程正演模拟及双程波照明研究

地层岩石具有各向异性、黏弹性及双相性等特性,因此建立更加精确的地下介质模型,研究地震波传播规律,对认识复杂介质中地震波的传播特征和实际资料的解释有着重要的实际意义.为此,基于黏弹性广义标准线性体(GSLS)模型,首先推导了双相黏弹VTI介质的一阶速度—应力方程并进行正演模拟,与单相弹性各向同性介质相比,双相黏弹VTI介...