一种基于非规则网格的地震波射线追踪方法

地震波走时计算对地震资料层析速度建模、偏移成像及地震定位等研究都具有非常重要的意义。有限差分法计算地震波走时具有计算效率高、易于实现、准确性高的优点,因而得到广泛应用。针对规则网格有限差分方法处理尖锐速度界面时存在不足的问题,提出了一种非规则网格的有限差分走时计算方法,即在Vidale差分算式的基础上推导出不规则网格差分算式,使其适用于不同的网格剖分方式。对均匀介质模型、复杂模型和Marmousi模型试算的结果表明,改进的方法能较好地解决尖锐速度界面和首波走时计算问题,且对复杂速度模型具有较好的适应性。     

有限差分法射线追踪

以往使用的求取地震波初至时间的射线追踪法具有不同程度的缺陷，因而在实际应用中存在一定的局限性。本文提出一种将局部算法与扫描算法相结合的、用有限差分解程函方程求取地震波初至时间的方法。方法中考虑了射波、首波及透射波的存在，因而可以适用于较复杂的速度模型。在求出初至时间后，利用互易性原理，能准确地得到射线路径。理论模型的试算表明，该方法计算精度较高，适宜地震偏移，层析成像以及Ｇｒｅｅｎ函数的计算。     

利用分形维取地震波初至的一种改进算法

本文提出一种改进的拾取地震道初至波的方法。该方法利用侵害法的基本原理来计算沿地震道的分形维，并从其变化特征中拾取初至。但是以往的方法在计算时耗时多，而且其结果依赖于插值的准确性。本文提出的计算方法避免了在计算过程中的插值问题，从而提高了计算速度，增强了计算结果的稳定性。     

光滑算子对地震波走时和射线路径的影响

 在波前构建法射线追踪的实现过程中,速度模型的光滑处理对地震波走时和射线路径都有非常重要的影响,选择不同的光滑算子或同一光滑算子的不同光滑次数都会给地震波走时和射线路径造成差异,从而影响到偏移成像的质量。本文针对同一速度模型,采用不同的光滑算子以及不同光滑次数的同一光滑算子和不同光滑因子,分析对比其对地震波旅行时和射线路径的差异,以便在实际应用中选择适用的光滑算子和光滑次数,以获得较精确的射线路径和走时。     

基于薄层模型的有限频率地震波射线追踪

基于Fermat原理的射线追踪方法都是假定地震波的频率为无限，从而求取最小旅行时所对应的路径。然而实际地震波的频率是有限的，地震波主要是在Fresnel带内沿尽可能短的路径进行传播的。为了使得到的射线路径更符合实际情况，本文在原弯曲射线法的目标函数中加入一项与射线长度有关的惩罚项，实现了基于薄层介质模型的有限频率地震射线近似追踪。理论例子表明，该方法简单，计算速度快，效果良好。     

水压裂缝产生的地震波散射：有限差分模拟和实验室数据

通过流体压裂形成裂缝，可以促使烃类从储集层到井中流量的增加，从而提高油气产量。考虑到具体操作的安全性和有效性，就有必要是监测裂缝的大小和位置。在本文中，我们研究这种可能性：就是利用由实际震源产生的地震波来描述裂缝的特征。首先，我们必须弄清楚地震波的散射情况，为了这个目的，我们使用了有限差分模拟法。同是地，把由机械上开裂的水力裂缝用一个充满流体的薄层来代替。裂缝的宽度或口径相对地震波长来说是很小的，这就迫使我们运用非常精细的网格步长法来确定裂缝。由于等距离网格化，就出现了一个问题,即产生了大量的网格节点，且计算时间相当长。当允许在有限差分格式中网格步长有变化时，也主就是在这个模型中引用大规模的网格步长变化，就可以角决上述问题。其次，我们展示了在实验室里从小规模的水压裂缝获得的超声波资料，显然，要对观测到的数据进行明确的解释是很困难的。由此，我们利用有限差分模拟法的结论对可能会在数据中显示的各种同相轴进行假定。通过比较计算出来的同相轴到达时间实验有限差分数据，我们就可以提出这一系列同相轴合理的解释。在实验数据的基础上， 们得到一个结论：地震波能够用来确定裂缝的大小和位置。这个模型化的裂缝地震散射例子说明了有限差分技术和网格步化变化的用途，只要比较一个数字的和物理的实验就会发现其带来的益处。     

一种改进的利用程函方程计算旅行时的方法

 一种改进的利用程函方程计算旅行时的方法     

一种有杆泵井下示功图的有限差分改进算法

本文给出了一种为诊断分析有杆泵系统而建立波动方程的有限差分表达式,同时也给出了与阻尼波动方程相关的粘滞阻尼系数的计算方法。     

地震波正演模拟的任意差分精细积分方法

本文对钟万勰提出的抛物线方程单点子域积分法和强士中提出的温度场问题的任意差分法进行了改进，提出了波动方程任意差分精细积分解法，从理论上推导了任意差分精细积分公式并给出了其实现途径，对任意差分精细积分方法的空间与时间精度和差分格式的稳定性做了理论探讨，并进行了验证。理论分析和实际例证都表明本文方法精度较高。地震波正演模拟算例则表明本文方法适用于复杂地表和复杂构造地质体。     

利用分形维拾取地震波初至的一种改进算法

韩小俊 ,施泽进 ,李亚林 .利用分形维拾取地震波初至的一种改进算法 .石油地球物理勘探 ,2 0 0 2 ,37(1) :6 0～ 6 3本文提出一种改进的拾取地震道初至波的方法。该方法利用分割法的基本原理来计算沿地震道的分形维 ,并从其变化特征中拾取初至。但是以往的方法在计算时耗时多 ,而且其结果依赖于插值的准确性。本文提出的计算方法避免了在计算过程中的插值问题 ,从而提高了计算速度 ,增强了计算结果的稳定性     

基于物理信息驱动神经网络的三维初至波旅行时计算方法

在地震勘探中,初至波旅行时的精确求取是偏移成像和旅行时反演等处理技术的重要基础。基于程函方程的有限差分算法在地震波旅行时求取中展现出良好的效果,但需要付出巨大的计算成本,尤其是对多震源、高密度网格的旅行时计算。为此,提出了一种基于物理信息驱动神经网络(PINN)的三维程函方程旅行时求取算法,由三维程函方程及其物理条件信息构成损失函数,再通过最小化该损失函数训练神经网络,最终输出满足程函方程的旅行时结果。不同速度模型的数值模拟实验结果表明,所提方法相对于传统算法具有更高的计算效率和更高的精确度。     

快速行进法射线追踪提高旅行时计算精度和效率的改进措施

快速行进法(FMM)是一种基于网格的新型射线追踪方法,其旅行时计算精度和效率受差分格式及网格剖分大小的影响。本文针对传统FMM旅行时的精度和效率存在的问题,给出三项改进措施: ①加入角点计算; ②细化并补充改进一阶差分计算公式; ③引入Vidale差分方法,并采用双重网格技术与三者结合。模型试算结果表明:第一项改进措施可提高一阶差分格式及其计算精度,后两项改进措施可不同程度地提高FMM旅行时计算的精度和效率,增强了FMM的适用性,有利于基于网格的射线追踪法的应用。     

Wavetracing层析成像方法及其在井间地震中的应用

层析成像技术被广泛应用于矿产勘查、油气开发及工程勘查和检测领域。基于运动学特征的走时层析成像方法计算效率较高,但精度较低。基于动力学特征的波动方程层析成像方法精度较高,但计算时间较长。Wavetracing层析成像方法在射线追踪方面简单、高效,能够提供与有限频率实际资料相一致的传播路径和旅行时。应用该方法对胜利油田垦71地区多对井间地震资料进行的层析成像速度反演取得了良好结果。     

基于Chebyshev多项式的三维射线追踪

采用快速匹配追踪（FMM）算法计算旅行时场;根据函数逼近和正交多项式的定义,利用Chebyshev正交多项式逼近旅行时场,从而使误差在最小二乘意义下达到最小,起到一定的平滑作用;然后直接对Chebyshev插值函数施以微分运算计算旅行时场的梯度,并最终得到射线路径。数值实验表明该方法提高了射线路径计算的精度和效率。     

一种改进的三维旅行时梯度射线追踪方法

最大旅行时梯度射线追踪（The Maximum Traveltime Gradient Ray Tracing,MTG）法利用三次B样条插值计算旅行时场的最大旅行时梯度,从而追踪初至波射线路径。但由于三次B样条插值是连续光滑的插值函数,在射线通过速度突变区域时,计算次级源点的旅行时和梯度会产生一定的误差。在分析MTG算法计算误差来源的基础上,提出了一种改进的B样条/线性联合插值的三维射线追踪（The Modified Maximum Traveltime Gradient Ray Tracing,简称MMTG）算法,即在速度均匀变化的区域采用B样条插值计算旅行时梯度确定下一个次级源点,在速度变化剧烈的区域利用线性插值法在网格界面上找出旅行时最小的入射点作为次级源点,从而保证射线在速度分界面上折射产生的不连续性。数值实验结果表明,MMTG算法在保持MTG算法优点的同时进一步提高了射线路径的计算精度,能够适应更复杂的速度介质模型。     

高阶优化走时计算方法及在地震成像中的应用

本文根据水平层状介质中Snell定律的特点,提出了基于Taylor高阶展开式的优化走时计算方法。理论计算结果表明,本文所提出的高阶优化走时计算方法不仅适用于速度梯度为正的正常水平层状介质,同时,在出现负速度异常的水平介质中也有比一般Taylor展开式更高的计算精度。最后,利用本方法对川东北P区复杂山地三维地震数据进行叠前时间偏移处理,得到了较满意的结果。     

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。     

Wavetracing层析成像方法及其在井间地震中的应用

层析成像技术被广泛应用于矿产勘查、油气开发及工程勘查和检测领域。基于运动学特征的走时层析成像方法计算效率较高,但精度较低。基于动力学特征的波动方程层析成像方法精度较高,但计算时间较长。Wavetracing层析成像方法在射线追踪方面简单、高效,能够提供与有限频率实际资料相一致的传播路径和旅行时。应用该方法对胜利油田垦71地区多对井间地震资料进行的层析成像速度反演取得了良好结果。     

地震反射波波前法射线追踪

利用有限差分法解程函方程，分别求出震源点及接收到反射界面任意点的初致旅行时，将两者相加，即可得到总旅行时与界面水平坐标关系曲线。由Ｆｅｒｍａｔ原理要，该曲线上的极值点相对应的时间为反射旅行量，相对应的水平坐标值为反射点位置。本方法不但可计算出任意检皮点能接收到的所有的反射射波的旅行时及射线路径，而且具有快速，准确，适应复杂构造模型的优点。     

二维TTI介质中初至波旅行时的搜索算法

文中的搜索算法根据Thomsen给出的横向各向同性介质中的相速度、群角与相角、群速度与相速度的精确函数关系,结合初至波旅行时非线性插值和由群角反插值相角,实现最小旅行时的局部搜索,在完成最小旅行时全局搜索后得到TTI介质中的初至波旅行时。模型算例表明,该算法适用于具有任意倾斜对称轴的、任意各向异性强度的TTI介质中的初至波旅行时的高精度计算。