基于胜利典型地质模型的波动方程地震波照明分析研究

 地震波照明分析技术以地震波传播理论为基础,面向特定地质目标进行观测系统设计来得到最佳照明的地震数据,进而得到最佳的成像效果。本文定义了最佳照明数据体、最佳照明的概念,指出对特定速度场而言,最佳观测系统是客观存在的,最佳观测系统设计的目的就是找到逼近该客观存在的最好的观测系统。本文基于胜利油田典型地质模型研究了波动方程地震波照明,分析照明阴影区的形成原因,结合对模型数据实验的效果分析,对单程波和双程波照明的特点和应用范围进行了探讨,指出单程波照明具有计算优势,双程波照明能够更好地保持波传播特点的优势。     

基于波动方程数值模拟的地震构造精细解释技术

为了准确识别生物礁等复杂地质体的分布范围、内部储集层结构等细节信息,提出了一种新的基于波动方程数值模拟的地震构造精细解释技术。该技术采用频率-波数域单程波动方程进行地震数值模拟,通过对比模拟记录与偏移前、后的实际地震剖面的主要反射特征,逐次修改地震构造解释模型,从而得到最终的构造精细解释结果。该技术采用频率-波数域单程波场延拓算子进行计算,不仅计算效率高,而且波场模拟记录信噪比高,便于目标地质体有效反射波场特征的对比。该技术充分利用了偏移前、后地震剖面的反射特征,有助于降低地震构造解释的多解性,获得精细的地震构造解释模型。     

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。     

反偏移法三维波动方程正演

三维地震资料的处理与解释往往都需要三维正演模型给予验证，以得到准确的处理、解释结果。本文提出的三维正演方法是一种偏移算法的逆运算方法－有限差分反偏移法。这一算法具有算法简单、运算量小及深度方向分辨率高的特点，是一种快速、高精度的正演算法。反偏移法虽是偏移算法的逆运算法，却出现常规偏移算法中所没有的很多问题。为此，本文进行了三种不同反偏移方法试验，并采用了一种新的浮动坐标变换，使正演结果精度得到很大     

电磁波拟地震波波动方程理论及正演模拟

本文根据波动理论,论证了电磁波与地震波的统一性。基于非周期信号与周期信号数学上的变换关系,从电磁场理论出发,用映射和变换技术,将扩散电磁场变换成满足声波波动方程的波场,电磁场问题便可化为类似于地震波场问题,而扩散场实质上是波动场的叠加。文中还以变换得到的电磁波波动方程为基础,用有限元法正演模拟了二维电阻率分布响应(即电磁波场视剖面),表明电磁偏移可以类比地震偏移技术,从而证实电磁波拟地震波波动方程理论的正确性。     

多次反射可控制的波动方程共炮记录正演模拟

本文首先把声波方程分解为两个分别适用于做正演和偏移的单向旁轴方程，然后用适合于做正演的单向方程业合成共炮记录。通过公共推导，提出合成共炮记录的时间一致性原理和两个过程－正过程和逆过程，即对于简单的水平各向同性层状介质，仅用正过程就能精确地合成共炮记录；而对于复杂介质，则需借鉴射线法两点问题和波动方程共炮记录叠前深度偏移原理，给定炮点和检波点，在时间一致性原理的基础上，应用逆过程方法，以单向声波方程     

有限差分波动方程正演模拟震源处理

为克服有限差分波动方程正演模拟中处理震源的复杂性,有两种方法可供选择:一种是从波动方程出发,利用格林公式求得波动方程的有限差分格式,从而使震源项得到简单处理;另一种是利用δ函数性质,求取δ函数在离散情况下的近似式,表示震源项简单的离散表达式。这两种方法的结果是一样的。文中最后以数值模拟例子检验了方法的有效性。     

火山岩波动方程正演模拟研究

松辽盆地火山岩埋藏较深,下伏地层成像精度极低,对构造解释造成了一定的影响.为了了解火山岩体对下伏地层的影响程度,采用波动方程正演模拟技术,研究了9种波阻抗组合和两类岩性组合情况下火山岩理论模型的地震响应特征,其波场快照能直观地展现地震波在火山岩体中的传播过程.对正演模拟结果进行了分析,认为火山岩体的底界面反射不清晰是火山岩体对下伏地层屏蔽作用所致;火山岩体厚度增大时,下伏连续地层的反射中断现象更明显,以致出现假断层和假构造现象.     

面向目标靶区的双程波动方程地震定向照明分析

提出一种面向目标靶区的地震定向照明分析技术,即采用双程声波波动方程传播算子,通过地震波传播的波印廷矢量(Poynting vector)分析对每个质点的波场值进行方向性分解,根据分解后的波场值分别计算出模型在不同方向上的地震波能量分布,最终计算出地震波震源的定向照明度。数值模型试验结果表明:利用定向照明度可以定量地分析出地震波沿不同方向传播的能量分布规律,进而分析各个不同方向的定向照明度对目标靶区照明量的贡献情况,为地震采集设计中合理地选择加密炮点的激发位置以及激发方向提供参考依据。该方法计算速度快且精度高,对复杂的模型具有一定的适用性。     

波动方程正演在地震采集设计中的应用

针对日益复杂的勘探采集对象,利用已有的地震、地质资料,结合地震反演建立合理的地下地质模型,运用波动方程正演技术设计地震采集观测系统,寻找最佳的采集方法.利用波动方程正演技术不仅可以提高解决复杂勘探目标采集的能力,而且能避免盲目试验的巨大浪费.通过对该项技术整个过程的介绍和研究,提出相应的技术要求、方法和对策.     

三维波动方程正演及模型应用研究

为了真实准确地反映三维地质体的波场特征,在频率-波数域将二维波场延拓算子推广到三维空间,采用三维波动方程延拓方法实现了三维地质模型的快速叠后正演.该方法可以采用相位移加插值方法处理一定的横向变速情况,可以更加灵活方便地模拟地下复杂的三维地质体.首先进行了三维French模型数值模拟,得到了和实际物理模型实验结果相一致的正演记录,并对比分析了三维偏移剖面和二维偏移剖面的偏移效果;然后进行了三维缝洞地质模型的正演计算,得到了高信噪比的正演记录.模拟结果验证了三维正演和偏移方法的正确性,以及利用该方法进行缝洞地质体识别和研究的可行性.     

波动方程正演引导的深度学习地震波形反演

物理驱动的全波形反演方法计算成本高,数据驱动的深度学习反演方法对标记数据集的依赖性强。为了在有限的数据条件下获得更好的反演结果,结合数据驱动与物理驱动,提出了波动方程正演引导的深度学习地震波形反演方法。首先,利用地震数据应用神经网络重建速度模型,对网络预测的速度模型进行正演建模,通过最小化速度模型的误差及地震数据的误差训练网络;其次,使用有限差分法将二阶偏微分波动方程近似为可微算子,使正演过程能够传递梯度,并根据梯度方向动态调整地震数据损失的权重。实验结果表明,该方法能在一定程度上降低数据驱动方法对标记数据集的依赖性,可得到更准确的速度模型,且具有较强的鲁棒性。     

波动方程正演模型及应用

本采用声波方程，通过四阶有限差分近似，实现了复杂地质构造零炮距的数值模拟。中同时展示实际应用效果。     

基于波动方程偏移的地震数据地层成像

地层成像是对地下地层物性空间变化的近似反演,对于岩性油气藏和非常规油气藏的勘探开发具有重要价值。文中根据波动方程偏移的思想提出了一种有关反射体波阻抗相对扰动的地层成像方法。基于地震波运动学特征准确的地下介质光滑模型,应用地震波传播理论推导了基于反射体波阻抗相对扰动的地震数据线性正演表达式;然后结合线性反演理论,利用地震数据近似反演波阻抗相对扰动,构建了基于波动方程偏移的以波阻抗变化为主要目标的地震数据地层成像方法。在地层成像中,如果对波场做角度分解,则可得到地层成像的角度域共成像点道集,如果对波场不做角度分解,则可快捷地得到角度域平均的地层成像结果。对于声波方程描述的地震数据,利用该地层成像方法可获得地层的声波阻抗相对扰动成像;对于标量波方程描述的地震数据,利用该成像方法可获得地层的速度相对扰动成像。该地层成像方法与地震数据逆时偏移方法的计算过程相同、计算量相当,合成地震数据试验取得了理想的地层成像效果。     

波动方程震源组合模拟定量研究

震源组合已在中国西部复杂山前勘探中取得了较好的应用效果,但对震源组合的波动力学机理还缺乏深入的研究。本文通过有限差分波动方程模拟技术,定量分析不同震源组合情况下震源附近的能量分布,建立针对目标地层的入射能量评判函数;对非时延震源组合的能量分布作了详细讨论;并对不同震源组合单炮记录的抗噪能力进行对比分析。试验表明,利用有限差分波动方程求解的震源组合在入射能量较大时单炮记录的信噪比高,组合效果好,并且能够利用入射能量评判函数对震源组合效果做出定量评判。该方法可为定量评价和优化震源组合效果提供一种可行的技术手段。     

波动方程法地震波正演数值模拟研究综述

波动方程法地震波正演数值模拟主要包括有限差分法、连续有限元法,谱方法以及新兴的间断有限元法。本文总结了这些方法近年来的新进展,探究了各方法在应对起伏地表等复杂构造和提高模拟效率等方面出现的新技术,并对该领域的发展方向和趋势进行了分析和展望。     

井间地震资料波动方程反演成像

本文根据Ｇａｕｓｓ－Ｎｅｗｔｏｎ－正则化方法实现了井间地震资料波动方程反演成像。该法在正演计算时，不是每一炮的正演计算都要解一次波动方程，而是按炮点将各道地震记录相加得到了一组新的地震记录，称为加后地震记录。     

复杂地表的单程波动方程地震叠前正演

基于数学检波器和等时叠加原理,实现了复杂地表的单程波动方程地震叠前正演模拟。该方法采用虚拟的数学检波器接收地下反射地震信号,可灵活地将接收点布置在地表的任何地方,从而满足地表起伏的要求。此外,根据等时叠加原理,该方法采用单程波动方程进行波场延拓和成像,计算简单、快速。通过复杂正断层的数值模拟,得到了高信噪比的共炮地震记录;采用适用于起伏地形的深度偏移方法对该共炮记录进行了叠前深度偏移,实现了地震波的偏移归位。从而证明了本文提出的适用于起伏地表的单程波动方程地震叠前正演方法的正确性和准确性。     

波动方程变网格步长有限差分数值模拟

有限差分算法是常用的正演模拟方法之一，传统的有限差分方法在处理近地表低速层模型或地层中夹有低速、高速层模型时，为了得到较高精度的模拟结果，通常需要减小网格步长，这样既增加了计算时间，又浪费了计算机内存资源。为此，采用具有较好性能的变网格算法来解决这一问题。设计了近地表低速层和地层中夹有低速层两种模型，分别采用传统常网格有限差分算法（大网格步长和小网格步长）和变网格步长有限差分算法对模型进行了数值模拟，并对比了模拟结果。变网格步长有限差分算法不仅提高了模拟结果的分辨率，而且降低了内存需求量，减少了计算时间。此外，变网格算法具有较高的灵活性，可以根据实际情况，综合考虑计算时间、内存需求量和模拟结果的分辨率来优选网格步长。