收藏本站
《吉林大学》 2004年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

海底地震仪观测的粘弹性地层地震波场正演模拟

卢秀丽  
【摘要】:本文主要是通过波场数值正演模拟技术来研究粘弹性各向同性介质中地震波的传播问题。文中涉及粘弹性力学理论、地震波传播理论、有限差分理论、波场正演模拟技术等相关知识。所以首先介绍了粘弹性力学理论的基础知识,它是研究波在粘弹性介质中传播的理论基础,充分考虑了物质的粘弹性性质:蠕变、松弛、粘性、阻尼、内摩擦、滞弹性和弹性后效等等;其次根据粘弹性力学的基本理论介绍了粘弹性介质中地震波的传播问题,从而了解了地震波在介质中传播时能量变化同衰减系数和频率之间的关系,合理的解释了经典弹性波理论所不能解释的预期地震记录与实际接收的地震记录之间的差异;再次介绍了正演模拟用到的数值方法——有限差分方法的理论基础,包括常规有限差分法和多网格有限差分法。虽然数值模拟的方法有许多种,但是当精度要求一般时,有限差分技术是各种方法中实现最简单和最有效的方法,其中时间二阶和空间四阶的FD算法是一种好的选择(Carcione,2002),尤其随着高阶交错网格有限差分法的发展与应用,我们可以根据需要对时间和空间做任意阶的有限差分,从而可以大大的提高计算精度、节约大量的计算时间;最后以前面各部分介绍的理论为基础,结合给出的地质模型进行波场正演数值模拟,并根据波场合成记录进行频谱分析,研究振幅谱随频率的变化、频率随偏移距的变化、频率随深度的变化。 地震模拟技术是模拟地震波在地下传播的技术,其目的就是在假定地下结构模型的情况下,预测在给定的检波点生成的地震记录,该技术作为一项重要的检验手段,一方面可用于检验解释结果和各种反演算法的正确性,另一方面可用于设计和评估野外观测系统。本文采用的是全波方程法模拟,即由方程的解中给出了全波场的值。根据论文前部分所介绍的理论基础结合前人的研究成果推导了适合粘弹性介质中地震波传播的波动方程。又根据需要进一步简化速度-应力公式,使其便于用交错网格有限差分法进行数值模拟,推导了交错网格中时间和空间上的高阶差分近似公 WP=90 式,文中使用时间上二阶空间上四阶的交错网格有限差分数值方法。针对给出的地质模型(陆地地质模型和海洋地质模型)的特殊性,做了自由表面边界条件和流体-固体边界条件等特殊处理,成功的对两种地质模型进行了波场数值模拟。通过模拟得到了下面几点认识和结论: 粘弹性介质充分了考虑了实际介质对地震波的吸收衰减作用,合理的解释了经典弹性波理论不能解释的预期地震记录同实际接收的地震记录之间的差异,使理想介质理论研究向实际介质理论研究前进了一步。 交错网格有限差分法是一种高效的数值模拟方法,在提高计算速度和计算精度方面有着常规有限差分方法不可比拟的优势。随着高阶交错网格有限差分技术的应用,使得该方法的应用前景更为广阔。 正演模拟技术为我们直观的了解地震波在复杂介质中的传播规律提供了方便。我们可以通过模拟得到的地震波传播快照和地震波场合成记录来获取地震波在介质中传播的信息。从而为勘探地震数据反演提供了必要的依据。 从模拟得到的波场合成记录上可以清楚的看到粘弹性介质对地震波的吸收作用,但是对其具体影响,尚需通过AVO反射系数来分析,是需要以后进一步做的工作。 通过海洋介质模型模拟得到的波场合成记录可以看出,当海水层较深时地震勘探受海洋多次波影响较小;当海水层较浅时受海洋多次波影响较严重。所以海洋多次波消除技术对海洋地震勘探有着深远的影响。 振幅衰减特征:P波的衰减特征:零偏移距(即法向入射)时P波的振幅较强,随着偏移距的增大P波振幅减小。转换波的衰减特征:零偏移距时,没有转换波,随着偏移距的增大,出现转换波,当达到一定角度时,转换波的能量大于其衰减量,所以振幅增强,但随着偏移距的继续增大,其振幅减小。 频率的衰减特征:振幅谱随频率的增大而减小,但不是单调递减;频率随深度的增大而减小,因为地层对频率有吸收作用,并且对高频的吸收作用比对低频的吸收作用强。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:P631.43

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 肖开宇;胡祥云;;正演模拟技术在地震解释中的应用[J];工程地球物理学报;2009年04期
2 熊章强;南坤;唐圣松;;起伏地表二维瑞雷面波正演模拟及波场分析[J];物探化探计算技术;2010年05期
3 杨晓东;杨德义;;煤田陷落柱特殊波对陷落柱解释的影响[J];物探与化探;2010年05期
4 张霖斌;刘迎曦;赵振峰;;有限差分波动方程正演模拟震源处理[J];石油地球物理勘探;1993年01期
5 刘跃华,赵殿栋,于世焕,保统才,丁伟;井间地震野外采集方法试验研究[J];石油物探;1999年04期
6 孙庆莉;;惠更斯—菲涅尔原理在克希霍夫积分方法中的应用[J];西部探矿工程;2007年06期
7 冯德山;谢源;;基于单轴各向异性完全匹配层边界条件的ADI-FDTD三维GPR全波场正演[J];中南大学学报(自然科学版);2011年08期
8 吴国忱,梁锴;VTI介质频率-空间域准P波正演模拟[J];石油地球物理勘探;2005年05期
9 张慧;李振春;;改进衰减边界在TI介质正演模拟中的应用[J];石油天然气学报;2010年03期
10 韩波,陈勇,陈小宏;时移地震正演模拟的有限差分注入法[J];黑龙江大学自然科学学报;2002年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张慧;李振春;;基于非均质储层的双变网格正演模拟算法[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
2 杜启振;朱钇同;李芳;侯波;秦童;李宾;;多分量联合偏移技术[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
3 张金海;王卫民;赵连锋;姚振兴;;黏声波介质傅里叶有限差分法正演模拟[A];中国科学院地质与地球物理研究所2008学术论文汇编[C];2009年
4 陈伟;王尚旭;;基于保角变换的角形裂纹波场研究[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
5 李貅;薛国强;王妙月;;从瞬变电磁场到波场转换的研究进展[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
6 谢雄耀;于超;赵永辉;覃晖;;山岭隧道空洞病害雷达探测图像影响因素的正演模拟研究[A];2010年全国工程地质学术年会暨“工程地质与海西建设”学术大会论文集[C];2010年
7 郭军;陶果;;井下偏心声源波场的三维有限差分模拟[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
8 朱振宇;王小六;宋亮;赵伟;;船速对深水高精度地震资料影响的正演模拟[A];中国地球物理学会第二十四届年会论文集[C];2008年
9 刘洪;袁江华;陈景波;首皓;李幼铭;;大步长波场深度延拓的理论[A];中国科学院地质与地球物理研究所2006年论文摘要集[C];2007年
10 戴前伟;王洪华;冯德山;;探地雷达正演模拟中的有限单元法研究[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 黄璜;西南石油局博士后科研工作站5名博士出站[N];中国石化报;2009年
2 刘帅;三维垂直地震剖面与海底地震全波场联合成像研究[N];科技日报;2007年
3 严建文 汪华南;基础研究破解复杂地质勘探难题[N];中国石化报;2006年
4 高丽辉;与大山较量的勘探劲旅[N];中国石油报;2007年
5 黄琦;探测一号步入探测之旅 中星20号正式交付用户[N];中国航天报;2004年
6 本报通讯员 赵家彬 本报记者 顾春阳;吉大“找水”团队的科研神话[N];长春日报;2011年
7 王跃;多波多分量:地震勘探技术正向纵深发展[N];中国石化报;2006年
8 特约撰稿人 西 华;五因素支撑春季行情[N];证券日报;2003年
9 尹辉;探测一号卫星正式交付使用[N];大众科技报;2004年
10 通讯员 张冀;东方物探缅甸海三维处理项目启动[N];中国石油报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张慧;非均质储层双变网格正演模拟和弹性逆时偏移方法研究[D];中国石油大学;2011年
2 邓帅奇;全空间弹性波场数值模拟与逆时偏移成像方法研究[D];中国矿业大学;2012年
3 戚志鹏;瞬变电磁三维合成孔径延拓成像方法研究[D];长安大学;2011年
4 喻振华;工程井间地震波正演模拟及层析成像技术研究[D];中南大学;2008年
5 鲁光银;隧道地质灾害反射波法探测数值模拟及围岩F-AHP分级研究[D];中南大学;2009年
6 陈凌;小波束域波场的分解、传播及在地震偏移成像中的应用[D];中国地震局地球物理研究所;2002年
7 张建伟;变速介质三维地震叠前深度域成像与应用研究[D];成都理工大学;2004年
8 魏建新;正交各向异性介质波场特性的物理模拟研究[D];中国地震局地球物理研究所;2003年
9 邓靖武;磁电法正演理论研究[D];中国地质大学(北京);2005年
10 杨宁;弱各向异性单程波波动方程数值模拟新方法研究[D];成都理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李军锋;高精度有限差分波场正演模拟方法研究及应用[D];成都理工大学;2012年
2 卢秀丽;海底地震仪观测的粘弹性地层地震波场正演模拟[D];吉林大学;2004年
3 刘志伟;地震波方程时间域边界元法数值模拟[D];吉林大学;2004年
4 蒋先勇;东濮凹陷深层3D地震采集技术研究[D];中国地质大学(北京);2006年
5 白杰;射线追踪正演模拟及应用[D];中国地质大学(北京);2007年
6 陈启艳;复杂侵入带感应测井的正演计算及环境影响讨论[D];吉林大学;2007年
7 孙月成;多相介质多波AVO正演模拟对比研究[D];中国地质大学(北京);2006年
8 熊祥斌;探地雷达图像分析技术在水工混凝土结构检测中的应用[D];中国水利水电科学研究院;2006年
9 汪谋;公路隧道衬砌地质雷达正演数值模拟和室内模型试验的研究[D];同济大学;2007年
10 张朝霞;高斯射线束在工程物探中的应用及研究[D];成都理工大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026