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《中国石油大学(华东)》 2016年
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TI介质qP波数值模拟及逆时偏移方法研究

杨富森  
【摘要】:地球介质普遍存在各向异性,横向各向同性(TI)介质是沉积岩中最常见的一种。随着勘探目标的复杂化和大偏移距、宽方位角地震采集技术的发展,对资料处理的精度要求也越来越高。常规的各向同性偏移方法已不能够对复杂地质构造进行准确成像,因此有必要发展基于各向异性理论的偏移方法。相比于其它偏移方法,逆时偏移(RTM)的优势在于:其基于双程波动方程进行偏移,成像精度高,不存在倾角和偏移孔径的限制,可有效地处理强横向变速介质,能够满足对复杂构造准确成像的要求。因此,各向异性介质逆时偏移成像方法成为了目前勘探地球物理界的研究热点。地震数值模拟方法是研究地震波场形成机理及传播规律的重要工具,其能够为后续的地震处理解释提供理论基础。本文以前人研究的理论和成果为基础,从各向异性介质弹性波基本理论出发,研究了各向异性TI介质弹性波和准P(qP)波数值模拟,并在此基础上实现了TI介质qP波逆时偏移成像。首先基于声学近似的胡克定律和频散关系进行,推导了几种等价的VTI介质一阶qP波方程,并引入旋转坐标系将其推广到TTI介质中。然后,为确保非均匀TTI介质中波场传播的稳定性,基于精确的TTI介质频散关系,引入包含控制参数σ的新辅助波场,推导了一种新的TTI介质一阶qP波稳定方程。最后,结合旋转交错网格有限差分(RSGFD)和基于最小二乘优化系数的有限差分(LS-FD)两种各具优势的方法,研究了最小二乘旋转交错网格有限差分(LS-RSGFD)方法,并用其数值求解TI介质qP波方程,通过构建波场延拓算子,实现了高精度的TI介质数值模拟及逆时偏移成像。而且,还引入存储边界波场与计算有效深度策略,来降低存储需求和减少计算量,以优化整个方法的实现流程,并利用MPI并行算法来增强算法的实用性。模型试算验证了方法的精确性和稳定性,具有较大的发展前景。
【学位授予单位】:中国石油大学(华东)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P631.4

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