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《中国石油大学(华东)》 2016年
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基于岩石物理的裂隙型介质地震正演方法研究

李雨生  
【摘要】:地球介质广泛存在波动各向异性。地震各向异性主要表现在地震波传播速度是传播方向的函数、体波间的相互耦合、横波发生分裂等。裂隙介质不仅是油气运移的重要通道,更是重要的油气存储空间,因此在油气勘探领域越来越受到的重视。裂隙介质具有典型方位各向异性特征,即不同方位地震旅行时和振幅等属性存在差异,具有方位各向异性特征的介质包括HTI介质(具有水平对称轴的横向各向同性介质)、正交各向异性介质和单斜各向异性介质等。裂隙介质岩石物理等效理论建立了裂隙介质物性和各向异性介质特征之间的桥梁,根据线性滑动理论、Thomsen理论和Hudson理论等裂隙介质岩石物理等效理论,利用裂隙密度、纵横比和充填等裂隙物性计算HTI介质、正交介质和单斜介质刚度矩阵,为三维方位各向异性介质弹性波正演模拟提供模型;将HTI介质、正交介质和单斜介质刚度矩阵转化为无量纲各向异性参数,为三维方位各向异性介质拟声波正演模拟提供模型。利用本构方程,几何方程和运动微分方程推导HTI介质、正交介质和单斜介质三维一阶速度-应力方程。通过高阶交错网格有限差分求解弹性波波动方程模拟地震波在三维正交和单斜介质中的传播过程特征规律。探讨了物性参数对HTI介质、正交介质和单斜介质传播特征的影响,并研究其方位特征。将最小二乘法和时空域频散关系应用于上述HTI介质、正交介质和单斜介质介质弹性波正演,推导了新的差分系数。模型测试表明基于最小二乘和时空域频散关系优化差分系数正演模拟方法可明显减少数值频散现象有效提高差分精度。推导HTI介质、正交介质和单斜介质克里斯托弗方程,利用声学近似思想推导上述方位各向异性介质三维高阶拟声波方程,并用变量代换的方法进行降阶从而推导其三维一阶拟声波方程。对实际复杂裂隙模型进行三维拟声波正演模拟,分析裂隙物性对地震波传播的影响,并探究其方位特征变化规律。将激发振幅成像条件应用于裂隙介质逆时偏移,显著减少数据存储和读写,提高成像效率且改善成像效果。
【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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