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《成都理工大学》 2011年
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弱各向异性单程波波动方程数值模拟新方法研究

杨宁  
【摘要】:地震勘探中的各向异性主要是指地层中传播的地震波速度随传播方向的变化而变化。现今,各向异性是影响地震成像的一个关键因素。特别是近几年随着我国油气资源的急缺,国家对能源的开发和利用提出了更高的要求。油气地球物理勘探的趋势已经从常规能源石油、天然气到非常规能源煤层气、油页岩、页岩气等领域;其勘探深度从中层逐步向中深层方向发展。上述几类油气地球物理勘探的发展都不可避免的遇到地震各向异性的问题。引起各向异性的因素主要有地震数据炮检距大小,沉积环境以及地震波长与层厚之间的关系等等。这些可通过理论上的各向异性波场数值模拟进行分析和研究,以提高地震成像的精度,有利于后期地震解释工作。 各向异性介质波场模拟方法中,单程波动方程数值模拟是一种较为重要的方法。单程波动方程方法模拟的地震波场虽然包含的波场信息不够丰富,但是其模拟的地震波场走时准确、信噪比高;并且,由于仅考虑地震波传播过程中的上行波或下行波,其算法简单,计算速度快,利于快速直观地分析目标地质体的地震反射特征。 因此本文就弱各向异性单程波的地震数值模拟方法进行以下研究: 1、弱各向异性傅里叶有限差分方法数学推导以及误差分析 分析在弱各向异性条件下VTI、TTI介质的频散关系式,并利用有理多项式对频散关系式进行近似处理。在此基础上提出了qP波扩展A-PSPI+SSF方法和qP波优化傅立叶有限差分法。最后利用上述方法进行各向异性和各向同性介质地震波场数值模拟和偏移结果的对比研究,证明了该方法的正确性与实用性。 2、正演模拟参数化方法研究 各向异性地震模型参数通常包含三个以上的数据体,然而伴随着数据体数量增多带来的问题也就越多:比如有的参数在数据体中横向变化强烈,如果直接应用于模型正演,在追求高精度的情况下需要选用大量的背景参数进行计算,这样会导致计算量成指数级增长;有的参数构建模型过程中由于网格较大,块体间接触界面不够平滑,易成锯齿状结构,在波场的模拟中会导致许多小的绕射,不利于后期的地震响应特征分析。针对以上问题,本文提出了基于K均值聚类的参数优选法,以及基于构造张量的参数平滑与增强方法,并以具体实例说明其优劣。 3、起伏地表弱各向异性单程波叠前正演方法 在惠更斯理论以及数字检波器原理的基础上,本文提出了基于控制矩阵的起伏地表各向异性单程波叠前正演方法。根据模型试算的结果进行对比分析表明,该方法不仅计算速度较快,而且参数选取灵活,有较好的应用前景。
【学位授予单位】:成都理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:P631.4

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 赵群;面向起伏地表和缝洞储层的物理模拟技术研究[D];成都理工大学;2008年
2 沈铭成;TI介质qP波正演模拟与逆时偏移方法研究[D];成都理工大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张慧娟;页岩动态本构关系及应用初探[D];西南石油大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 贺振华,胡光岷,黄德济;数学检波器与波动方程地震叠前正演[J];成都理工大学学报(自然科学版);2004年06期
2 邓继新,史謌,刘瑞珣,俞军;泥岩、页岩声速各向异性及其影响因素分析[J];地球物理学报;2004年05期
3 符力耘,牟永光;弹性波边界元法正演模拟[J];地球物理学报;1994年04期
4 侯安宁,何樵登;各向异性介质中弹性波动高阶差分法及其稳定性的研究[J];地球物理学报;1995年02期
5 罗小明,凌云,牛滨华,吴琳;井地联合提取VTI介质各向异性参数[J];地学前缘;2005年04期
6 Jennifer M.Leslie ,蒋录全,程刚;确定页岩各向异性参数的折射地震法现场研究[J];石油物探译丛;2000年01期
7 杜正聪,贺振华,黄德济;缝洞储层地震波场数值模拟[J];勘探地球物理进展;2003年02期
8 陈伟;起伏地表条件下二维地震波场的数值模拟[J];勘探地球物理进展;2005年01期
9 熊高君,贺振华,黄得济,张毅祥,姜绍仁,阎贫;改进的正演模拟定位原理[J];石油地球物理勘探;1998年06期
10 陈生昌,曹景忠,马在田;稳定的Born近似叠前深度偏移方法[J];石油地球物理勘探;2001年03期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 文晓涛;缝洞储层的地震检测及综合预测[D];成都理工大学;2006年
2 赵群;面向起伏地表和缝洞储层的物理模拟技术研究[D];成都理工大学;2008年
3 王炳章;地震岩石物理学及其应用研究[D];成都理工大学;2008年
4 邹文;基于地震资料的流体识别技术研究[D];成都理工大学;2008年
5 马中高;碎屑岩地震岩石物理学特征研究[D];成都理工大学;2008年
6 梁锴;TI介质地震波传播特征与正演方法研究[D];中国石油大学;2009年
7 郝奇;VTI介质速度和各向异性参数建模研究[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 郑四连;复杂储层地震波场正演与偏移[D];成都理工大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王家正;矩阵值切触插值的迭加算法[J];安徽教育学院学报;2005年03期
2 梁艳;唐烁;;Thiele-Thiele型二元分叉连分式切触有理插值的对偶[J];安徽教育学院学报;2007年06期
3 王家正;梁艳;;三角网格上的对称型向量值混合连分式插值[J];合肥师范学院学报;2008年03期
4 梁艳;李美蓉;;矩形网格上切触有理插值的对偶[J];合肥师范学院学报;2012年03期
5 陈晓坤;高强;;有理降阶模型在电磁问题中的应用[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年01期
6 周金明;;基于连分式插值理论的非线性回归问题[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年03期
7 赵前进;唐如忠;张玉武;;3/1型有理插值样条[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2010年01期
8 闵杰;一类二元有理插值的新算法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年05期
9 唐如忠;赵前进;张玉武;;一次有理插值样条[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年01期
10 郝又平;赵前进;吴军;;高精度的复合重心有理Hermite插值方法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 方俊伟;康毅力;游利军;李相臣;;致密砂岩气藏多尺度传质行为研究进展[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
2 高红梅;兰永伟;赵继涛;于秀娟;马强;;温度和应力耦合条件下岩石渗透规律实验研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
3 陈云生;;用最小二乘法与搜索法寻求A值与风速V关系的数学表达式[A];中国电子学会可靠性分会第十三届学术年会论文选[C];2006年
4 管西竹;符力耘;陶毅;于更新;;复杂地表边界元-体积元波动方程数值模拟[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
5 兰海强;刘佳;白志明;;VTI介质起伏地表地震波场模拟[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
6 刘维国;单钰铭;孟祥豪;曹均;;石灰岩扩容过程中的物理参数实验研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
7 刘维国;单钰铭;孟祥豪;曹均;;石灰岩扩容过程中的物理参数实验研究[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集(一)[C];2007年
8 徐松林;郑文;刘永贵;邓向允;郑航;;冲击下花岗岩界面动摩擦特性试验研究[A];第六届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2010年
9 陈飞;林一骅;项杰;;基于缓变地形的远程海啸传播模拟的改进[A];“2010年北京气象学会中青年优秀论文评选”学术研讨会论文集[C];2011年
10 王兰莎;张国英;;HSV颜色空间及纹理特征映射方法研究[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 林颖;基于水平集方法的图像分割关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张云银;济阳坳陷第三系储层预测技术研究[D];中国海洋大学;2010年
4 童思友;[D];中国海洋大学;2010年
5 童思友;南黄海地震资料多次波形成机理及压制技术研究[D];中国海洋大学;2010年
6 关丛荣;条纹分隔颜色格雷码结构光三维测量技术研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
7 刘鹏;高效率泵浦耦合及光纤激光器关键技术研究[D];北京交通大学;2011年
8 徐慧峰;基于弹性波的地下管线水平导向钻随钻探测理论与技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 梁盛军;复电阻率法三维正反演问题研究[D];中国地质大学(北京);2011年
10 孟巧荣;热解条件下煤孔隙裂隙演化的显微CT实验研究[D];太原理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 田禹;煤岩双相介质弹性波场数值模拟[D];山东科技大学;2010年
2 刘婷;用无网格Galerkin法求解地下水流拟三维问题[D];辽宁师范大学;2010年
3 张辉;随机样条函数研究[D];辽宁师范大学;2010年
4 孟庆宇;基于曲面约束的自适应B样条曲线拟合[D];大连理工大学;2010年
5 乔桂新;基于NURBS的植物曲面建模及其应用[D];大连理工大学;2010年
6 康文生;样条拟插在微分方程数值解中的应用[D];大连理工大学;2010年
7 鲁顺强;第二类二维Fredholm积分方程的迭代修正法[D];大连理工大学;2010年
8 李跃玲;多元分次插值问题的研究[D];辽宁师范大学;2010年
9 牛辉;代数几何理论在多元插值中的应用[D];辽宁师范大学;2010年
10 陈旋;二元数值积分公式的构造方法研究[D];辽宁师范大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘成学;杨林德;曹文贵;;岩石统计损伤软化本构模型及其参数反演[J];地下空间与工程学报;2007年03期
2 蒋维;邓建;李隐;;基于对数正态分布的岩石损伤本构模型研究[J];地下空间与工程学报;2010年06期
3 孙海成;汤达祯;;四川盆地南部构造页岩气储层压裂改造技术[J];吉林大学学报(地球科学版);2011年S1期
4 冷雪峰,唐春安,杨天鸿,李连崇;岩石水压致裂过程的数值模拟分析[J];东北大学学报;2002年11期
5 纪树培,李文魁;高能气体压裂在美国东部泥盆系页岩气藏中的应用[J];断块油气田;1994年04期
6 张中杰;地震各向异性研究进展[J];地球物理学进展;2002年02期
7 吴国忱;梁锴;;VTI介质qP波方程高精度有限差分算子[J];地球物理学进展;2007年03期
8 董良国,马在田,曹景忠,王华忠,耿建华,雷兵,许世勇;一阶弹性波方程交错网格高阶差分解法[J];地球物理学报;2000年03期
9 邓继新,史謌,刘瑞珣,俞军;泥岩、页岩声速各向异性及其影响因素分析[J];地球物理学报;2004年05期
10 刘红伟;李博;刘洪;佟小龙;刘钦;;地震叠前逆时偏移高阶有限差分算法及GPU实现[J];地球物理学报;2010年07期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 连志龙;水力压裂扩展的流固耦合数值模拟研究[D];中国科学技术大学;2007年
2 王素玲;低渗透油层水力压裂三维裂缝数值模拟研究[D];大庆石油学院;2008年
3 梁锴;TI介质地震波传播特征与正演方法研究[D];中国石油大学;2009年
4 郝奇;VTI介质速度和各向异性参数建模研究[D];吉林大学;2010年
5 张广明;水平井水力压裂数值模拟研究[D];中国科学技术大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 史謌,杨东全;岩石波速和孔隙度、泥质含量之间的关系研究[J];北京大学学报(自然科学版);2001年03期
2 邓继新,史謌,俞军;流体饱和岩石超声速度频散的特性研究[J];北京大学学报(自然科学版);2003年06期
3 史謌,沈联蒂,王建新;岩石声波压实效应的实验研究[J];北京大学学报(自然科学版);2004年02期
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5 韩立国,薛建,王者江;基于页面物理模拟的复杂介质地震波场特征分析[J];吉林大学学报(地球科学版);2003年02期
6 杜正聪,贺振华,王志,黄德济;变参考慢度Born近似傅氏偏移[J];吉林大学学报(地球科学版);2003年04期
7 薛建,曾昭发,王者江,韩立国;金属矿地震勘探物理模拟实验技术[J];吉林大学学报(地球科学版);2004年03期
8 薛建,田钢,王者江,曾昭发;三维地震模型实验系统的研究[J];长春科技大学学报;1998年03期
9 李录明,罗省贤;相移加校正变范围三维叠前深度偏移[J];成都理工学院学报;1999年04期
10 胡光岷,贺振华,黄德济,黄捍东;利用纵波资料反演裂缝发育密度和方向[J];成都理工学院学报;2000年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 文晓涛;贺振华;黄德济;;利用测井信息约束缝洞储层的地震检测[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
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 撒利明;储层反演油气检测理论方法研究及其应用[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2003年
2 甘利灯;四维地震技术及其在水驱油藏监测中的应用[D];中国地质大学(北京);2003年
3 孙建库;不同类型碳酸盐岩储层横向预测方法研究[D];西南石油学院;2004年
4 杨东全;岩石物理性质和钻柱涡动机理研究[D];清华大学;1999年
5 文晓涛;缝洞储层的地震检测及综合预测[D];成都理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 文晓涛;缝洞储层的综合预测[D];成都理工大学;2003年
2 邹文;S-变换时频分析技术及其在地震勘探中的应用研究[D];中国地质大学;2005年
3 朱秋影;基于叠前偏移资料的AVO反演[D];大庆石油学院;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谢桂生;刘洪;李幼铭;胡润苗;;界面起伏条件下反射/透射算子+单程波方程的地震波模拟方法[J];地球物理学报;2005年05期
2 边立恩;贺振华;黄德济;;饱含流体介质的地震波场特征及频率分布[J];岩性油气藏;2008年03期
3 刘志伟;王忠仁;裴海侠;;基于边界元法的地震波方程时间域数值模拟[J];西华大学学报(自然科学版);2010年01期
4 孙建国;王雪秋;;利用有限正弦和有限余弦变换模拟地震波场:声波方程[J];吉林大学学报(地球科学版);2006年01期
5 陶毅;符力耘;孙伟家;孙秋霞;;地震波干涉法研究进展综述[J];地球物理学进展;2010年05期
6 朱金平;董良国;;地震波双向照明的概念及计算方法[J];地球物理学报;2011年11期
7 徐永林,李平,赵志光,周生良;深井观测中井对地震波影响的初步研究[J];中国地震;1991年04期
8 周博;;地震波场参数与储层地质规律转换研究及应用[J];中国石油和化工标准与质量;2013年24期
9 杜正聪,贺振华,黄德济;缝洞储层地震波场数值模拟[J];勘探地球物理进展;2003年02期
10 邵志刚;傅容珊;黄建华;刘财;;线性粘弹介质中地震波场数值模拟[J];地球物理学进展;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 曹静杰;王彦飞;杨长春;;基于压缩感应的地震波场重建方法研究(英文)[A];中国地球物理·2009[C];2009年
3 杨祥森;;粘弹介质中有限差分法地震波场数值模拟[A];中国地球物理·2009[C];2009年
4 王华忠;马在田;;三维地震波场深度外推消除与地面有关的噪音[A];1997年中国地球物理学会第十三届学术年会论文集[C];1997年
5 周红;陈晓非;;地震波场的地形校正[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
6 徐果明;沈玉松;朱良保;翟永波;;用谱元法计算地震波场[A];中国地球物理第二十一届年会论文集[C];2005年
7 曹静杰;王彦飞;;地震波场稀疏重建的信赖域算法[A];中国地球物理2013——第二十专题论文集[C];2013年
8 陶毅;符力耘;孙伟家;孙秋霞;;地震波干涉法研究进展综述[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(上)[C];2011年
9 平萍;徐义贤;张煜;;二维复杂地形地震波场谱元法模拟[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
10 邵志刚;傅容珊;黄建华;刘财;;线性粘弹介质中地震波场数值模拟[A];纪念中国地球物理学会成立60周年专辑[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 实习生 高敏;张伟:捕捉地震波轨迹的人[N];科技日报;2014年
2 孙开峰;南京石油物探研究所地震波场参数化技术获奖[N];中国矿业报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 纪彤洲;多元地震波信息的构造和储层响应及在油田勘探中应用的研究[D];中国地震局地质研究所;2006年
2 姜弢;基于相控震源的地震波定向方法研究[D];吉林大学;2006年
3 王月英;地震波有限元集中质量矩阵及并行算法模拟研究[D];中国石油大学;2007年
4 廉玉广;庐枞盆地金属矿地震波场精细模拟及属性应用研究[D];吉林大学;2011年
5 勾福岩;叠前复杂地震波场插值重建与噪声衰减技术[D];吉林大学;2015年
6 丘磊;正交曲线坐标系下的地震波数值模拟技术研究[D];浙江大学;2012年
7 王雪秋;复杂近地表地震波响应特征研究[D];吉林大学;2009年
8 陈常乐;地震波场构造导向滤波关键技术及应用[D];吉林大学;2015年
9 唐启军;裂隙单斜介质地震波场正演模拟及AVO特征研究[D];吉林大学;2010年
10 张海刚;浅海甚低频声传播建模与规律研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙玉萍;基于地震波场瞬时相干属性的叠前去噪方法研究[D];大庆石油学院;2008年
2 王鹏;随钻地震波场数值模拟研究[D];中国地震局地球物理研究所;2009年
3 黄元元;深埋隧道中地震波场特征的数值模拟研究[D];西南交通大学;2010年
4 彭菲;人工源和随机源激发地震波的时域有限差分模拟研究[D];中国地震局地震预测研究所;2008年
5 廖烟开;隧道前方不良地质体复杂地震波场数值模拟研究[D];西南交通大学;2011年
6 王雪梅;裂缝性储层等效介质模型及地震波场传播特征研究[D];中国石油大学;2011年
7 冯雷;隧道超前预报地震波模拟研究[D];郑州大学;2009年
8 和少伟;弹性介质地震波场的数值模拟[D];长江大学;2012年
9 韩翀;地震波数值模拟及波场特征分析[D];成都理工大学;2007年
10 李健;起伏地表条件下的地震波场数值模拟[D];吉林大学;2008年
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