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基于射线追踪的微地震模型多波场正演模拟

刘军  
【摘要】: 目前,微地震技术已被广泛应用于监测油田的生产动态,在油田开发中发挥了越来越重要的作用。微地震压裂监测技术与其它地震勘探技术相比具有自己的独特性,这也导致微地震资料处理和反演过程中存在着两大难点问题:波场的有效识别和速度模型的有效建立。只有解决了这两个难点,微地震资料的最终反演结果才会更加准确,才能通过对大量微地震事件的反演对压裂裂缝进行成像,进行裂缝属性研究。为解决上面的两个技术难点,本文对多种微地震模型进行了正演模拟,通过正演模拟的多波纪录,分析各种波的特点,指导微地震资料处理和速度模型修改。 射线追踪方法是一种快速有效的波场近似计算方法,计算快速高效,射线路径直观清晰,在波场正演模拟、偏移成像、层析成像等领域已经得到了广泛的应用并取得了很好的效果。本文以射线追踪的原理为基础,对两点间的射线追踪问题做了大量的研究工作,应用二分算法、改进二分算法和微变网格算法对水平层状匀速模型、弯曲层状匀速模型和复杂地质模型进行射线追踪,使得计算效率和适用范围都得到了很大的改善。文中对每种算法误差范围和计算效率进行了对比验证,对于不同的地质模型,选用合适的算法才能在计算速度和精度上得到双重保证。在射线路径追踪的基础上,对影响地震波的振幅因素做具体的研究,主要考虑了波前发散、吸收衰减、透射损失、反射损失、激发接收条件以及波的干涉等主要影响因素。对几种微地震模型进行射线追踪,展示多波的射线路径和射线时间,最后正演模拟了多波三分量记录。 文中的应用实例及模型结果表明:与二分法相比,改进二分法能够对弯曲界面进行射线追踪,并能保证结果的精度。弯曲层状模型中,改进二分法与微变网格法相比计算速度有显著提高,能够应用到资料的反演中。本文在模型建立上引入了超薄层概念,并在前人模拟的直达波、透射波、反射波基础上模拟了折射波,使正演模拟的多波场信息更丰富。


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