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高斯射线束在工程物探中的应用及研究

张朝霞  
【摘要】: 地震波场的数字模拟在地震资料采集部署、处理和解释中都有重要地位,是地震勘探的一个重要工具。本文首先介绍了近年发展起来的地震波场正演模拟技术方法--高斯射线束法。该方法同时考虑了波的运动学和动力学特征,适用于复杂的非均匀介质模型,还能考虑介质的吸收作用,对焦散区、临界区及暗区等奇异区域都具有较好的效果。具有与有限差分法等相同的精度的特点,又具有普通射线法的快速,节省内存的优点。 随后,本文介绍了工程物探的主要任务和特点,工程物探的特点是:大部分探查的对象是浅、小的物体,探测深度从几十厘米到几十米。因此要求探查的分辨率要高(与石油、天然气深部探查相比),定量解释的精度高。高斯射线束正演模拟技术在石油、天然气深部探查中的应用成功的实例比较多,然而在工程物探中的应用,目前还没有看到这方面的论文。 根据目前实际生产快速发展的需要,作者设计并实现了《高斯射线束正演模拟系统》,系统包括:地层构造、速度模型的快速、准确建立,以及对于模型的灵活调整和修改,克服了以往靠人工读(取)数据来建立模型所存在的不方便、费时间,精度低,调整和修改模型困难,初学者不容易掌握等问题。该系统使用非常灵活、方便,可计算二维复杂的非均匀介质的P波、P-SV波的合成地震记录,包括VSP记录、共炮点记录和地震叠加剖面。理论和实际模型的计算结果是令人满意的。 本文结合工程物探的特点,从理论和试验两方面研究了如何提高探测的分辨率,并进行了浅层复杂构造波场的模拟研究,获得了确保其高精度、高分辨率的有关技术和参数,通过大量的模拟试验及对实际资料的计算,取得了良好的应用效果。可以预见,通过不断的探索和研究,高斯射线束正演模拟技术在工程物探中的应用前景是光明的。


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