交错网格有限差分法地震数值模拟

【摘要】： 我国目前石油勘探情况,尚未探明的石油资源量大部分分布在山地、黄土源、沙漠、戈壁等地面条件恶劣地区,地形高差大、地表结构复杂,给野外数据采集带来极大的困难,同时强烈多期地壳活动导致地下岩层强烈挤压变形,构造十分复杂,地震波场成像十分复杂和困难。这就需要采用相对客观的评价方法评价不同观测系统对复杂地质体勘探能达到的勘探效果,并通过优化施工设计方案,指导野外地震资料采集,使地震勘探成果最大程度地逼近地下实际情况,提高复杂地区地震资料采集品质。 本文结合胜利石油管理局地球物理勘探开发公司2002年启动的“地震勘探野外采集软件系统研发——Seisway?”,从实现采集施工设计软件着手,逐步扩充和完善地震采集相关技术和管理软件模块。2004年1月中国石化集团公司将胜利石油管理局“地震勘探野外采集软件系统研发”项目立为总公司科技攻关项目,投资资助研究开发。2005年12月SeisWay? V1.0版本通过了“山东省软件评测中心”软件测试。SeisWay?1.0版本已经投放使用。2006年6月,通过中石化集团科技项目评估,被评为优秀。 本文介绍其中地震正演模块,在介绍数据网格化基础上介绍地球物理模型建立方法,实现建立能描述复杂结构的地质模型,而且方便实现人机交互处理,数据结构方便后期处理。之后介绍模型正演的两种方法:高阶交错网格有限差分原理及其边界条件(最佳匹配层pml),稳定性;射线追踪,基于复杂结构模型的试射线追踪方法、迭代射线追踪方法和程函方程射线追踪方法,这些方法具有计算精度高和速度快的特点,能够满足实时追踪分析的需要。在上述软件算法基础上,介绍了软件的功能设计实现,介绍人机交换建模,有限差和射线追踪正演模拟的应用效果。“地震勘探野外采集软件系统”软件的成功开发,弥补了目前国内外现有地震勘探设计软件的不足,增强了地震勘探设计的能力,作为地震勘探野外采集技术发展的平台和促进了地震勘探技术的发展,使地震勘探的采集设计方法更加准确可靠,更加具有针对性。