组分型横观各向同性介质波场模拟研究

【摘要】： 在地震勘探中,为了更好地进行地震资料的采集、处理、解释和反演,需要研究地震波在各种介质中传播的机制,数值模拟是一种有效的手段。波动方程数值模拟实质上是根据地下介质条件求解地震波波动方程,模拟的地震波场包含地震波传播的各种信息。通过地震波场数值模拟,人们可以探索地震波传播机理、验证修改解释方案、进行反问题研究等。这对于地震采集施工设计,地震资料的处理、解释以及地震勘探后的岩性评价都具有重要意义。随着三维地震勘探的广泛应用及复杂介质精细成像的普遍开展,研究高效的正演模拟数值方法非常必要。 各向同性弹性波波动方程是其它各种模型的基础。但实际地层更加复杂,不仅有不均匀性,粘滞性,还具有各向异性。横向各向同性介质模型能更接近于真实情况。为达到目的,我们首先要对各向同性介质弹性波动方程进行实现,在此基础上逐步扩展到六方各向异性波动方程上,最后引入组分孔隙介质概念,实现最终研究目标。组分孔隙介质中的正演模拟技术对于人们正确了解含流体气体多孔介质中波的传播规律以及表征地下介质的构造与岩性特征等方面,具有重要的理论与应用意义,尤其在油气勘探领域。 本文在组分孔隙介质理论研究的基础上,首先,推导出二维横向各向同性组分孔隙弹性波波动方程。然后,利用交错网格有限差分数值模拟方法,计算了理论合成地记录和不同时刻的地震波传播快照,观测到了介质中的横、纵波,以及波的反射、透射现象,并考察分析了孔隙内流体替换过程中相关地震属性的变化。最后,是压制数值计算频散;直接采用差分法时由于频散的存在,易将记录中后续的反射波掩盖并降低波场模拟质量;本文在查找了大量外文资料后,采用通量校正(FCT)的算法来消除频散,突出了记录中的反射波,给出结论与建议。