频率域高精度波场延拓算子构建技术

发布时间：2016-09-09 11:25

  本文关键词：地震波探测地质构造复杂性的定量分析方法，，由笔耕文化传播整理发布。

《成都理工大学》 2011年

频率域高精度波场延拓算子构建技术

白敏  

【摘要】：随着油气勘探开发的不断深入,面临的勘探和开发对象也越来越复杂,其中包括复杂构造油气藏、岩性油气藏和裂缝油气藏等的勘探开发。因此,对地震偏移成像提出了更高的精度要求。 本文基于频率域高精度波场延拓算子构建技术,提出了两种新的频率域波场延拓算子:PADE高阶近似的波场延拓算子和有理式近似的波场延拓算子。从方法理论、精度分析、计算效率、参考速度的选择等四个方面与常规频率域算子对比,证明了它们的高成像精度和效率,具有重要的价值。具体包含以下几个方面的研究: (1)方法理论:对于非均匀介质的单程波方程,为了避免k_0( z_i )/ k_z ( z_i )中的k_z ( z i)=0,常规的近似方法是对k_0( z_i )/ k_z ( z_i )进行Taylor展开或PADE展开。本文的PADE高阶近似算子采用一种新的PADE展开方法,与常规的PADE展开相比,其具有更高的精度;有理式近似算子采用一阶分式近似,二阶抛物近似,其系数根据横向速度对比给定,满足频散误差最小。然后把近似后的k_0( z_i )/ k_z ( z_i )分解为1+a,通过推导,单程波方程可以表示为类似SSF的分裂步框架,分为时移项插值和频移项两步延拓,极大地提高了计算效率。 (2)精度分析:对SSF算子、PADE高阶近似算子、有理式近似算子以及FFD算子的成像精度从横向速度对比、传播角度和相对误差的关系以及频散误差分析两方面进行了研究。结果表明,PADE高阶近似算子和有理式近似算子的成像精度明显优于SSF算子。PADE高阶近似算子适应中等横向速度对比介质,有理式近似算子适应强横向速度对比介质。从对SEG/EAGE模型的偏移试验来看,PADE高阶近似算子、有理式近似算子可以达到与FFD算子相当的偏移成像效果。 (3)计算效率:SSF算子每延拓一层需要2次FFT,PADE高阶近似算子以及有理式近似算子需3次FFT和一次插值。FFD算子(相当于5次FFT)需2次FFT和一次FD校正。在相同的硬件条件下,对同一模型进行试算,PADE高阶近似算子的CPU时间比SSF增加31%,有理式近似算子的CPU时间比SSF算子增加44%,但远小于FFD的CPU时间。 (4)参考速度选择研究:从参考速度大于和小于真实速度两方面研究了参考速度的选择对SSF算子、PADE高阶近似算子和有理式近似算子的影响。结果表明:不论参考速度大于或小于真实速度,PADE高阶近似算子和有理式近似算子的成像精度均比SSF算子有显著改进。 (5)实际资料数值模拟:利用本文提出的高精度波场延拓算子分别对生物礁滩储层和J井地震响应进行数值模拟,模拟剖面与原始地震剖面有很高的吻合度,说明地质模型的建模和数值模拟是准确的,也验证了本文频率域高精度波场延拓算子的实际资料成像能力。

【关键词】：
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：P631.4
【目录】：

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