贴体网格剖分的地震资料逆时偏移方法研究
[Abstract]:As a fast and accurate numerical method, finite difference method (Finite Difference) has been widely used in the field of forward numerical simulation of wave equations. The finite difference method based on regular grid will produce ladder approximation when the wave equation is discretized, which will affect the accuracy of the simulation and make it difficult to solve the finite difference method. The body-fitted meshes generated by solving elliptic partial differential equations provide an effective means for the finite difference wave field simulation in this complex domain. With the help of body-fitted meshes and chain rules, the computation of spatial derivatives is transformed from irregular physical regions to regular computational domains, and the finite difference method is used in the computational domain. Compared with other irregular mesh generation methods, such as interpolation, mapping and unstructured meshes, body-fitted meshes have advantages in universality, accuracy and stability. In this paper, the techniques of body-fitted mesh, forward modeling of acoustic wave equation, inverse time migration (Reverse Time migration and perfectly matched layer (Perfectly Matched are applied in complex regions. Firstly, the body-fitted grid is generated by solving the elliptic partial differential equation. According to the different order of the chain rule, the two-dimensional acoustic wave equation in the form of second-order displacement is rewritten into the curvilinear grid, and two kinds of two-dimensional acoustic wave equations with body-fitted coordinates are obtained. The second form of wave equation is more symmetrical and compact than the first one. In order to suppress the artificial boundary reflection caused by truncated boundary, the PML equation corresponding to two kinds of acoustic wave equations is derived. In complex undulating surface regions, the use of the Summation-by-Partss-SBP finite difference method can ensure the stability of numerical simulation of non-uniform media in curved grids. The SBP finite difference method is particularly suitable for solving derivative terms with variable coefficients. In the first form, the coefficient of the derivative term can be obtained in advance, and the central difference method is used to discretize the two forms of wave equation and PML. Therefore, the explicit second-order precision SBP finite difference method is used for discretization, and the stability of the scheme is discussed by using the Fourier spectrum analysis method. Compared with the central finite difference method, the partial summation finite difference method is more stable. The fourth order finite-difference method has great advantages in reducing storage requirements and improving efficiency. Based on the second-order precision central difference method and the SBP finite difference method, the dispersion of the two kinds of body-fitted mesh acoustic equations and the spatial derivative term in PML are extended to the fourth order accuracy. The stability of the fourth order SBP difference discrete scheme is studied by using the Fourier spectrum analysis method. The stability conditions of the discrete equation are obtained, and the stability of the fourth order precision SBP finite difference method is proved to be higher than that of the central finite difference method. At the same time, the computation time and storage requirement of the second-order and fourth-order precision SBP finite difference method are compared in the model of the same size. The high precision and low frequency dispersion characteristics of the fourth-order method are verified, and it is shown that the fourth-order method is improving the computational efficiency. Reduce storage capabilities. In this paper, the method of body-fitted grid is applied to the inverse time migration of surface seismic and VSP (Vertical Seismic Profiling, vertical seismic profiles, and the corresponding imaging data volume in the curvilinear coordinate system is obtained. In order to solve the problem of data processing in the case of irregular observation system and surface undulation in actual seismic acquisition, this paper provides an effective technical means.
【学位授予单位】:中国石油大学(北京)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P631.4
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,本文编号:2182038
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