多井井间三维波场数值模拟与逆时偏移成像研究
发布时间：2024-05-14 04:51
井间地震是在上个世纪八十年代兴起的一项新型的地震勘探方法,它是在一个井内放置震源激发,在相邻的一个或多个井内放置检波器来接收地震波,然后对相邻的两个井获得的地震数据进行井间层析成像或反射波成像,以获取能够反映两井之间地质结构的一种地震方法。与地面地震相比,井间地震的采集具有能量传播距离短、接近探测目标、避开低速带等特点,因此能获得高频率、高信噪比的地震数据,使得勘探的精度显著提高。井间地震由于具有高精度、高分辨率等特点已被广泛应用于油气领域的构造精细成像、储层精细描述,工程地质与水文地质勘察,土木工程质量检测等多个方面。自上个世纪井间地震技术提出以来就一直是研究者研究的热点,目前井间地震的研究主要集中在井间二维成像阶段,即通过相邻的两个井进行数据采集和走时反演,获取两井之间的地下结构。但是二维井间勘探也存在一些不足之处：1)井间接收到的地震波场是来自三维空间的波场响应,二维条件下模拟的波场记录并不能全面地反映出井间三维空间的波场信息；2)二维井间的走时成像仅能获得两井所在平面的地质结构,不能获得剖面侧向的地质结构信息,使得成像结果的横向连续性差,不利于三维地质结构的解释和评价；3)维走...
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
作者简介
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
§1.1 研究背景和意义
§1.2 国内外研究现状
1.2.1 井间地震研究现状
1.2.2 波动方程正演模拟
1.2.3 逆时偏移
1.2.4 波场分离
1.2.5 存在的问题
§1.3 本文工作及章节安排
第二章 三维波动方程正演数值模拟方法
§2.1 三维弹性波波动方程推导
2.1.1 三维各向同性介质弹性波波动方程的一阶速度-应力方程
2.1.2 三维弹性波波动方程交错网格有限差分格式
2.1.3 稳定性条件
§2.2 吸收边界条件
2.2.1 经典的PML边界条件
2.2.2 非分裂的CPML边界条件
§2.3 模型对比分析
§2.4 本章小结
第三章 井间三维弹性波波动方程数值模拟与波场特征分析
§3.1 OpenMP并行编程模式
3.1.1 OpenMP简介
3.1.2 OpenMP编程模型
3.1.3 计算效率分析
§3.2 模型波场数值模拟与特征分析
3.2.1 层状模型模型
3.2.2 局部不均匀体模型
3.2.3 大倾角界面模型
3.2.4 侧向高速界面模型
§3.3 三维空间二维成像缺陷分析
§3.4 本章小结
第四章 井间纵横波波场分离
§4.1 井间波场分离基本原理
4.1.1 时距曲线特征
4.1.2 上下行波分离原理
4.1.3 纵横波分离原理
4.1.4 井间三分量数据分离流程
§4.2 理论模型波场分离
§4.3 本章小结
第五章 声波方程逆时偏移成像
§5.1 声波方程逆时偏移基本理论
§5.2 成像条件
5.2.1 互相关成像条件
5.2.2 激发时间成像条件
5.2.3 振幅比成像条件
§5.3 成像时间计算
5.3.1 三维波前快速推进算法原理
5.3.2 三维波前快速推进算法的实现
5.3.3 理论模型计算分析
§5.4 成像结果的去噪
5.4.1 成像噪声的产生机制
5.4.2 Poynting矢量去噪
5.4.3 Laplace去噪
5.4.4 理论模型分析
§5.5 本章小结
第六章 多井井间三维逆时偏移成像
§6.1 三维多井观测系统设计与分析
6.1.1 观测系统设计
6.1.2 不同观测系统成像效果分析
§6.2 理论模型研究
6.2.1 层状介质模型
6.2.2 局部不均匀体模型
6.2.3 大倾角界面模型
6.2.4 断层模型
6.2.5 弹性波数据成像
6.2.6 含噪声数据成像
§6.3 本章小结
第七章 总结与展望
§7.1 主要成果和创新点
§7.2 存在问题与研究展望
致谢
参考文献
本文编号：3973214
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
作者简介
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
§1.1 研究背景和意义
§1.2 国内外研究现状
1.2.1 井间地震研究现状
1.2.2 波动方程正演模拟
1.2.3 逆时偏移
1.2.4 波场分离
1.2.5 存在的问题
§1.3 本文工作及章节安排
第二章 三维波动方程正演数值模拟方法
§2.1 三维弹性波波动方程推导
2.1.1 三维各向同性介质弹性波波动方程的一阶速度-应力方程
2.1.2 三维弹性波波动方程交错网格有限差分格式
2.1.3 稳定性条件
§2.2 吸收边界条件
2.2.1 经典的PML边界条件
2.2.2 非分裂的CPML边界条件
§2.3 模型对比分析
§2.4 本章小结
第三章 井间三维弹性波波动方程数值模拟与波场特征分析
§3.1 OpenMP并行编程模式
3.1.1 OpenMP简介
3.1.2 OpenMP编程模型
3.1.3 计算效率分析
§3.2 模型波场数值模拟与特征分析
3.2.1 层状模型模型
3.2.2 局部不均匀体模型
3.2.3 大倾角界面模型
3.2.4 侧向高速界面模型
§3.3 三维空间二维成像缺陷分析
§3.4 本章小结
第四章 井间纵横波波场分离
§4.1 井间波场分离基本原理
4.1.1 时距曲线特征
4.1.2 上下行波分离原理
4.1.3 纵横波分离原理
4.1.4 井间三分量数据分离流程
§4.2 理论模型波场分离
§4.3 本章小结
第五章 声波方程逆时偏移成像
§5.1 声波方程逆时偏移基本理论
§5.2 成像条件
5.2.1 互相关成像条件
5.2.2 激发时间成像条件
5.2.3 振幅比成像条件
§5.3 成像时间计算
5.3.1 三维波前快速推进算法原理
5.3.2 三维波前快速推进算法的实现
5.3.3 理论模型计算分析
§5.4 成像结果的去噪
5.4.1 成像噪声的产生机制
5.4.2 Poynting矢量去噪
5.4.3 Laplace去噪
5.4.4 理论模型分析
§5.5 本章小结
第六章 多井井间三维逆时偏移成像
§6.1 三维多井观测系统设计与分析
6.1.1 观测系统设计
6.1.2 不同观测系统成像效果分析
§6.2 理论模型研究
6.2.1 层状介质模型
6.2.2 局部不均匀体模型
6.2.3 大倾角界面模型
6.2.4 断层模型
6.2.5 弹性波数据成像
6.2.6 含噪声数据成像
§6.3 本章小结
第七章 总结与展望
§7.1 主要成果和创新点
§7.2 存在问题与研究展望
致谢
参考文献
本文编号：3973214
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/diqiudizhi/3973214.html
