粘弹VTI介质数值模拟

发布时间：2020-04-11 07:41

【摘要】：经过多年的勘探开发,地震勘探的目标逐渐由简单的浅层构造型油气藏转向深层隐蔽型油气藏,所要求的地震勘探精度也越来越高,目前绝大部分高效的地震勘探技术依旧是基于地下介质是弹性各项同性这一基本假设,但是,实践表明地下介质并非完全弹性,存在着诸多衰减机制,而且由于介质本身的性质以及分布的不均匀性,介质组成的多样性,使得地下介质还存在着广泛的各向异性性质,因而高精度的反演成像就要求有更能准确真实的反应地下介质情况的正演模型,需要同时反映地下介质的衰减性和各向异性。本文基于GSLS模型粘弹性理论和VTI各向异性理论,加入衰减各向异性参数来模拟介质的粘弹VTI各向异性性质;通过引入记忆变量的方式推导出弹性VTI介质和粘弹性VTI介质的波动方程;以交错网格有限差分的数值模拟方法,确定差分稳定性条件,加载震源,同时比较了传统完美匹配,不分裂卷积完美匹配层以及多轴完美匹配层的特点,以其计算量小,所需内存少,相对稳定的优势采用多轴卷积完美匹配层消除人工边界反射,实现粘弹VTI介质的数值模拟。为了验证数值模拟的稳定性,准确性,引入均匀介质模型,三层介质模型,以及复杂介质Hess模型和BP岩丘模型,通过对弹性VTI介质和粘弹性VTI介质的数值模拟结果对比分析,验证数值模拟的粘弹性VTI介质同时存在各向异性和粘弹性性质,使得振幅有所降低,分辨率下降。在得到的均匀介质的波场快照,以及复杂介质地震记录中可以观察到明显的衰减各向异性现象,即地震波的衰减与空间传播的方向有关,对地震波反演成像以及AVO分析有一定的指导作用。
【图文】：

技术路线图,介质,各项异性,波动方程

高效率的有限差分数值模拟技术成为研究的热点问题。内容及技术路线内容 VTI 介质波动方程基本理论：首先基于广义线性固体（Gτ参数理论确定品质因子的表达方式，再根据本构方程、运时加入表征各项异性的 Thomsen 参数以及衰减各项异性参介质以及二维粘弹性 VTI 介质的速度应力波动方程。 VTI 介质数值模拟：基于有限差分的基本方法，利用标波动方程进行离散差分，分析差分的稳定条件，，同时引入行衰减吸收，得到最佳数值模拟结果。同的地质模型对数值模拟方法，通过对弹性 VTI 介质，粘行对比分析，验证算法的可行性和稳定性，分析粘弹性介究内容，确定如下图 0.1 所示的技术路线：

模型图,基本力,粘弹性,模型

a)Kelvin-Voigt 模型 b）Maxwell 模型 c）标准线性固体模型图 1.1 粘弹性基本力学模型上述三种粘弹性基本模型中，应力应变的本构关系式分别为：tMM 12（1-1）tMMMt 121（1-2）tMMMMtMMM 1321323( )（1-3）其中：为应力，为应变，M1，M3分别表示粘弹性介质中的弹性系数，M2表示粘弹性介质中的粘滞系数。三种基本粘弹性模型的品质因子分别表达为：12tan1MMQKV （1-4）
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P631.4

【参考文献】