粘弹性波动方程正演模拟与参数反演

发布时间：2017-05-03 17:00

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【摘要】： 地震波在真实介质中传播与在理想介质中传播有很多不同之处,介质的粘滞性会损耗地震能量,使振幅衰减并且视频率逐渐降低。地震波的这种衰减和频散,使得不能直接从地震数据上得到准确的地下信息和分辨率更高的图像。 本文从粘弹性介质的波动方程入手,从理论上分析了地震波在粘弹性介质中的吸收和衰减。采用伪谱法和有限差法研究粘弹性介质中的波场,模拟过程中引入不同的边界条件,推导出不同边界条件下的粘弹性介质波动方程。通过数值模拟,比较了不同方法、不同边界的模拟效果,着重分析了不同粘滞系数对地震波吸收和衰减的影响,得到了有关介质的粘滞性对地震波传播影响的认识和结论。 在此基础上,采用遗传算法和模拟退火算法相结合的非线性方法来反演粘性介质中的参数,目的是得到与介质粘滞性密切相关的地层的品质因子,然后通过偏移补偿地震波传播中的吸收和衰减,得到更好的成像效果,提高资料的分辨率。
【关键词】：粘弹性 品质因子 参数反演 遗传算法 吸收和衰减
【学位授予单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：P631.443
【目录】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-10
• 第1章 前言10-15
• 1.1 选题的目的及意义10
• 1.2 国内外研究和发展现状10-13
• 1.3 主要研究内容和研究思路13-15
• 第2章 粘弹性介质中的地震波15-22
• 2.1 粘弹性介质15-16
• 2.2 描述粘弹性介质的有关名词和概念16-17
• 2.3 粘弹性介质的分类17-19
• 2.3.1 达朗贝尔介质17
• 2.3.2 麦克斯韦尔（Mexwell）介质17-18
• 2.3.3 开尔芬（Kelvin）介质18
• 2.3.4 三元件的标准线性粘弹性介质18-19
• 2.3.5 标准线性粘弹性介质19
• 2.3.6 波尔茨曼介质19
• 2.4 处理粘弹性介质的思路方法19-22
• 2.4.1 从本构方程加介质的粘滞性因素19-21
• 2.4.2 从运动方程加入阻尼因素21
• 2.4.3 结合方法21-22
• 第3章 开尔芬粘弹性介质中的波场研究22-70
• 3.1 开尔芬介质的本构方程23-25
• 3.1.1 距阵形式的波动方程24
• 3.1.2 分量形式的波动方程24-25
• 3.1.3 矢量形式的波动方程25
• 3.2 矢量波场的纵波和横波波场的分解25-29
• 3.2.1 波场无旋位移场和无散位移场的分解25-26
• 3.2.2 矢量波场体变系数和旋转系数的波动分解26-27
• 3.2.3 位移位的标量位和矢量位满足的波动方程27-28
• 3.2.4 应变系数与位移位函数之间的关系28-29
• 3.3 纵波和横波传播的波函数29-31
• 3.4 开尔芬粘弹性介质波动方程的推导31-34
• 3.5 边界条件34-50
• 3.5.1 差分法34-46
• 3.5.2 伪谱法46-50
• 3.6 震源函数50-51
• 3.7 激发方式51-53
• 3.7.1 集中力源51
• 3.7.2 纵波源51-52
• 3.7.3 横波源52
• 3.7.4 等能量源52-53
• 3.8 数值模拟53-70
• 3.8.1 差分法和伪谱法模拟53-54
• 3.8.2 边界条件模拟54-58
• 3.8.3 地面地震模拟58-64
• 3.8.4 井间地震模拟64-66
• 3.8.5 VSP模拟66-70
• 第4章 粘弹性波场的参数反演70-93
• 4.1 遗传算法71-76
• 4.1.1 遗传算法的基本概述71-72
• 4.1.2 遗传算法的实现方法72-75
• 4.1.3 遗传算法的基本步骤及特点75-76
• 4.2 模拟退火算法76-79
• 4.2.1 模拟退火算法的基本概述76
• 4.2.2 模拟退火算法的实现方法76-77
• 4.2.3 模拟退火算法的基本步骤及特点77-79
• 4.3 混合遗传模拟退火算法79-80
• 4.4 遗传模拟退火算法在叠前反演中的应用80-83
• 4.5 模型试算83-93
• 4.5.1 声波反演83-86
• 4.5.2 粘滞声波反演86-93
• 第5章 粘弹性介质中的衰减补偿研究93-104
• 5.1 衰减的基本理论93-95
• 5.1.1 岩石的吸收衰减机制93-94
• 5.1.2 岩石的吸收衰减参数94-95
• 5.2 影响地层吸收衰减的因素95-96
• 5.3 地层吸收衰减的补偿方法96-97
• 5.3.1 反Q滤波法96
• 5.3.2 谱白化96
• 5.3.3 小波变换频率补偿96-97
• 5.4 粘滞声波介质中的偏移补偿97-104
• 5.4.1 水平层状模型99-101
• 5.4.2 楔状模型101-104
• 第6章 结论和建议104-106
• 6.1 结论104-105
• 6.2 建议105-106
• 参考文献106-111
• 致谢111-112
• 个人简历、在学习期间的研究成果112

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 陈勇;李扬;陈小宏;;地震波形反演综述[J];黑龙江大学自然科学学报;2012年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 何兵红;基于衰减介质的地震波数值模拟及吸收属性提取方法研究[D];中国石油大学;2011年

2 吴琳;品质因子求取与补偿方法研究[D];中国石油大学;2011年

3 李扬;粘弹性地震波形反演的多尺度全变差正则化方法[D];哈尔滨工业大学;2011年

4 杨晓莉;一类偏微分方程反问题的微分进化算法研究[D];西安理工大学;2010年

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本文编号：343365