VTI介质射线追踪正演模拟研究

发布时间：2020-04-23 04:39

【摘要】：关于地震波场的研究方向主要包括两个方面:一是波场正演模拟,即正问题;二是波场参数反演,即反问题。地震波场的正演研究可以检验各种解释成果的可信度以及反演算法的正确性,为实际地震资料的处理和地下结构的预测提供了坚实的理论依据。地震波正演方法可分为波动方程正演模拟和射线追踪正演模拟,而本论文主要的研究内容即是采用射线方法对复杂的地质模型进行波场正演。地震射线方法广泛地应用于地震勘探理论与实践当中。传统的射线理论是以均匀各向同性介质为基本假设,对波场进行快速而有效的近似。这种简单的射线理论已经无法满足生产实践日益提高的需求。近些年来,高精度地震勘探得到了极大的重视和发展,其中射线理论也由各向同性介质向更趋近于真实地层的各向异性介质发展,基于复杂介质的射线追踪波场模拟研究逐渐成熟。要实现高精度地震勘探,势必要考虑到介质的各向异性,研究其在地震波传播过程中所扮演的角色,能够产生的影响,从而将之应用于实践当中。论文中对于复杂介质的研究主要集中于VTI介质的各向异性及复杂构造这两个方面。在理论上详细介绍了各向异性介质的成因、分类和各向异性弹性理论;研究了各向异性介质射线理论中常用的射线算法;以Snell定理、费马原理、惠更斯原理为基础,对基本的射线方程做出了推导,并且根据VTI介质弹性参数和Thomsen各向异性参数之间的相关关系,导出了VTI介质的群速度、相速度精确公式及近似公式。本文通过编程详细论证了VTI介质各向异性群相速度与Thomsen参数之间的函数关系以及各向异性对于射线追踪结果所产生的影响。程序以入射群角为自变量,采用控制变量法,分析研究了Thomsen参数ε、δ、γ对qP波、qSV波、qSH波群相速度的控制效果。通过建立不同的VTI地质模型,应用试射法进行波场模拟,系统讨论了地震波在各向异性介质中的传播规律。
【图文】：

长安大学硕士学位论文构和平行排列的微裂隙引起的各向异性。地壳中介质的各向异性主要是由两部分引起的，，一时定向裂隙，二是薄互层。周期性簿互层一般会形成 VTI 介质，平行排列的垂直裂隙、裂缝一般会形成 HTI 介质。地壳中普遍存在平行排列的流体充填的垂直裂隙微裂隙或优势定向排列的孔隙空间，1984 年，Crampin 将这一现象称为广泛扩容各向异性(Extensive DelatancyAnisotropy-EDA)介质。它的弹性矩阵为：11 12 1212 22 22 4412 22 44 224455550 0 02 0 0 02 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 0c c cc c c cc c c cCccc (2.常见的 TI 介质模型如图 2.1 所示。

长安大学硕士学位论文 t 0AC 上的时间变分。我们可以用变分计算法来求程，通过欧拉微分方程，我们可以求得射线的旅行时间。中从一种介质入射到另一种介质时，会在分公式为：2121sinsinvvθθ 2 为折射角，v 为层速度。如图 3.1 所示。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.4

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本文编号：2637364