黏性介质正演及逆时偏移成像方法研究

发布时间：2023-04-19 18:07

　　实际地球介质更接近黏弹性介质,介质的黏性对地震波的运动学和动力学特征都会产生影响:波的频散和衰减。如果忽略黏性影响,偏移和反演都会产生不正确的结果,从而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。实际地下岩石的黏性效应可以很好地由黏弹模型描述,而正演模拟是偏移和反演的基础,因此本文探讨和研究了黏性介质中地震波传播的数值模拟以及逆时偏移(RTM)中对黏性效应的补偿。论文首先从黏弹性介质的基本理论入手,推导了广义标准线性固体(GSLS)的黏弹波动方程,发展和完善了黏弹介质中波传播的交错网格高阶有限差分算法。其中求取松弛时间时,不经过任何近似或假设,利用黏声或黏弹的品质因子公式建立超定非线性方程组,并采用非线性最优化方法直接计算来拟合近似常Q模型,这样精度更高。对于吸收边界条件,本文将近期发展起来的卷积完全匹配层(C-PML)和多轴完全匹配层(M-PML)相结合,发展了多轴卷积完全匹配层(MC-PML),兼具较高的稳定性和较好的吸收效果。然后对上述差分算法进行了数值频散与稳定性分析。将离散后的差分格式进行时空傅里叶变换到频率波数域,得到离散的频散关系,并与黏性介质的解析频散...

【文章页数】：127 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
创新点摘要
第一章 绪论
    1.1 论文研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 正演模拟方法
        1.2.2 黏弹介质的研究现状
        1.2.3 逆时偏移
        1.2.4 黏性介质偏移成像
    1.3 论文研究内容
第二章 黏弹性介质基本理论
    2.1 黏弹性介质的基本性质
    2.2 常用的黏弹性介质模型
        2.2.1 麦克斯韦尔（Maxwell）固体模型
        2.2.2 开尔芬（Kelvin）固体模型
        2.2.3 标准线性黏弹性介质
        2.2.4 更普遍的线性黏弹性模型
        2.2.5 波尔兹曼（Boltzmann）黏弹性固体
    2.3 黏弹性介质的品质因子Q
        2.3.1 品质因子的定义
        2.3.2 品质因子Q值与介质速度V的经验关系
        2.3.3 品质因子Q的频散
    2.4 黏弹性介质中地震波能量衰减机理
第三章 黏弹性介质有限差分模拟
    3.1 引言
    3.2 近似常Q黏弹模型构建
        3.2.1 线性黏弹模型基本理论
        3.2.2 黏声介质常Q拟合
        3.2.3 黏弹介质常Q拟合
    3.3 完全匹配层吸收边界条件
        3.3.1 C-PML吸收边界条件
        3.3.2 M-PML吸收边界条件
        3.3.3 MC-PML吸收边界条件
        3.3.4 模型试算与应用
    3.4 小结
第四章 黏弹波动方程有限差分格式的频散与稳定性分析
    4.1 引言
    4.2 稳定性分析
    4.3 数值频散分析
    4.4 小结
第五章 黏弹性介质中纵横波分离的正演模拟
    5.1 引言
    5.2 基本原理
    5.3 数值模拟
        5.3.1 均匀介质模型
        5.3.2 层状介质模型
        5.3.3 凹陷模型
        5.3.4 复杂介质模型
    5.4 小结
第六章 黏声介质逆时偏移成像
    6.1 引言
    6.2 Q-RTM基本原理
    6.3 二阶黏声波动方程
    6.4 Q-RTM的实施流程
    6.5 规则化处理
        6.5.1 添加规则化项
        6.5.2 低通滤波
    6.6 复杂模型试算
        6.6.1 凹陷模型
        6.6.2 Marmousi模型
    6.7 实际资料试处理
    6.8 小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
作者简介



本文编号：3793945