时域声波方程逆时偏移成像及其角道集计算

发布时间：2017-03-20 03:08

  本文关键词：时域声波方程逆时偏移成像及其角道集计算，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来，由于计算机技术的飞速发展以及对复杂构造油气藏成像要求的提高，逆时偏移因其不受地层倾角的限制并且具有较好的振幅保真性受到了学术界和工业界的重视，成为当前勘探地球物理的一个研究热点。虽然逆时偏移是精度较高的成像方法，，但计算量大、存储量大以及低频噪声制约了逆时偏移的发展。 针对逆时偏移方法的存储量问题，本文总结了目前比较常用的存储策略，在有效边界存储策略基础上，通过分析有限差分格式，重新定义了有效边界区域，给出了改进的有效边界存储策略，该策略可在不增加任何额外计算量的情况下有效地降低逆时偏移的存储量。利用Marmousi模型、SEG/EAGE盐丘模型测试，结果表明了改进的有效边界存储策略的有效性和实用性。 低频噪声严重地影响了逆时偏移的成像质量，选择合适的低频噪声压制方法是进行逆时偏移时必然涉及到的一个重要方面。本文首先分析了逆时偏移中低频噪声的产生机制，并对各类低频噪声压制方法进行了分析和归类，总结各类方法的优缺点。利用Poynting矢量将全波场分解为上行波、下行波、左行波和右行波，实现了使用基于Poynting矢量的归一化波场分解互相关成像条件进行成像，以达到压制低频噪声的目的，提高成像精度。通过Mamousi模型以及SEG/EAGE模型试算，表明在波场传播的过程中利用Poynting矢量实现上行波、下行波、左行波和右行波分解的有效性，测试结果表明成像时使用基于Poynting矢量的归一化波场分解互相关成像条件可以更好的压制低频噪声，得到精度更高的逆时偏移成像结果。 除上述的低频噪声之外，在逆时偏移成像结果中还存在一些其他类型的构造假象。本文针对逆时偏移可以准确成像的前提，即检波点反向传播波场与炮点正向传播波场在传播路径和时间等方面相同。分别对不同接收方向、不同排列长度以及不同道间距所接收的地震记录做反向外推，得到检波点反向传播波场，并与炮点正向传播波场进行对比，分析炮点正向传播波场与检波点反向传播波场存在差异的原因。通过对模型数据结果的分析得到：由于不能接收各个方位的地震数据，导致其在反向外推过程中产生了新的波场，使得逆时偏移成像结果中出现假象；此外，道间距对于逆时偏移成像的影响比排列长度对于逆时偏移的影响小。 逆时偏移虽然有着提高复杂构造成像质量的优越性，但是方法本身对于速度的精度要求很高。共成像点道集是叠前深度偏移中很重要的输出道集，它可以为深度偏移处理提供速度信息。本文实现了在逆时偏移过程中提取角度域共成像点道集的方法，该方法通过Poynting矢量计算反射角，最后通过给定的成像条件直接得到角度域域共成像点道集。该方法额外的计算量和存储量较小，适合于偏移速度分析。通过简单模型试算验证了Poynting矢量提取角度域共成像点道集时角度的分选性，在SEG/EAGE二维盐丘模型上使用该方法进行角道集的提取，试算结果表明了该方法的有效性。
【关键词】：声波方程 逆时偏移 有效边界 低频噪声 Poynting矢量 角度域共成像点道集
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P631.4
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 选题依据及研究意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-18
• 1.2.1 逆时偏移研究现状13-16
• 1.2.2 角度域共成像点道集提取方法研究现状16-18
• 1.3 论文主要研究内容18-20
• 第2章 逆时偏移20-28
• 2.1 双程波动方程逆时偏移原理20-21
• 2.2 逆时偏移波场延拓理论21-24
• 2.2.1 一阶声波方程时间导数 2M 阶差分近似21-22
• 2.2.2 一阶声波方程空间导数 2N 阶差分近似22-23
• 2.2.3 一阶声波方程交错网格有限差分格式23-24
• 2.3 震源函数24
• 2.4 边界条件24-25
• 2.5 数值频散25-28
• 第3章 逆时偏移影响因素分析28-40
• 3.1 初始速度模型的影响28-32
• 3.2 震源子波的影响32-34
• 3.3 模型边界的影响34-35
• 3.4 直达波的影响35-36
• 3.5 正向传播波场与反向传播波场对比分析36-40
• 3.5.1 不同接收方式的正向与反向波场对比分析36-37
• 3.5.2 不同排列长度的正向与反向波场对比分析37-38
• 3.5.3 不同道间距的正向与反向波场对比分析38-40
• 第4章 逆时偏移存储策略研究40-60
• 4.1 常用的存储策略40-41
• 4.2 边界存储策略41-43
• 4.3 有效边界存储策略43-46
• 4.4 改进的有效边界存储策略46-48
• 4.5 模型试算48-60
• 4.5.1 单点绕射模型50-51
• 4.5.2 倾斜层状介质模型51-54
• 4.5.3 SEG/EAGE 二维盐丘模型54-56
• 4.5.4 Marmousi 模型56-60
• 第5章 逆时偏移去噪方法研究60-80
• 5.1 偏移噪声的产生机制60-61
• 5.2 去噪方法61-66
• 5.2.1 波场传播过程中去噪61-63
• 5.2.2 应用成像条件去噪63-65
• 5.2.3 成像后去噪65-66
• 5.3 基于 Poynting 矢量的归一化波场分解互相关成像条件66-71
• 5.3.1 归一化波场分解互相关成像条件66-68
• 5.3.2 Poynting 矢量分解上、下、左和右行波68-71
• 5.4 模型试算71-80
• 5.4.1 水平层状介质模型71-72
• 5.4.2 Marmousi 模型72-75
• 5.4.3 SEG/EAGE 二维盐丘模型75-80
• 第6章 逆时偏移角道集计算80-96
• 6.1 逆时偏移计算角道集的方法80-85
• 6.1.1 地下局部偏移距方法80-82
• 6.1.2 局部平面波分解法82-84
• 6.1.3 基于方向向量的方法84-85
• 6.2 Poynting 矢量法计算角道集85-89
• 6.2.1 Poynting 矢量计算反射角86-88
• 6.2.2 提取角度域共成像点道集88-89
• 6.3 模型试算89-96
• 6.3.1 水平层状介质模型89-90
• 6.3.2 多层水平层状介质模型90-92
• 6.3.3 SEG/EAGE 二维盐丘模型92-96
• 第7章 结论与展望96-98
• 7.1 结论96-97
• 7.2 展望97-98
• 参考文献98-106
• 作者简介及攻博期间的科研成果106-108
• 致谢108

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘国峰;刘钦;李博;佟小龙;刘洪;;油气勘探地震资料处理GPU/CPU协同并行计算[J];地球物理学进展;2009年05期

2 张美根,王妙月;各向异性弹性波有限元叠前逆时偏移[J];地球物理学报;2001年05期

3 刘红伟;李博;刘洪;佟小龙;刘钦;;地震叠前逆时偏移高阶有限差分算法及GPU实现[J];地球物理学报;2010年07期

4 杨仁虎;常旭;刘伊克;;叠前逆时偏移影响因素分析[J];地球物理学报;2010年08期

5 刘红伟;刘洪;邹振;崔永福;;地震叠前逆时偏移中的去噪与存储[J];地球物理学报;2010年09期

6 李博;李敏;刘红伟;刘洪;;TTI介质有限差分逆时偏移的稳定性探讨[J];地球物理学报;2012年04期

7 李博;刘红伟;刘国峰;佟小龙;刘洪;郭建;裴江云;;地震叠前逆时偏移算法的CPU/GPU实施对策[J];地球物理学报;2010年12期

8 王保利;高静怀;陈文超;张唤兰;;地震叠前逆时偏移的有效边界存储策略[J];地球物理学报;2012年07期

9 王保利;高静怀;陈文超;张唤兰;;逆时偏移中用Poynting矢量高效地提取角道集[J];地球物理学报;2013年01期

10 严红勇;刘洋;;基于时空域自适应高阶有限差分的声波叠前逆时偏移[J];地球物理学报;2013年03期

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1 皮红梅;双程波动方程数值模拟和照明分析方法研究[D];吉林大学;2009年

  本文关键词：时域声波方程逆时偏移成像及其角道集计算，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：257058