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VIP服务公告:三维VTI介质qP波正演方法研究--《中国石油大学》2008年硕士论文
三维VTI介质qP波正演方法研究
【摘要】:
地球介质的各向异性是普遍存在的,地震各向异性研究已经成为地震学研究领域中的前沿课题之一。地震波正演模拟是模拟地震波在地球介质中的传播过程,并研究地震波的传播特性与地球介质参数的关系,通过正演模拟以达到对实际观测地震记录的最优逼近。开展地震波的正演模拟研究,对人们正确认识地震波的传播规律,验证所求地球模型的正确性;进行实际地震资料的地质解释与储层预测以及地球资源开发等,均具有重要的理论和实际意义。
本文对具有垂直对称轴的三维横向各向同性(VTI)介质qP波在频率域和时间域进行了正演模拟。在频率域正演中,从三维VTI介质频率空间域qP波波动方程出发,在常规差分算子的基础上构造了适合三维VTI介质的频率空间域加权平均有限差分算子,利用Gauss-Newton优化方法算出VTI介质加权平均差分算子系数,并对常规差分算子和加权平均差分算子进行了速度频散精度对比分析。本文把螺旋边界和吸收边界应用在频率域正演上,在求取大型带状稀疏差分矩阵方面,作者提出了改进算法;并给出了三维频率域正演的数值实例。在三维VTI介质qP波时间域正演模拟方面,首先对三维VTI介质qP波时间域波动方程进行降阶处理,接着利用提出的加权平均差分算子对波动方程进行差分,并对加权平均差分算子进行了速度频散精度对比分析,还提出了一种新的分裂的完全匹配层来处理时间域边界,并进行了边界处理效果对比分析,最后进行了三维时间域正演模拟。频率域和时间域数值模拟表明:本文提出的算法有效地压制了数值频散,成功地减少了人为边界反射,具有较高的模拟精度,为三维VTI介质qP波的偏移和反演奠定了理论基础。
【关键词】:
【学位授予单位】:中国石油大学【学位级别】:硕士【学位授予年份】:2008【分类号】:P631.4【目录】:
Abstract5-8
第一章 绪论8-13
1.2 选题背景8-12
1.3 论文研究内容12-13
第二章 各向异性介质弹性波基本理论13-26
2.1 各向异性介质弹性波波动方程13-16
2.1.1 本构方程(Hooke’s Law 广义虎克定律)13-15
2.1.2 运动微分方程(Navier Equation 纳维尔方程)15
2.1.3 几何方程(Cauchy Equation)15-16
2.2 实际的各向异性介质及其波动方程16-18
2.3 VTI 介质中平面波特征与Thomsen 近似18-22
2.3.1 Thomsen 参数与TI 介质的弹性参数18-19
2.3.2 弹性参数的Thomsen 参数表征19-20
2.3.3 VTI 介质中相速度与群速度的Thomsen 参数表征20-22
2.4 VTI 介质波动方程分解22-26
2.4.1 VTI 介质的频散关系22-24
2.4.2 VTI 介质qP 波波动方程24-26
第三章 三维VTI 介质qP 波频率域正演模拟26-66
3.1 常规差分算子格式26-27
3.2 加权平均差分算子格式27-43
3.3 加权平均差分算子系数43-46
3.4 速度频散精度分析46-48
3.5 频率域边界处理48-53
3.5.1 吸收边界的发展及简介48-50
3.5.2 螺旋边界50-51
3.5.3 完全匹配层边界51-53
3.6 大型带状稀疏矩阵求解53-62
3.6.1 直接法及谱因式分解法53-56
3.6.2 迭代法56-58
3.6.3 稀疏矩阵存贮技术58-59
3.6.4 改进算法59-62
3.7 数值试例62-64
3.8 小结64-66
第四章 三维VTI 介质qP 波时间域正演模拟66-92
4.1 时间域波动方程降阶处理66-67
4.2 加权平均算子频散分析67-71
4.3 时间域边界处理71-78
4.3.1 三维VTI 介质qP 波的分裂的完全匹配吸收层72-75
4.3.2 完全匹配吸收层数值模拟75-78
4.4 三维VTI 介质qP 波有限差分稳定性条件78-79
4.5 模型试算79-91
4.5.1 层状模型79-83
4.5.2 复杂现象讨论83-89
4.5.3 复杂模型89-91
4.6 小结91-92
参考文献94-99
攻读硕士学位期间取得的学术成果99-100
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瞬变电磁法二、三维正演理论的发展
【摘要】:瞬变电磁法(TEM)因其在石油、煤田、硫化物矿体以及地热等勘探方面的成功应用而受到人们越来越多的关注。瞬变电磁法的一维正、反演问题如今已解决得比较好;而二、三维问题却尚未圆满解决,本文通过对前人在这方面所做的各项理论研究的回顾和评述,寻求今后工作的重点和在更新意义上的突破。
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