射线追踪与波动方程正演模拟方法对比研究

地震学一般可以分为几何地震学和物理地震学,几何地震学中进行正演模拟方法就是射线追踪法,射追踪法是在合成记录时用地震子波和界面或地质体的反射系数进行反褶积运算,即。运算的最大特点就是说明了地震波传播的运动学特征。而在物理地震学中的波动方程法合成的地震记录是通过求解波动方程的数值解来模拟地震波场。在波动方程合成的地震记录中不单保持了地震波传播运动学特征外,还说明了地震波传播的动力学特征。本文将分别用射线追踪和波动方程的方法合成地震记录。     

剖面三维地质建模及高斯射线束正演

提出了一种利用二维地质剖面构建三维块状地质模型的方法。该方法以用户编辑的二维地质剖面为输入,寻找地质块体的拓扑关系,自动构建以地质块体为单元的块状三维地质模型。在三维块状模型的基础上,研究了三维高斯射线束正演方法。这是一种快速的地震记录合成方法,它将波动方程和射线理论紧密结合起来,通过运动学射线追踪获取射线轨迹,通过动力学追踪来获取中心射线附近的高频能量分布,因而既能反映波的运动学特征,又能表现波的动力学特点,并且具有运算速度快、精度高等优点。     

波动方程优化正演模拟研究

随着勘探目的层的逐渐加深,勘探难度越来越大,尤其是野外地震资料的采集,如果采集参数不合理,后果是不堪设想的。为此,在勘探某一区域时,在对野外采集参数分析优化设计出观测系统后,为确保采集参数和观测系统设计得合理正确,必须建立地质模型进行正演模拟,来检验各项参数。传统的观测系统正演模拟主要使用的是射线追踪理论,射线追踪存在高频近似假设及不能模拟多路径现象,存在着理论缺陷,本文将利用波动方程开发出新的正演模拟方法,收到了良好的效果。     

基于射线追踪的微地震信号正演模型

为了更准确地收集微地震信号,采用射线追踪的方法对多震源微地震数据进行正演模拟。首先根据射线 追踪试射法原理,不断修正初始出射方向,通过反复迭代获得最优出射角,最终得到精确的射线路径以及多道 合成微地震响应记录,实现正演过程。基于射线追踪的正演结果能准确地反映地层结构的运动学特征,是一种 快速、准确的微地震正演方法。通过对地震波传播规律的分析,反演结果表明,建立的正演模型能为微地震信 号处理、反演以及震源定位研究提供帮助。     

垂直磁偶极子2.5维正演模拟

讨论实际生产中常见的垂直磁偶极子2.5维正演问题.从Maxwell方程组出发,沿构造走向做Fourier变换转化到波数域,采用波数来模拟三维垂直磁偶源的特征;然后采用有限差分法计算得到沿走向方向的一系列离散波数场,再进行反Fourier变换得到空间域的场响应,从而实现2.5维正演.通过对比标准模型模拟结果,检验正演模拟的正确性之后,对不同参数下的水平板状体模型进行了试算,结果表明:(1)改变工作频率,磁场强度垂直分量在板顶均出现极小值,两侧有对称的极大值,且频率越高,磁场响应越激烈.(2)改变埋深,埋深越浅,磁场响应越激烈.(3)改变板长,板长越长,两个极大值间隔越大.当板长小于收-发极距时,只有一个极小值;而板长大于收-发极距时,曲线会出现两个极小值.(4)改变装置收-发极距,收-发极距越小,磁场强度垂直分量总体会越强,且当收-发极距比水平板长还小时,响应曲线也会出现两个极小值.分析得知,两个极小值本来是存在的,只是随着收-发极距相对板长不断增大,两个极小值便会重合在一起,造成平时所见的只有一个极小值现象.     

斜井井间地震高斯射线束正演方法

用于开展井间地震勘探的井多为斜井或水平井,使得本为二维的井间地震问题变为三维问题,常规正演方法在精度上和速度上都不能很好地满足实际生产需要。因高斯射线束方法能将波动方程法和射线追踪法很好地结合起来,首先推导了适用于斜井井间地震的高斯射线束方法原理,并利用VC++6.0和Qt环境编写了斜井井间地震高斯射线束法正演程序。利用所编软件对斜井井间地质模型进行正演模拟分析,并与常规正演方法进行对比,正演结果既有地震波的运动学特征又有动力学特征,计算速度非常快,优于常规正演方法。     

储层模型正演模拟及AVO特征研究

为了在多波地震资料解释过程中解决多波信息识别难的问题,基于弹性波正演技术,针对某油田勘探区块的实际储层地质模型,采用高阶交错网格差分技术正演模拟非零偏炮集多波地震记录,并经多波资料处理,得到纵波和转换波CMP和CCP叠前含AVA的动校正道集及叠加剖面。在已知模型的AVA计算、模型层位参数与正演纵、横波波场关系的基础上,对比研究了正演记录中各储层的纵波和转换波对应关系。对比分析结果表明,数值模拟结果与AVA分析结果吻合,同一储层的纵波和转换波波场响应有明显差异。     

波动方程正演模拟边界条件的比较分析

通过数值模拟研究了透明边界、Clayton-Engquist边界和完全匹配层边界的吸收效果,得出如下结论:在反射角和频率相同的情况下,完全匹配层边界条件效果最好,ClaytonEngquist边界效果次之,而透明边界条件的效果最差。以边界条件对100 Hz模型边界垂直反射的吸收效果来衡量,完全匹配层边界条件与Clayton-Engquist边界条件的效果分别是透明边界条件的16.5倍和3.5倍。在40 Hz的低频范围内,或者在反射角65°的情况下,Clayton-Engquist边界相对透明边界的吸收效果相对优势显著变弱。而完全匹配层边界的吸收效果则在150Hz频率范围内和75°反射角范围内始终保持稳定的相对优势。     

碳酸盐岩洞缝储集体正演模拟分析

碳酸盐岩非均质缝洞储层的地震响应特征复杂,而利用正演模拟技术模拟这种介质中传播的地震波的特征能为孔缝洞储层的预测提供理论依据。本文根据孔洞缝储集体的特点,建立均匀介质的正演模型,利用地震波场正演模拟技术,建立不同大小、不同波阻抗、不同埋深的缝洞型储层模型,分析缝洞型储层的地震响应特征,为碳酸盐岩储层地震勘探提供参数论证依据。     

双相介质波动方程正演模拟研究

本文在详细地介绍了双相介质和小波分析的有关理论的基础之上,对Biot方程进行了差分数值模拟正反演研究。利用有限差分法对双相介质Biot理论的波动方程进行了正演模拟,该方法对地震勘探中的双相介质方程的正演数值模拟取得较好的结果,为今后继续从事双相介质的工作打下了一定的基础。