任意广角方程逆时偏移及其在煤田资料中的应用

利用任意广角方程逆时延拓的高阶有限差分格式实现了纵波资料的叠前逆时深度偏移,给出了稳定性条件及吸收边界条件;采用归一化互相关成像条件,在成像条件的计算中摒弃双程波方程,采用单程波方程对检波点逆时延拓波场和炮点正向延拓波场进行计算,得出了最佳归一化互相关成像条件.该算法在煤田资料偏移处理中,对较深处的构造清晰成像,取得了较好的应用效果.     

任意裂隙方位双相HTI介质的地震波方程及正演模拟

基于BISQ方程的高频极限,导出了适用于任意方位角的双相HTI介质波动方程,推导了该方程在交错网格空间中求解的高阶有限差分格式和对应的完全匹配层(PML)吸收边界条件,实现了该类介质的地震波场正演模拟。模拟结果表明,该方法能准确模拟地震波在双相HTI介质中的传播过程,得到高精度的波场快照和合成记录。分析得出:在双相各向异性介质中,弹性波的传播仍表现出各向异性特征;孔隙度、粘滞系数和固液耦合密度主要影响慢纵波的振幅和形态。     

利用多波地震资料反演煤层裂隙参数

研究了两种利用多波多分量地震资料反演煤层裂隙的方法.首先从弹性波动方程出发,通过正演记录研究了介质的方位各向异性对转换横波的偏振特性,在此基础上分析了利用横波记录的方位角道集获取地下裂隙参数的可行性与基本原理.然后,提出了一种在共转换点道集中利用基于多道统计的角度扫描法求取地下目标煤层的裂隙发育方位的方法.实际资料处理证明了该方法的准确性与可靠性.     

三维波动方程的数值频散关系及其叠前和叠后数值模拟

采用适于三维各向同性介质正演的有限差分格式,对声波方程进行了差分离散,导出了差分格式的数值频散关系。研究表明,三维正演的数值频散主要受分精度及网络空间步长的影响,尤以后者影响更甚。在相同的条件下,部分步长越大及差分精度越低,数值频散现象越明显。研究还表明,部分网格有低通滤波作用,因而在正演时应使激发源的主要频率远离网格的截止频率,以保证精度。在此基础上对某地质模型进行了叠前和叠后数值模拟。计算结果表明,叠前模拟能够比较真实地反映地震波在地下介质中的传播规律,但计算量过大;叠后模拟时,爆炸界面法能较好地反映地下反射界面形状,但不宜计算较大的模型;平面波照射法可用于计算较大的模型,且能较好地反映波的动力学特征,但不能精确地反映界面形态。     

三维波动方程的数值频散关系及其叠前和叠后数值模拟

采用适于三维各向同性介质正演的有限差分格式 ,对声波方程进行了差分离散 ,导出了差分格式的数值频散关系。研究表明 ,三维正演的数值频散主要受差分精度及网格空间步长的影响 ,尤以后者影响更甚。在相同的条件下 ,剖分步长越大及差分精度越低 ,数值频散现象越明显。研究还表明 ,剖分网格有低通滤波作用 ,因而在正演时应使激发源的主要频率远离网格的截止频率 ,以保证精度。在此基础上对某地质模型进行了叠前和叠后数值模拟。计算结果表明 ,叠前模拟能够比较真实地反映地震波在地下介质中的传播规律 ,但计算量过大 ;叠后模拟时 ,爆炸界面法能较好地反映地下反射界面形状 ,但不宜计算较大的模型 ;平面波照射法可用于计算较大的模型 ,且能较好地反映波的动力学特征 ,但不能精确地反映界面形态     

利用三维地震勘探纵波方位振幅随偏移距变化技术检测煤田裂隙

裂隙检测对煤田生产和安全具有重要意义，地下裂隙的存在导致地震波场呈现方位各向异性的特征，地震波反射振幅随炮检距和方位角的变换而变化．在弱各向异性假设下，纵波反射系数可以简明地表示为裂隙参数的解析函数．为了利用地震波反射振幅与炮检距和方位角的变化规律预测安徽淮南某煤矿地下裂隙分布情况，在该地区进行了全方位角三维地震勘探，通过三维地震资料的精细分析和处理，主力煤层附近的地震波场呈现明显的方位各向异性特征，反射振幅随方位角的变换规律与方位各向异性理论预测结果吻合良好，表明纵波方位振幅随偏移距变化(AVO)理论可以用于该煤田裂隙方位和裂隙密度的预测．     

非零井源距VSP多分量地震资料逆时偏移

上行波叠前深度偏移是提高非零井源距VSP地震资料成像精度的主要途径之一。从二维各向同性介质中的弹性波动方程出发,在交错网格空间中推导了弹性波场逆时延拓的高精度有限差分算子,给出了弹性波场逆时延拓的最佳匹配层吸收边界条件,从时间一致性准则出发,通过求解程函方程获取VSP地震资料逆时偏移的成像条件,在此基础上实现了非零井源距VSP多分量地震资料联合逆时深度偏移。理论模型与实际资料均得到了高质量的成像结果。     

含直立裂缝粘弹性介质地震波场正演模拟

以Carcione各向异性粘弹性理论为基础,导出了适用于任意方位角的粘弹性方位各向异性(HTI)介质的波动方程,推导了该方程在交错网格空间中求解的高阶有限差分格式和对应的完全匹配层(PML)吸收边界条件,实现了该类介质的地震波场正演模拟。模拟结果表明,该方法能准确模拟地震波在含直立裂缝粘弹性介质中的传播过程,得到高精度的波场快照和合成记录。初步分析了介质的各向异性特征和衰减特征,研究了裂缝方位角和粘滞性参数对地震波场的影响机理。