复杂地表区波动方程基准面校正方法

在分析波动方程基准面校正原理的基础上,提出了“相移一时移法”波场延拓算法,将相移算子分解为偏移算子、延拓算子和时移算子,并修改了Stolt公式,使得波动方程基准面校正能适应地表起伏剧烈、近地表速度纵横向变化剧烈的复杂地表条件。用编写的软件对复杂地表区的实际资料进行了试算,处理结果表明,用“相移-时移法”进行波动方程基准面校正能很好地消除起伏地表和复杂地表结构对数据的影响,为速度分析和同相叠加奠定良好的基础。     

波场延拓静校正在复杂地表区的应用及分析

在西部复杂地表地区地震勘探中,近地表剧烈变化引起的静校正问题尤为突出,静校正成为地震资料处理中的一项重要工作。常规的静校正技术均基于地表一致性假设,在复杂地表地区已经不再适用。为了适应复杂地表地区特点,基于非地表一致性假设的波场延拓静校正被提出,相对常规静校正技术具有明显优势。通过模型正演和实际资料处理效果,对比了波场延拓静校正与常规地表一致性静校正方法,并定量地分析了近地表速度模型对波场延拓静校正效果的影响。     

复杂介质中地震波传播的数值模拟

提出了复杂介质中地震波传播数值模拟的有限体方法,有限体方法具有与有限元方法相同的网格剖分的灵活性,但计算工作量和存储量少得多。数值结果表明了算法的有效性。     

储集层参数对地震波传播特征的影响波场模拟法

通过对储集层中地震波场的数值模拟,定性地讨论了孔隙度、渗透率及流体粘滞性对地震波振幅和速度的影响,为以后定量研究储层的这些参数与地震波传播特征的关系打下基础。     

谈在复杂地表条件下的煤田三维地震勘探

在煤田三维地震勘探中,西北部复杂的地表地形条件,尤其是在沙漠和基岩出露地区将直接对数据采集质量造成不利影响。在实际施工中根据地区特点针对性地采取措施,通过试验对比,选择良好的激发、接收条件,采取有效的施工措施,优化采集参数,获得最佳采集效果;做好每一个处理环节的质量监控,确保处理成果的质量;优化解释流程,采用人机联作解释的方法,不断深化研究,获得了比较好的勘查效果,为矿井采区划分提供了准确地质依据。     

TI介质地震波场数值模拟边界条件处理

地震波场数值模拟研究中,边界条件处理非常重要,它直接影响模拟地震数据的精度.针对TI(Transversely Isotropic)介质一阶速度—应力弹性波动方程组,利用时间域分裂法给出了PML(Perfectly matched layer,完全匹配层)吸收边界条件,其基本思想是在所研究的区域外引入吸收层,地震波从有效计算区域传播到吸收层时不发生任何反射,且在吸收层内按传播距离呈指数衰减,不发生反射.利用交错网格高阶差分技术对PML吸收边界条件求解,对比不同边界条件数值模拟结果表明,PML吸收边界条件较应用广泛的Clayton吸收边界有更好的吸收效果,能更好地满足地震数值模拟的需要.     

复杂地质体粘滞弹性波正演模拟的有限差分法

运用时空域的二阶中心差分法,由运动微分方程自由边界条件及人工边界上的吸收边界条件,导出了二维非均匀粘滞弹性介质中波传播的二附显示差分格式。该法可以方便且精确地自理自由表面、人工边界及交接层面。实现了在微机上用有限差分法对地震波在传播过程中的波型转换及波形变化的全波场模拟。     

黄土塬斜坡带地震波激发数值模拟与波场特征

黄土塬斜坡带的地震资料品质最差,研究程度极低。采用先进的交错网格、谱元法和高阶有限差分波场模拟算法,对斜坡带地震波激发进行了数值模拟,准确地反映了地震波场特征,从理论上优选出地震波激发参数。经试验提出一套超多井组合地震波激发技术,取得了高精度的三维地震资料。     

求解弹性波方程的高精度ONAD方法及其波场模拟

基于弹性波传播方程,发展了一种高精度低数值频散的八阶ONAD(optimal nearlyanalytic discrete)方法,该方法利用八阶精度的近似解析离散算子对空间高阶偏导数进行离散,采用四阶精度的截断豢勒展开式离散时间高阶导数.八阶ONAD方法被用于模拟地震波在VTI介质模型和2个复杂层状介质模型中的传播.计算效率结果表明,该方法在运算速度和存储量上明显优越于八阶LWC方法.波场模拟结果显示,八阶ONAD方法在粗网格条件下可有效消除由速度强间断所造成的数值频散,有利于在强问断介质中使用粗网格进行波场模拟,是一种在地震勘探领域有着巨大应用潜力的数值方法.     

起伏地表条件下的波场上延法叠前深度偏移

直接从起伏地表开始的叠前深度偏移方法是分析复杂地表和复杂地质体成像的有效手段.借鉴Beasley和Lynn提出的"零速层"的概念与Reshef提出的"逐步累加"法的思路,根据地震波在真实介质中的传播特性及波的可叠加性,利用"波场上延"法,实现基于相移(时间域)法上延和频率空间域有限差分(深度域)法(ω-xFD)上延的波动方程法叠前深度偏移成像.理论分析和模型试算结果表明,深度域"波场上延"法是解决起伏地表和地下复杂构造双重成像的一种有效方法,实现了波动方程基准面校正和深度域成像的有机结合,其有效性和准确性使该方法可用于实际资料的处理,有较好的应用前景.     

基于无限元和波场分离法的地震响应数值分析

用无限元模拟远场地基,有限元模拟近场区域,并在有限元和无限元接触处施加等效荷载以输入地震作用,从而求解半无限地基的地震响应.通过算例对边界和地震输入方式进行验证,研究剪切波作用下,重力和土与结构相互作用对场地地震响应的影响.结果表明:基于无限元和波场分离法的地震输入,能够有效仿真波动在半无限地基中的传播过程;重力对水平地震运动无影响;土与结构相互作用效应使短周期段加速度反应谱值降低,而长周期段加速度反应谱值增加;土与结构相互作用对岩石地基水平位移无影响,但使结构底部地基的最大主应力和最小主应力幅值增大.     

弹性波传播的低数值频散波场模拟方法

压制数值频散以提高计算精度是检验地震波数值模拟方法的一个重要标准。基于弹性波传播方程,建立了低数值频散波场模拟的八阶FNRK方法。该方法以Runge-Kutta方法对时间导数进行三阶离散,以近似解析离散算子替代差分算子对空间偏导数进行八阶离散,结合通量校正传输技术消除离散后的数值频散。弹性波场模拟结果表明,与高阶有限差分方法相比,该方法能在压制数值频散方面具有明显的优势,计算精度提高,且适应于地震波在大规模复杂介质中传播的波场模拟。     

非均匀介质地震波传播交错网格高阶有限差分法模拟

采用常规的二阶声波方程有限差分方法对于非均匀介质进行了数值模拟时 ,其数值模拟精度较低。而采用一阶双曲型标量波动方程 ,则无须对介质的弹性常数进行空间求导。根据Taylor级数展开式 ,推导出了交错网格一阶空间导数的任意偶数阶精度展开式和相应差分系数计算式以及一阶双曲型标量波动方程交错网格任意偶数阶精度差分格式 ,并给出了该差分算法的稳定性条件。用该差分算法对均匀介质模型、非均匀介质模型和Marmousi模型进行了数值模拟试验 ,并与伪谱法进行了对比。结果表明 ,一阶双曲型标量波动方程交错网格高阶差分法的模拟精度与伪谱法的精度非常接近 ,计算效率高 ,且适合于模拟非均匀介质、复杂构造和复杂地质体的地震波场     

虚谱法无反射速度-应力方程地震数值模拟

基于单程波波场廷拓算子的零偏移距地震数值模拟方法难以适应复杂地质条件下地震波速度的空间剧烈变化,且其最大成像角度有不同程度的限制.本文依据地震反射的形成机理,重置模型空问的密度分布,使得模型空间内纵波阻抗为常量以压制层间多次波;采用虚谱法可得到高精度的地震波场空间导数,因此可有效抑制空间数值频散,同时提高了数值模拟的垂向分辨率.数值模拟结果表明,得到的零偏移距地震记录绕射波场完整,偏移归位效果优于频率-波数域或频率-空间域的单程波模拟结果.无反射一阶应力-速度方程零偏移距数值模拟可有效压制多次反射波,在较大网格间距时,虚谱法仍可有效抑制数值频散.     

喷射器流场的数值模拟研究

采用流体动力学计算软件FLUENT对大气喷射真空泵的超音速混合过程进行数值模拟.分析了进口压力、引射压力和出口压力的变化对引射流量的影响,及面积比、喉嘴距和扩压器出口直径等几何尺寸对工作性能的影响.结 果表明,工作气体的变化对引射流量的影响较小,当工作压力波动时不会引起性能急剧下降,操作参数与几何参数对喷射器的波系结构影响很大.在一定的设计工况下,对应于最大引射流量存在一个最优面积比和喉嘴距.     

潮波方程的谱方法数值模拟

应用谱方法进行潮波方程的数值模拟 ,此计算结果与实测结果及ADI法计算的结果基本符合 .     

三维各向异性介质中弹性波方程交错网格高阶有限差分法数值模拟

三维数值模拟是研究各向异性介质中复杂弹性波波场特征和传播规律的重要手段。根据Taylor展开式,推导出了交错网格一阶空间导数的任意偶数阶精度有限差分近似式和相应的差分系数计算式,给出了三维各向异性介质中弹性波一阶双曲型应力速度方程交错网格任意偶数阶精度差分格式和稳定性条件,并推导出了三维各向异性介质PML法吸收层边界条件公式和相应的交错网格差分格式。对方位各向异性介质模型和正交各向异性介质模型中弹性波的传播进行的三维数值模拟结果表明,弹性波在三维各向异性介质中传播时存在拟P波、拟SV波和拟SH波,并出现横波分裂、横波分裂盲区、波面三分叉等特殊现象,另外,弹性波场在空间是变化的,其拟P波、拟SV波和拟SH波的耦合关系比较复杂。     

井旁地质界面的反射波模拟及f-k偏移成像研究

本文针对现有阵列声波测井仪器,对井旁不同角度和不同位置井旁地质界面的全波波列进行了物理和数值模拟。结果表明,在现有仪器源距范围内,可以从全波波形中观测到清晰的反射纵波。在此基础之上,针对阵列声波全波数据特点,对Stolt的f-k偏移方法进行了改进,使其更适应于阵列声波测井需要,该方法不受地质界面倾角的限制,而且一次可以有效地处理大量现场数据,可以分别得到上倾和下倾井旁地质界面图像。最后,应用该方法对一个倾斜井的阵列声波数据进行了处理,有效的得到了井旁地层界面成像图,验证了该方法的可靠性。