復(fù)雜地區(qū)近地表速度層析反演方法研究

發(fā)布時(shí)間：2020-07-04 23:29

【摘要】：在我國(guó)中西部地區(qū),由于地形劇烈起伏、巨厚風(fēng)化層、斷層分布且伴有強(qiáng)烈褶皺等復(fù)雜近地表因素的影響,地震資料信噪比普遍較低,因此近地表速度結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確獲取成為了提高地震成像質(zhì)量的關(guān)鍵。就獲取近地表速度的方法而言,初至走時(shí)層析反演是一種較好的選擇,但是模型空間速度的復(fù)雜多變使得射線路徑分布情況十分不均,會(huì)大大增加求解過程的不適定性,從而影響層析成像的分辨率和可靠性。因此進(jìn)一步研究更高精度、反演過程更為穩(wěn)健、效率更高的走時(shí)層析反演顯得十分有意義。首先,為了獲取一種計(jì)算效率和計(jì)算精度都相對(duì)較高并且能夠適用于復(fù)雜模型的射線追蹤方法,論文系統(tǒng)研究了各類射線追蹤方法,這其中包括直射線追蹤、基于求解射線方程的、基于波前構(gòu)建的、基于高斯束的、基于有限差分的、基于最短路徑和基于線性旅行時(shí)插值的射線追蹤方法。在通過數(shù)值模擬探討分析了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)之后,提出了適用于起伏地表下復(fù)雜速度結(jié)構(gòu)的最短路徑射線追蹤方法并結(jié)合模型試算來驗(yàn)證了該方法。這種射線追蹤方法結(jié)合了線性走時(shí)插值精度高和最短路徑易全局收斂的優(yōu)點(diǎn),兼顧計(jì)算效率和計(jì)算精度,該算法求解過程穩(wěn)定,不需要依賴于模型的復(fù)雜程度。然后,論文介紹了層析反演的基本原理,即如何利用走時(shí)殘差、射線穿過網(wǎng)格長(zhǎng)度和慢度建立反演方程組和求解反演方程組的ART算法、SIRT算法和LSQR算法3種反演算法,并提出了起伏近地表下層析反演方案和流程,建立水平和起伏理論模型驗(yàn)證了該層析反演方案。最后,論文為了分析復(fù)雜近地表下影響反演精度的因素,包括反演方法、初始迭代模型、覆蓋次數(shù)、迭代速度場(chǎng)平滑算法以及偏移距幾種影響因素,建立了典型的復(fù)雜近地表理論模型,并在不同影響因素下分別對(duì)該模型進(jìn)行層析反演,通過對(duì)比分析它們的反演結(jié)果,討論了各種影響因素對(duì)反演結(jié)果的影響,并提出了對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中反演處理的建議。特別地,本文提出了一種新的層析反演方法—不同偏移距范圍間的迭代層析反演,數(shù)值模擬表明,該方法相較傳統(tǒng)層析反演方法,在反演地表附近淺、中深度地層速度效果更好。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P631.4
【圖文】：