地震波正演數(shù)值模擬作為地震勘探的基本內(nèi)容之一,對(duì)研究地震波在地下介質(zhì)中的傳播規(guī)律起到了極其重要的作用。目前,地震波數(shù)值模擬已被普遍應(yīng)用于地震勘探的每個(gè)階段,使用方法簡(jiǎn)單、計(jì)算效率高并且精度也可達(dá)到要求的數(shù)值模擬方法就更加的重要。隨著地震勘探的發(fā)展,勘探的目標(biāo)體轉(zhuǎn)向了尺度較小的地質(zhì)異常體,比如尺度小的溶洞、孔隙、斷層等,這些地質(zhì)異常體更加復(fù)雜也更加接近實(shí)際地質(zhì)問(wèn)題。在研究這些復(fù)雜地質(zhì)問(wèn)題時(shí),對(duì)數(shù)值模擬方法的要求也更高。偏移成像技術(shù)的研究一直是地震勘探的重要問(wèn)題,隨著成像目標(biāo)體愈加復(fù)雜,成像的難度也不斷增大,基于射線理論和單程波動(dòng)方程的偏移成像方法也顯現(xiàn)出了些許不足,而基于雙程波動(dòng)方程的逆時(shí)偏移完全遵循波動(dòng)方程,可以對(duì)所有傳播路徑的波進(jìn)行偏移成像,是目前精度最高的偏移成像方法。本文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了各向同性介質(zhì)的一階速度-應(yīng)力方程,采用交錯(cuò)網(wǎng)格高階有限差分法對(duì)不同的模型進(jìn)行地震波數(shù)值模擬,得到了各模型的波場(chǎng)快照以及地震記錄,驗(yàn)證了數(shù)值模擬方法的有效性。通過(guò)分析各模型的波場(chǎng)快照和地震記錄,研究不同地質(zhì)異常體的波形,便于解釋波場(chǎng)特征。在數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上,去除了反射界面的反射波場(chǎng)... 

【文章來(lái)源】：桂林理工大學(xué)廣西壯族自治區(qū)

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分法的網(wǎng)格設(shè)置方法

桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文17公式(2.27)表示的是帶有衰減因子的PML吸收邊界條件系統(tǒng)方程組：{=+,=+=+,=+=11+,=13+=13+,=33+=44+,=44+（2.27）其中衰減因子為：{()=(1)32()2()=(1)32()2（2.28）為最大縱波速度，為匹配層寬度，為理想的邊界反射系數(shù)（一般取106），當(dāng)、不等于0時(shí)表示衰減，等于0時(shí)表示不衰減。在數(shù)值模擬中，創(chuàng)建完全匹配層吸收邊界條件基本的做法是在計(jì)算區(qū)域四周加入匹配層，具體如下圖所示，圖2.2（b）中左右兩側(cè)匹配層4、6區(qū)域中在x方向衰減，在z方向不衰減，可以表示為≠0，=0；在上下匹配層的2、8區(qū)域中在z方向衰減，x方向不衰減，表示為=0，≠0；在四周角點(diǎn)1、3、7、9區(qū)域內(nèi)在x方向和z方向都衰減，表示為≠0，≠0。（a）（b）圖2.2PML邊界條件設(shè)計(jì)方法(圖(a)為衰減邊界；(b)為設(shè)計(jì)方法)2.3.4.3PML邊界條件試驗(yàn)為了驗(yàn)證PML邊界條件的吸收效果和適用性，建立一個(gè)大小為300×300的均勻介質(zhì)模型，模型介質(zhì)縱波速度為3000/，橫波速度為2500/,密度為2000/2。在、方向上的網(wǎng)格間距分別為x=z=1m，時(shí)間采樣間隔為t=0.1ms，震源采用雷克子波，震源主頻為35，震源的位置在(150，150)處。設(shè)定的PML邊界吸收寬度為20。圖2.3為均勻模型在=0.08時(shí)刻的波場(chǎng)快照，其中圖(a)為水平分量

桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文18的波場(chǎng)快照，圖(b)為垂直分量。從圖中可以看出，四周的邊界反射被得到了有效的吸收，基本看不出四周的邊界反射，PML邊界條件的吸收效果良好，適用于本文數(shù)值模擬方法。圖2.3均勻模型在=0.08時(shí)刻的波場(chǎng)快照(圖(a)為水平分量；(b)為垂直分量)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]CPML條件下黏彈介質(zhì)地震波傳播的有限差分模擬與特征分析[J]. 樂(lè)友喜,張會(huì)娟,問(wèn)雪,劉兵卿,趙迎,劉陳希.  地震工程與工程振動(dòng). 2016(02)
[2]疊前逆時(shí)偏移去噪波場(chǎng)分離法與其他方法的比較[J]. 張書(shū)杰,薛霆虓.  物探與化探. 2015(02)
[3]一種基于全局優(yōu)化的交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分法[J]. 印興耀,劉博,楊鳳英.  地震學(xué)報(bào). 2015(02)
[4]裂縫誘導(dǎo)雙相HTI介質(zhì)模型及其彈性波傳播方程[J]. 高煒,劉財(cái),郭智奇,蘭慧田,黃航.  世界地質(zhì). 2014(04)
[5]有限元算法在聲波方程數(shù)值模擬中的頻散分析[J]. 印興耀,周建科,吳國(guó)忱,梁鍇.  地震學(xué)報(bào). 2014(05)
[6]三角網(wǎng)格譜元法地震波場(chǎng)數(shù)值模擬[J]. 劉有山,滕吉文,徐濤,劉少林,司薌,馬學(xué)英.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2014(04)
[7]三角網(wǎng)格有限元法聲波與彈性波模擬頻散分析[J]. 劉少林,李小凡,劉有山,朱童,張美根.  地球物理學(xué)報(bào). 2014(08)
[8]基于偽譜法的復(fù)雜構(gòu)造模型雙程波地震照明模擬[J]. 尹川,張金淼,顧漢明,駱宗強(qiáng),王劍,侯波.  石油地球物理勘探. 2014(04)
[9]逆時(shí)偏移技術(shù)在碳酸鹽巖縫-洞儲(chǔ)層成像中應(yīng)用[J]. 楊江峰,劉定進(jìn),朱文斌,關(guān)達(dá),胡中平,王汝珍,何英,馬永強(qiáng).  高校地質(zhì)學(xué)報(bào). 2014(02)
[10]間斷的Galerkin方法在地震波場(chǎng)數(shù)值模擬中的應(yīng)用概述[J]. 汪文帥,張懷,李小凡.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2013(01)

碩士論文
[1]交錯(cuò)網(wǎng)格高階差分?jǐn)?shù)值模擬及疊前逆時(shí)偏移[D]. 周學(xué)明.長(zhǎng)安大學(xué) 2010
[2]多分量VSP/RVSP正演模擬方法研究[D]. 趙茂強(qiáng).中國(guó)石油大學(xué) 2010
[3]高階彈性波波動(dòng)方程正演模擬及逆時(shí)偏移成像研究[D]. 陳可洋.大慶石油學(xué)院 2009
[4]完美匹配層理論及其在地震波模擬中的應(yīng)用[D]. 李寧.中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所 2006



本文編號(hào)：3279502