多井井間三維波場(chǎng)數(shù)值模擬與逆時(shí)偏移成像研究
發(fā)布時(shí)間:2024-05-14 04:51
井間地震是在上個(gè)世紀(jì)八十年代興起的一項(xiàng)新型的地震勘探方法,它是在一個(gè)井內(nèi)放置震源激發(fā),在相鄰的一個(gè)或多個(gè)井內(nèi)放置檢波器來(lái)接收地震波,然后對(duì)相鄰的兩個(gè)井獲得的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行井間層析成像或反射波成像,以獲取能夠反映兩井之間地質(zhì)結(jié)構(gòu)的一種地震方法。與地面地震相比,井間地震的采集具有能量傳播距離短、接近探測(cè)目標(biāo)、避開(kāi)低速帶等特點(diǎn),因此能獲得高頻率、高信噪比的地震數(shù)據(jù),使得勘探的精度顯著提高。井間地震由于具有高精度、高分辨率等特點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于油氣領(lǐng)域的構(gòu)造精細(xì)成像、儲(chǔ)層精細(xì)描述,工程地質(zhì)與水文地質(zhì)勘察,土木工程質(zhì)量檢測(cè)等多個(gè)方面。自上個(gè)世紀(jì)井間地震技術(shù)提出以來(lái)就一直是研究者研究的熱點(diǎn),目前井間地震的研究主要集中在井間二維成像階段,即通過(guò)相鄰的兩個(gè)井進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和走時(shí)反演,獲取兩井之間的地下結(jié)構(gòu)。但是二維井間勘探也存在一些不足之處:1)井間接收到的地震波場(chǎng)是來(lái)自三維空間的波場(chǎng)響應(yīng),二維條件下模擬的波場(chǎng)記錄并不能全面地反映出井間三維空間的波場(chǎng)信息;2)二維井間的走時(shí)成像僅能獲得兩井所在平面的地質(zhì)結(jié)構(gòu),不能獲得剖面?zhèn)认虻牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)信息,使得成像結(jié)果的橫向連續(xù)性差,不利于三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)的解釋和評(píng)價(jià);3)維走...
【文章頁(yè)數(shù)】:130 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
作者簡(jiǎn)介
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
§1.1 研究背景和意義
§1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 井間地震研究現(xiàn)狀
1.2.2 波動(dòng)方程正演模擬
1.2.3 逆時(shí)偏移
1.2.4 波場(chǎng)分離
1.2.5 存在的問(wèn)題
§1.3 本文工作及章節(jié)安排
第二章 三維波動(dòng)方程正演數(shù)值模擬方法
§2.1 三維彈性波波動(dòng)方程推導(dǎo)
2.1.1 三維各向同性介質(zhì)彈性波波動(dòng)方程的一階速度-應(yīng)力方程
2.1.2 三維彈性波波動(dòng)方程交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分格式
2.1.3 穩(wěn)定性條件
§2.2 吸收邊界條件
2.2.1 經(jīng)典的PML邊界條件
2.2.2 非分裂的CPML邊界條件
§2.3 模型對(duì)比分析
§2.4 本章小結(jié)
第三章 井間三維彈性波波動(dòng)方程數(shù)值模擬與波場(chǎng)特征分析
§3.1 OpenMP并行編程模式
3.1.1 OpenMP簡(jiǎn)介
3.1.2 OpenMP編程模型
3.1.3 計(jì)算效率分析
§3.2 模型波場(chǎng)數(shù)值模擬與特征分析
3.2.1 層狀模型模型
3.2.2 局部不均勻體模型
3.2.3 大傾角界面模型
3.2.4 側(cè)向高速界面模型
§3.3 三維空間二維成像缺陷分析
§3.4 本章小結(jié)
第四章 井間縱橫波波場(chǎng)分離
§4.1 井間波場(chǎng)分離基本原理
4.1.1 時(shí)距曲線特征
4.1.2 上下行波分離原理
4.1.3 縱橫波分離原理
4.1.4 井間三分量數(shù)據(jù)分離流程
§4.2 理論模型波場(chǎng)分離
§4.3 本章小結(jié)
第五章 聲波方程逆時(shí)偏移成像
§5.1 聲波方程逆時(shí)偏移基本理論
§5.2 成像條件
5.2.1 互相關(guān)成像條件
5.2.2 激發(fā)時(shí)間成像條件
5.2.3 振幅比成像條件
§5.3 成像時(shí)間計(jì)算
5.3.1 三維波前快速推進(jìn)算法原理
5.3.2 三維波前快速推進(jìn)算法的實(shí)現(xiàn)
5.3.3 理論模型計(jì)算分析
§5.4 成像結(jié)果的去噪
5.4.1 成像噪聲的產(chǎn)生機(jī)制
5.4.2 Poynting矢量去噪
5.4.3 Laplace去噪
5.4.4 理論模型分析
§5.5 本章小結(jié)
第六章 多井井間三維逆時(shí)偏移成像
§6.1 三維多井觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析
6.1.1 觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
6.1.2 不同觀測(cè)系統(tǒng)成像效果分析
§6.2 理論模型研究
6.2.1 層狀介質(zhì)模型
6.2.2 局部不均勻體模型
6.2.3 大傾角界面模型
6.2.4 斷層模型
6.2.5 彈性波數(shù)據(jù)成像
6.2.6 含噪聲數(shù)據(jù)成像
§6.3 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
§7.1 主要成果和創(chuàng)新點(diǎn)
§7.2 存在問(wèn)題與研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
本文編號(hào):3973214
【文章頁(yè)數(shù)】:130 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
作者簡(jiǎn)介
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
§1.1 研究背景和意義
§1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 井間地震研究現(xiàn)狀
1.2.2 波動(dòng)方程正演模擬
1.2.3 逆時(shí)偏移
1.2.4 波場(chǎng)分離
1.2.5 存在的問(wèn)題
§1.3 本文工作及章節(jié)安排
第二章 三維波動(dòng)方程正演數(shù)值模擬方法
§2.1 三維彈性波波動(dòng)方程推導(dǎo)
2.1.1 三維各向同性介質(zhì)彈性波波動(dòng)方程的一階速度-應(yīng)力方程
2.1.2 三維彈性波波動(dòng)方程交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分格式
2.1.3 穩(wěn)定性條件
§2.2 吸收邊界條件
2.2.1 經(jīng)典的PML邊界條件
2.2.2 非分裂的CPML邊界條件
§2.3 模型對(duì)比分析
§2.4 本章小結(jié)
第三章 井間三維彈性波波動(dòng)方程數(shù)值模擬與波場(chǎng)特征分析
§3.1 OpenMP并行編程模式
3.1.1 OpenMP簡(jiǎn)介
3.1.2 OpenMP編程模型
3.1.3 計(jì)算效率分析
§3.2 模型波場(chǎng)數(shù)值模擬與特征分析
3.2.1 層狀模型模型
3.2.2 局部不均勻體模型
3.2.3 大傾角界面模型
3.2.4 側(cè)向高速界面模型
§3.3 三維空間二維成像缺陷分析
§3.4 本章小結(jié)
第四章 井間縱橫波波場(chǎng)分離
§4.1 井間波場(chǎng)分離基本原理
4.1.1 時(shí)距曲線特征
4.1.2 上下行波分離原理
4.1.3 縱橫波分離原理
4.1.4 井間三分量數(shù)據(jù)分離流程
§4.2 理論模型波場(chǎng)分離
§4.3 本章小結(jié)
第五章 聲波方程逆時(shí)偏移成像
§5.1 聲波方程逆時(shí)偏移基本理論
§5.2 成像條件
5.2.1 互相關(guān)成像條件
5.2.2 激發(fā)時(shí)間成像條件
5.2.3 振幅比成像條件
§5.3 成像時(shí)間計(jì)算
5.3.1 三維波前快速推進(jìn)算法原理
5.3.2 三維波前快速推進(jìn)算法的實(shí)現(xiàn)
5.3.3 理論模型計(jì)算分析
§5.4 成像結(jié)果的去噪
5.4.1 成像噪聲的產(chǎn)生機(jī)制
5.4.2 Poynting矢量去噪
5.4.3 Laplace去噪
5.4.4 理論模型分析
§5.5 本章小結(jié)
第六章 多井井間三維逆時(shí)偏移成像
§6.1 三維多井觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析
6.1.1 觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
6.1.2 不同觀測(cè)系統(tǒng)成像效果分析
§6.2 理論模型研究
6.2.1 層狀介質(zhì)模型
6.2.2 局部不均勻體模型
6.2.3 大傾角界面模型
6.2.4 斷層模型
6.2.5 彈性波數(shù)據(jù)成像
6.2.6 含噪聲數(shù)據(jù)成像
§6.3 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
§7.1 主要成果和創(chuàng)新點(diǎn)
§7.2 存在問(wèn)題與研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
本文編號(hào):3973214
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