【摘要】：基于波動(dòng)方程的數(shù)值模擬方法按照地震波的傳播特性可大體分為雙程波波動(dòng)方程數(shù)值模擬和單程波波動(dòng)方程數(shù)值模擬。其中,雙程波波動(dòng)方程數(shù)值模擬多采用有限差分方法(FDM),而單程波波動(dòng)方程數(shù)值模擬方法往往在傅氏域進(jìn)行。本文先是研究了基于有限差分法的雙程波波波動(dòng)方程數(shù)值模擬方法。給出了規(guī)則網(wǎng)格及交錯(cuò)網(wǎng)格的有限差分離散化格式,討論了聲波方程、彈性波方程震源的加載方式并進(jìn)行相關(guān)的數(shù)值模擬及分析,研究了數(shù)值模擬中幾種廣泛使用的吸收邊界:旁軸近似法、透明邊界條件、海綿吸收邊界和最佳匹配層(PML)邊界條件。數(shù)值模擬算例表明同等條件下交錯(cuò)網(wǎng)格相比規(guī)則網(wǎng)格精度更高;用高階的差分格式和較小的網(wǎng)格間距可以壓制頻散現(xiàn)象,但都以增加計(jì)算量為代價(jià);相比其它幾種邊界條件,PML的邊界吸收效果最好。然后研究了基于頻率波數(shù)域的單程波波動(dòng)方程數(shù)值模擬方法。簡要介紹了三種成像原理,并且實(shí)現(xiàn)了垂向可變速的相移法以及可滿足一定橫向變速條件的相移加插值法和分步傅里葉法。零偏移距(二維、三維)、非零偏移距的數(shù)值算例表明這是一種快速有效地正演模擬方法,相比有限差分法它的邊界問題更容易解決,數(shù)值穩(wěn)定性好,頻散不明顯,同時(shí)不會(huì)帶來直達(dá)波、多次反射波等干擾信息,且正演、偏移算法互逆,有利于得到高信噪比的地震數(shù)值模擬剖面。由于地下介質(zhì)往往是很復(fù)雜的,用普通聲波方程描述地震波在地下的傳播特征具有很大的近似性,就會(huì)造成地震處理、解釋的不準(zhǔn)確性和不合理性。且地震勘探中更為關(guān)心的是地下含流體儲(chǔ)層的地震波響應(yīng)特征,對其數(shù)值模擬能幫助我們更好地理解地震波在地下復(fù)雜儲(chǔ)層中的傳播機(jī)理。所以本文結(jié)合黏滯—彌散波動(dòng)方程及相關(guān)理論正演模擬了含流體復(fù)雜儲(chǔ)層的地震響應(yīng)特征,并分析討論了相關(guān)的參數(shù)。最后選用單程波波動(dòng)方程頻率波數(shù)域算法對珠江口盆地生物礁灘地質(zhì)模型進(jìn)行地震數(shù)值模擬,以及對實(shí)際礁灘儲(chǔ)層進(jìn)行層序格架控制下的地震數(shù)值模擬。結(jié)合實(shí)際地震剖面和數(shù)值模擬結(jié)果,加深了對研究工區(qū)不同相帶特征的認(rèn)識(shí)。
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P631.4
【圖文】：

程有限差分?jǐn)?shù)值模擬對地球介質(zhì)的最簡單近似，但是在實(shí)際地震勘探聲波方程的數(shù)值模擬方法是成熟的。對于復(fù)雜構(gòu)有限差分法的模擬效果和實(shí)用性更具優(yōu)勢。質(zhì)聲波方程規(guī)則網(wǎng)格有限差分?jǐn)?shù)值模擬性介質(zhì)二維聲波方程可表示為：2 2 22 2 2 21( , )U U Ux z V x z t U=U(x,z,t)，速度場 V=V(x,z)。圖 2-2-1 是聲波布。

第 2 章 基于有限差分法的波動(dòng)方程數(shù)值模擬2( , , )( )1 ( , , )1 ( , , )x zpxzu x z tv vVt x xv u x z tt xv u x z tx z 為質(zhì)點(diǎn)速度，u 是法線應(yīng)力，ρ 是密度，Vp是縱波

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本文編號(hào)：2736503