多波多分量地震勘探技術(shù)是當(dāng)前勘探地震學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一,具有較高的科學(xué)研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。相對(duì)于常規(guī)的縱波地震勘探技術(shù),該項(xiàng)技術(shù)能夠更加真實(shí)地描述和刻畫(huà)地下地質(zhì)結(jié)構(gòu),以及表征油氣儲(chǔ)層特征,如準(zhǔn)確定位尖滅、微幅構(gòu)造、小斷層等小尺度地質(zhì)體邊界,識(shí)別真假亮點(diǎn),預(yù)測(cè)縫洞發(fā)育帶等。然而,各向異性VTI介質(zhì)多波多分量地震勘探技術(shù)還面臨諸多困難:首先,各向異性始終存在縱橫波耦合,難以導(dǎo)出獨(dú)立的縱橫波波動(dòng)方程;其次,由于偏振特性也存在各向異性,造成傳統(tǒng)的Helmholtz分解方法分離彈性矢量波場(chǎng)失效;再次,當(dāng)前一些較主流的波場(chǎng)分離方法分離成本較高,難以滿足彈性矢量波高效成像需求。基于此,要進(jìn)行各向異性儲(chǔ)層多波多分量地震勘探,關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)VTI介質(zhì)彈性矢量波場(chǎng)的快速且準(zhǔn)確分離。開(kāi)展VTI介質(zhì)多波多分量地震偏移成像,需要準(zhǔn)確重建地震正、反向地震矢量波場(chǎng)。事實(shí)上,彈性波方程相比聲波方程能夠更為適當(dāng)、且準(zhǔn)確地進(jìn)行波場(chǎng)刻畫(huà),但是傳播過(guò)程中存在壓縮波和剪切波。傳統(tǒng)的聲波偏移技術(shù)只表示對(duì)P波的標(biāo)量波場(chǎng)成像。而彈性波偏移技術(shù)包括P波和S波的矢量波場(chǎng)成像。波動(dòng)方程偏移的關(guān)鍵組成部分是成像條件,其從空間每個(gè)位置處的重建波場(chǎng)中提取關(guān)于物理性質(zhì)的不連續(xù)性的信息。對(duì)于彈性成像,我們期望將重建的矢量場(chǎng)分解成純波型,使得成像條件產(chǎn)生表征不同反射類型的反射率的可解釋圖像。這需要在應(yīng)用成像條件之前進(jìn)行波場(chǎng)分離。在各向異性介質(zhì)中,P波和S波是耦合在一起傳播的,利用常規(guī)的Helmholtz分解方法對(duì)地震波求取散度和旋度無(wú)法實(shí)現(xiàn)P波與S波的完全分離,因此本文對(duì)各向異性介質(zhì)中地震波場(chǎng)的縱橫波分離進(jìn)行了研究。本文針對(duì)VTI介質(zhì),運(yùn)用交錯(cuò)網(wǎng)格高階有限差分方法進(jìn)行了正演模擬,研究了參數(shù)的約束條件及參數(shù)對(duì)介質(zhì)中各種類型的地震波傳播特征的影響。針對(duì)介質(zhì)中縱橫波是不解耦的,研究了基于波場(chǎng)投影的縱橫波的分離方法。為了提高計(jì)算效率,在前人研究基礎(chǔ)上,本文借助低秩分解策略處理由極化矢量構(gòu)成的空間-波數(shù)域分離算子,進(jìn)而實(shí)施縱橫波型分離;最終實(shí)現(xiàn)了交錯(cuò)網(wǎng)格高階差分方案與縱橫波分離模擬思路的有機(jī)結(jié)合,形成了VTI介質(zhì)高精度正演模擬與波場(chǎng)分離一體化處理流程.在實(shí)現(xiàn)方法的基礎(chǔ)上,通過(guò)開(kāi)展三類典型模型正演及分離測(cè)試,展示了本方法的正確性、適應(yīng)性及優(yōu)勢(shì)。
【學(xué)位單位】：中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：P631.4
【部分圖文】：

zvcxvctzvcxvctzvcxvctxzzxzzxzxxxz444413331113 格高階有限差分法差分法時(shí)，網(wǎng)格的拆分大體分為兩類：規(guī)則網(wǎng)格和交的步驟是分別在整網(wǎng)格點(diǎn)和半網(wǎng)格點(diǎn)上定義要求解的點(diǎn)和半網(wǎng)格點(diǎn)上的變量的偏導(dǎo)數(shù)求出來(lái)[49]。如圖 3-1，正應(yīng)力xxzz , 置于節(jié)點(diǎn) ( i 1/2,j)處，切應(yīng)力xz 置zv 分別置于節(jié)點(diǎn) ( i ,j)、( i 1 /2,j 1/2)處。這種網(wǎng)格[50]，收斂速度也要快，所以在理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐

（a） （b）圖 3-2 震源子波：（a）子波波形圖；（b）子波幅頻特性圖Fig3-2 Source wavelet: (a) wavelet waveform; (b) wavelet frequency characteristics3.5 Thomsen 參數(shù)對(duì)波場(chǎng)的影響因素分析為研究參數(shù) 和 對(duì)各向異性強(qiáng)度的影響以及其相應(yīng)的各向異性強(qiáng)度的變化對(duì)形態(tài)特征的影響[55]，下面用控制變量的方法對(duì) 和 的變化進(jìn)行了波場(chǎng)模擬，分Thomsen 參數(shù)對(duì)波傳播的影響。這里我們采用時(shí)間和空間分別采用二階和十階有限差分法進(jìn)行正演波場(chǎng)外推參數(shù)設(shè)置如下表 3-2 所示，另外，網(wǎng)格大小為 400 400，空間步長(zhǎng)為 x z 10m步長(zhǎng)為 t 1ms，所用雷克子波震源主頻為 25Hz，震源處在模型的中心。模型p0Vs0V

23(m) 模型⑤x 分量 (n) 模型⑤z 分量圖 3-3 不同 Thomsen 參數(shù)得到的波場(chǎng)快照Fig3-3 Wave field snapshots of different Thomsen parameters表 3-2 為固定 值，改變 值，本文中研究了 從0 到 0.5 的變化對(duì)地震波場(chǎng)特征的影響，根據(jù)參數(shù)表 3-3 中所列的的參數(shù)值，正演模擬得到 40ms 時(shí)的波場(chǎng)快照如圖 3-所示。從圖中可以看出，當(dāng) 的值不變， 的值由0 往上增大時(shí)，qP 波的形狀由圓形漸漸變?yōu)闄E圓。qSV 波在 值大于 0 時(shí)，x 分量會(huì)出現(xiàn)三叉區(qū)現(xiàn)象，z 分量波場(chǎng)由圓形往橢圓變化， 越大時(shí)，三叉區(qū)的現(xiàn)象也越來(lái)越明顯。

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本文編號(hào)：2817183