隨著油氣勘探的不斷深入，勘探對象變得日趨復(fù)雜，發(fā)展復(fù)雜地區(qū)地震資料的準(zhǔn)確偏移成像方法已成為地震勘探中的難題。針對這一難題，本文發(fā)展了一類采用位移場和梯度場的新型逆時偏移方法。該方法在波場正演模擬和逆時外推均采用近似解析離散化方法（或稱為stereo-modeling），從而使得該類方法具有高精度、高效率、低數(shù)值頻散以及低數(shù)值頻散各向異性等特點。論文首先推導(dǎo)了12階空間精度的stereo-modeling格式（簡稱12-STEM），并對其進(jìn)行了誤差、穩(wěn)定性和數(shù)值頻散等理論分析，通過與傳統(tǒng)高階有限差分方法和四階stereo-modeling方法作比較，驗證了該方法的有效性和優(yōu)越性。研究表明，12-STEM的最大數(shù)值頻散誤差在3%左右，而12階Lax-Wendroff修正格式（簡稱12-LWC）的最大數(shù)值頻散誤差在15%左右；在同樣消除數(shù)值頻散的條件下，12-STEM的計算速度是12-LWC的8倍，而存儲空間約為12-LWC的38%。另一方面，論文將stereo-modeling方法首次應(yīng)用于逆時偏移成像，并系統(tǒng)地進(jìn)行了二維和三維合成數(shù)據(jù)和實際數(shù)據(jù)的逆時偏移成像應(yīng)用研究。二維Marmousi... 

【文章來源】：清華大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：156 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 引言
    1.1 問題背景
    1.2 偏移方法分類
    1.3 逆時偏移成像方法
    1.4 波動方程的有限差分方法
    1.5 逆時偏移中的假頻問題
    1.6 研究內(nèi)容和論文安排
第2章 基于近似解析離散化算子的數(shù)值方法
    2.1 波動方程
    2.2 Stereo-modeling 方法概述
    2.3 Stereo-modeling 方法的離散格式
        2.3.1 空間離散
        2.3.2 時間離散
    2.4 12 階 stereo-modeling 算法
        2.4.1 一維情形
        2.4.2 二維情形
    2.5 兩種四階 stereo-modeling 方法
        2.5.1 優(yōu)化的近似解析離散化方法
        2.5.2 近似解析中心差分方法
    2.6 Lax-Wendroff 修正格式
    2.7 12 階 stereo-modeling 算法的數(shù)值性質(zhì)
        2.7.1 理論誤差
        2.7.2 穩(wěn)定性
        2.7.3 數(shù)值頻散
        2.7.4 計算效率
    2.8 匹配 stereo-modeling 方法的 PML 算法
        2.8.1 二階地震波方程的分裂波場 PML 吸收邊界條件
        2.8.2 二階地震波方程的卷積 PML 吸收邊界條件
    2.9 本章小結(jié)
第3章 基于 stereo-modeling 的逆時偏移方法
    3.0 逆時偏移及其成像條件
    3.1 逆時偏移中的濾波
    3.2 脈沖響應(yīng)測試
        3.2.1 二維脈沖響應(yīng)測試
        3.2.2 三維脈沖響應(yīng)測試
    3.3 本章小結(jié)
第4章 基于 stereo-modeling 的逆時偏移方法應(yīng)用
    4.1 二維逆時偏移方法應(yīng)用
        4.1.1 Marmousi 模型
        4.1.2 Benchmark 合成數(shù)據(jù)測試
    4.2 三維逆時偏移方法應(yīng)用
        4.2.1 合成數(shù)據(jù)
        4.2.2 實際海洋數(shù)據(jù)
        4.2.3 三維結(jié)果的進(jìn)一步思考
    4.3 本章小結(jié)
第5章 基于 stereo-modeling 的逆時偏移與假頻
    5.1 采樣定理與假頻
    5.2 數(shù)值實驗
        5.2.1 二維情形
        5.2.2 三維情形
    5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 后續(xù)研究工作與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 A 12-STEM 方法的二維情形理論誤差
附錄 B 12-STEM 方法的增長矩陣
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]二維SH波方程的半解析解及其數(shù)值模擬[J]. 王美霞,楊頂輝,宋國杰.  地球物理學(xué)報. 2012(03)
[2]地震疊前逆時偏移中的去噪與存儲[J]. 劉紅偉,劉洪,鄒振,崔永福.  地球物理學(xué)報. 2010(09)
[3]基于高階有限差分的波動方程疊前逆時偏移方法[J]. 陳可洋.  石油物探. 2009(05)
[4]橫向各向同性介質(zhì)彈性波多分量疊前逆時偏移[J]. 杜啟振,秦童.  地球物理學(xué)報. 2009(03)
[5]譜元法疊前逆時偏移研究[J]. 王童奎,付興深,朱德獻(xiàn),劉萱,高文中.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2008(03)
[6]波動方程有限元疊前逆時偏移[J]. 薛東川,王尚旭.  石油地球物理勘探. 2008(01)
[7]道間距對偏移結(jié)果影響的討論[J]. 夏洪瑞.  勘探地球物理進(jìn)展. 2007(01)
[8]Poisson方程有限差分逼近的數(shù)學(xué)Stencil及其應(yīng)用[J]. 馮慧,張寶琳,劉揚(yáng).  中國科學(xué)（A輯:數(shù)學(xué)）. 2005(08)
[9]三維非均勻介質(zhì)中真振幅地震偏移算子研究[J]. 崔興福,張關(guān)泉,吳雅麗.  地球物理學(xué)報. 2004(03)
[10]SEG/EAGE鹽丘和推覆體模型的波動方程三維疊前深度偏移成像[J]. 劉禮農(nóng),劉洪,李幼銘.  地球物理學(xué)報. 2004(02)

博士論文
[1]并行WNAD算法及其波場模擬[D]. 宋國杰.清華大學(xué) 2011

碩士論文
[1]三維彈性波方程的改進(jìn)近似解析離散化方法及波場模擬[D]. 宋國杰.清華大學(xué) 2008



本文編號：3025968