本文關(guān)鍵詞：保辛幾何結(jié)構(gòu)不變的逆時偏移方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：針對波動方程,發(fā)展快速有效的數(shù)值方法對于提高逆時偏移的計算效率尤為重要。本文發(fā)展了一種高精度高效率的保辛差分方法,對提出的方法進行了理論分析與數(shù)值模擬,并將方法應(yīng)用于逆時偏移中,然后利用本文方法計算得到的梯度場研究了逆時偏移中的去噪問題。首先,將已有的近似解析離散化算子和傳統(tǒng)差分算子相結(jié)合,推導(dǎo)了六階近似解析離散化方法,將該方法與時間推進保辛格式相結(jié)合,發(fā)展了求解波動方程的六階近似解析保辛分部Runge-Kutta方法(NSPRK)。理論分析與數(shù)值模擬表明,一維情況六階NSPRK穩(wěn)定性較八階NSPRK提高了約5%,二維情況提高了約12.3%。其數(shù)值頻散誤差相比于四階NSPRK、六階傳統(tǒng)差分方法(CFD)、四階Lax-Wendroff修正格式(LWC)更小,與八階NSPRK基本相當(dāng),特別在較大庫朗數(shù)情況下要低于八階NSPRK。同時,從理論和數(shù)值兩個方面驗證了六階NSPRK具有二階時間精度和六階空間精度。其計算速度大約分別是四階NSPRK、六階CFD、四階LWC的2.3倍、4.0倍、24.7倍,存儲量大約分別是三種方法的44.6%、62.0%、23.2%。另外,將六階NSPRK應(yīng)用于聲波疊前逆時偏移中,給出了脈沖響應(yīng)測試和Sigsbee2B模型逆時偏移結(jié)果。數(shù)值試驗表明,在粗網(wǎng)格情況下,相比于四階LWC、六階CFD和四階NSPRK,六階NSPRK能獲得更好的成像結(jié)果。另一方面,將已有的四階NSPRK應(yīng)用于求解VTI介質(zhì)中的擬聲波方程,并對該方法做了理論分析與數(shù)值模擬,結(jié)果表明四階NSPRK能有效壓制數(shù)值頻散,計算速度約是四階LWC的14.2倍,存儲量約需要四階LWC的44.6%,同時將四階NSPRK應(yīng)用于VTI介質(zhì)逆時偏移中,分別進行了脈沖響應(yīng)測試和Hess VTI模型合成數(shù)據(jù)的逆時偏移成像。成像結(jié)果表明在粗網(wǎng)格情況下,相比于四階LWC,四階NSPRK能得到更好的成像結(jié)果;成像結(jié)果也表明基于VTI模型的成像質(zhì)量高于基于各向同性模型的成像質(zhì)量。最后,以四階NSPRK方法為例,將NSPRK類方法計算得到的梯度場與逆散射成像條件相結(jié)合,應(yīng)用到逆時偏移去噪中,并給出了二維雙層介質(zhì)聲波脈沖響應(yīng)、Sigsbee2B模型和Hess VTI介質(zhì)模型的去噪結(jié)果,數(shù)值結(jié)果表明,將NSPRK類方法直接計算得到的梯度場和逆散射的成像條件相結(jié)合,其去噪效果更好。
【關(guān)鍵詞】：近似解析離散化 辛算法 逆時偏移 VTI 去噪
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O241.82
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 引言9-16
• 1.1 問題背景9
• 1.2 逆時偏移成像方法9-11
• 1.3 波動方程的有限差分方法11-12
• 1.4 哈密爾頓系統(tǒng)及其辛算法12-13
• 1.5 逆時偏移中的去噪問題13
• 1.6 研究內(nèi)容和論文安排13-16
• 第2章 辛算法理論基礎(chǔ)與六階NSPRK格式16-41
• 2.1 辛算法理論基礎(chǔ)16-17
• 2.2 近似解析離散化算子與傳統(tǒng)差分算子17-22
• 2.3 六階近似解析離散化算子推導(dǎo)22-37
• 2.3.1 一維情形22-24
• 2.3.2 二維情形24-30
• 2.3.3 三維情形30-35
• 2.3.4 理論誤差分析35-37
• 2.4 六階NSPRK格式37-40
• 2.4.1 聲波情形37-39
• 2.4.2 彈性波情形39-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 第3章 六階NSPRK格式的理論分析與數(shù)值模擬41-82
• 3.1 穩(wěn)定性分析41-47
• 3.2 數(shù)值頻散分析47-68
• 3.2.1 一維情形48-52
• 3.2.2 二維情形52-60
• 3.2.3 三維情形60-68
• 3.3 誤差分析68-71
• 3.3.1 理論誤差68
• 3.3.2 時間收斂階68-70
• 3.3.3 空間收斂階70-71
• 3.4 計算效率比較71-74
• 3.5 波場模擬74-80
• 3.5.1 二維雙層介質(zhì)聲波模型74-76
• 3.5.2 二維彈性波模型76-77
• 3.5.3 三維聲波模型77-79
• 3.5.4 Sigsbee2B模型79-80
• 3.6 本章小結(jié)80-82
• 第4章 各向同性介質(zhì)中聲波逆時偏移82-93
• 4.1 基本原理82-83
• 4.2 成像條件83-84
• 4.3 Laplace算子濾波84
• 4.4 聲波逆時偏移算例84-92
• 4.4.1 脈沖響應(yīng)試驗85-87
• 4.4.2 Sigsbee2B模型的逆時偏移87-92
• 4.5 本章小結(jié)92-93
• 第5章 VTI介質(zhì)中擬聲波逆時偏移93-127
• 5.1 VTI介質(zhì)中的擬聲波方程93-96
• 5.2 求解VTI介質(zhì)中擬聲波方程的四階NSPRK方法96-118
• 5.2.1 算法格式97-99
• 5.2.2 穩(wěn)定性分析99-102
• 5.2.3 數(shù)值頻散分析102-108
• 5.2.4 計算效率比較108-111
• 5.2.5 波場模擬111-118
• 5.3 VTI介質(zhì)中的逆時偏移算例118-126
• 5.3.1 波場分解的成像條件119-120
• 5.3.2 脈沖響應(yīng)試驗120-121
• 5.3.3 Hess VTI介質(zhì)模型的逆時偏移121-126
• 5.4 本章小結(jié)126-127
• 第6章 NSPRK類方法的梯度場在逆時偏移去噪中的應(yīng)用127-137
• 6.1 噪音產(chǎn)生的原因127-128
• 6.2 逆散射的成像條件128-130
• 6.3 應(yīng)用NSPRK類方法的梯度場去噪的數(shù)值算例130-136
• 6.3.1 二維雙層介質(zhì)聲波脈沖響應(yīng)試驗130-131
• 6.3.2 Sigsbee2B模型131-134
• 6.3.3 Hess VTI介質(zhì)模型134-136
• 6.4 本章小結(jié)136-137
• 第7章 總結(jié)與展望137-140
• 7.1 總結(jié)137-139
• 7.2 后續(xù)研究工作與展望139-140
• 參考文獻140-147
• 致謝147-149
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果149

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊勤勇;段心標(biāo);;逆時偏移技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J];石油物探;2010年01期

2 張春燕;李振春;孫小東;;逆時偏移方法技術(shù)進展綜述[J];勘探地球物理進展;2010年05期

3 滕厚華;許衛(wèi)華;于曉莉;尚新民;賀紅蕾;;無反射遞推算法疊后逆時偏移的研究與應(yīng)用[J];油氣地球物理;2011年04期

4 許璐;孟小紅;劉國峰;;逆時偏移去噪方法研究進展[J];地球物理學(xué)進展;2012年04期

5 王童奎;李瑩;郭愛華;石文武;楊曉利;孫明;潘歡;;逆時偏移技術(shù)在南堡1號構(gòu)造中的應(yīng)用研究[J];地球物理學(xué)進展;2012年06期

6 康智清;劉恩;司杰戈;陳康;;逆時偏移剖面假象產(chǎn)生機制及其消除方法[J];石油天然氣學(xué)報;2013年01期

7 胡明順;潘冬明;董守華;金紅娣;趙新;;基于散射理論的逆時偏移隨機邊界構(gòu)建策略優(yōu)化分析[J];地球物理學(xué)進展;2013年04期

8 張叔倫;陳靜;張關(guān)泉;;逆時偏移的方向?qū)?shù)算法[J];石油地球物理勘探;1991年06期

9 Ruey-Chyuan Shih;A.R.Levander;陳炳文;;層剝離逆時偏移[J];國外油氣勘探;1995年04期

10 楊威;王建斌;胡鵬飛;;逆時偏移法在復(fù)雜地區(qū)成像中的應(yīng)用[J];新疆地質(zhì);2013年S1期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 杜啟振;秦童;;逆時偏移最佳匹配層邊界實現(xiàn)[A];中國地球物理·2009[C];2009年

2 陳康;;逆時偏移剖面的波數(shù)域分析及高階拉普拉斯濾波算法的實現(xiàn)[A];“地球·資源”全國博士生學(xué)術(shù)論壇會議論文摘要集[C];2011年

3 龍云;韓立國;韓利;鄧武斌;;單程波逆時偏移[A];中國地球物理學(xué)會第二十七屆年會論文集[C];2011年

4 李慶洋;李振春;黃建平;;基于雙變算法的精細(xì)逆時偏移成像[A];中國地球物理2013——第二十二專題論文集[C];2013年

5 曹曉莉;黃建平;李振春;;最小二乘逆時偏移高精度成像方法研究[A];中國地球物理2013——第二十二專題論文集[C];2013年

6 許璐;孟小紅;劉國峰;;成像后壓制逆時偏移噪聲[A];中國地球物理學(xué)會第二十七屆年會論文集[C];2011年

7 薛霆哠;張書杰;;逆時偏移中坡印廷向量濾波的改進方法[A];中國地球物理2013——第二十二專題論文集[C];2013年

8 楊仁虎;毛偉健;凌云;;逆時偏移儲層成像波形校正研究[A];中國地球物理2013——第二十專題論文集[C];2013年

9 曾同生;李振春;;基于疊前逆時偏移的速度分析方法研究[A];中國地球物理學(xué)會第二十七屆年會論文集[C];2011年

10 胡昊;劉伊克;王一博;;地震疊前逆時偏移不同邊界處理方式研究[A];中國地球物理學(xué)會第二十七屆年會論文集[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王躍;物探院逆時偏移成像技術(shù)躋身國際前列[N];中國石化報;2013年

2 本報記者 劉洪宇;石油HPC走向“平衡計算”[N];中國計算機報;2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李靜爽;基于近似解析離散化算子的逆時偏移方法及其應(yīng)用[D];清華大學(xué);2014年

2 程飛;多井井間三維波場數(shù)值模擬與逆時偏移成像研究[D];中國地質(zhì)大學(xué);2015年

3 方剛;基于Lowrank分解的地震正演模擬與逆時偏移方法研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2014年

4 田坤;黏性介質(zhì)正演及逆時偏移成像方法研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2014年

5 馮蘭蘭;保辛幾何結(jié)構(gòu)不變的逆時偏移方法研究[D];清華大學(xué);2015年

6 趙旭;時域聲波方程逆時偏移成像及其角道集計算[D];吉林大學(xué);2015年

7 張慧;非均質(zhì)儲層雙變網(wǎng)格正演模擬和彈性逆時偏移方法研究[D];中國石油大學(xué);2011年

8 黃翼堅;多井源距VSP速度分析及逆時偏移[D];長安大學(xué);2010年

9 沈銘成;TI介質(zhì)qP波正演模擬與逆時偏移方法研究[D];成都理工大學(xué);2014年

10 傅磊;機載探地雷達(dá)相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)研究[D];吉林大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳洪杰;基于聲波方程的數(shù)值模擬與逆時偏移方法研究[D];吉林大學(xué);2010年

2 魏巍;基于疊前逆時偏移方法的圓管損傷識別[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 張敬秋;交錯網(wǎng)格有限差分法地震資料逆時偏移[D];成都理工大學(xué);2015年

4 劉詩竹;VSP數(shù)據(jù)成像方法研究[D];東北石油大學(xué);2015年

5 柯璇;復(fù)雜構(gòu)造疊前逆時偏移成像方法研究[D];東北石油大學(xué);2015年

6 侯維麗;逆時偏移成像[D];東北石油大學(xué);2015年

7 郭雪豹;VSP地震資料逆時偏移方法研究[D];東北石油大學(xué);2015年

8 李晶晶;TTI介質(zhì)逆時偏移方法研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2014年

9 曹曉莉;最小二乘逆時偏移方法研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2014年

10 劉興達(dá);各向異性逆時偏移聯(lián)合成像及GPU協(xié)同運算[D];中國石油大學(xué)(華東);2014年

  本文關(guān)鍵詞：保辛幾何結(jié)構(gòu)不變的逆時偏移方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：274996