黏声介质逆时偏移相速度校正方法

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作者 许璐 刘国峰 +2 位作者 李博 王小青 徐强 《石油地球物理勘探》 北大核心 2025年第1期119-126,共8页

地震波在黏声介质中传播时会引起振幅衰减与相位频散,影响成像剖面的分辨率与成像精度。考虑黏声介质吸收衰减补偿作用的逆时偏移成像方法(QRTM)是改善沙漠地表以及气囱等强衰减区域成像精度与分辨率的有效方法之一。基于广义标准线性... 地震波在黏声介质中传播时会引起振幅衰减与相位频散,影响成像剖面的分辨率与成像精度。考虑黏声介质吸收衰减补偿作用的逆时偏移成像方法(QRTM)是改善沙漠地表以及气囱等强衰减区域成像精度与分辨率的有效方法之一。基于广义标准线性体的黏声波动方程可实现数值的高效求解,但相速度与理论解的不一致会造成构造成像位置的变化,降低成像聚焦性与成像精度。为此,提出了一种黏声介质逆时偏移成像相速度校正方法。在方程中引入校正系数并通过反演进行求解,基于求解的校正系数实现对相速度的校正,从而保持相速度频散关系不变的条件下实现振幅衰减补偿,使成像得到正确归位,提高成像精度。理论模型与实际数据测试结果表明,基于黏声介质逆时偏移相速度校正成像方法可以补偿振幅衰减与校正相位频散,该方法适用于超深层勘探中消除吸收衰减作用对中深层成像的影响,提高剖面质量。 展开更多

关键词 黏声介质 逆时偏移 振幅衰减 相位频散 优化策略

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基于分数阶拉普拉斯算子解耦的黏声介质地震正演模拟与逆时偏移 被引量：23

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作者 吴玉 符力耘 陈高祥 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1527-1537,共11页

时间域常Q黏声波方程,由于含分数阶时间导数项,数值求解需要大量内存,计算效率低,不利于地震偏移的实施.通过一系列近似,可将该方程简化为介质频散效应和衰减效应解耦的分数阶拉普拉斯算子黏声波方程,数值求解内存需求少,计算效率高.本... 时间域常Q黏声波方程,由于含分数阶时间导数项,数值求解需要大量内存,计算效率低,不利于地震偏移的实施.通过一系列近似,可将该方程简化为介质频散效应和衰减效应解耦的分数阶拉普拉斯算子黏声波方程,数值求解内存需求少,计算效率高.本文采用交错网格有限差分逼近时间导数,改进的伪谱法计算空间导数,PML吸收边界去除边界反射,对该方程进行数值离散和地震正演模拟,开展地震数据的黏声介质逆时偏移,实现波场逆时延拓过程中同时完成频散校正和衰减补偿.改善深层构造的成像精度,数值结果表明,基于分数阶拉普拉斯算子解耦的黏声介质地震正演模拟与逆时偏移可大幅度提高地震模拟计算效率,偏移剖面明显优于常规声波偏移剖面,极大改善深层构造的成像品质. 展开更多

关键词 时间域常Q黏声波方程 分数阶拉普拉斯算子 频散与衰减解耦 黏声介质地震模拟与逆时偏移

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黏声TTI介质中纯qP波逆时偏移成像方法 被引量：6

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作者 慕鑫茹 黄建平 +1 位作者 黎国龙 毛强 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期44-52,共9页

地下介质广泛存在黏滞性及各向异性特征,使得地震波在传播过程中发生相位畸变和振幅衰减。若在偏移成像时不对这些黏滞性及各向异性影响进行校正,则会引入成像噪声而降低成像分辨率。针对上述问题,首先将黏滞性引入到TTI介质波动方程,... 地下介质广泛存在黏滞性及各向异性特征,使得地震波在传播过程中发生相位畸变和振幅衰减。若在偏移成像时不对这些黏滞性及各向异性影响进行校正,则会引入成像噪声而降低成像分辨率。针对上述问题,首先将黏滞性引入到TTI介质波动方程,得到一种黏声TTI介质纯qP波波动方程。然后,基于新推导的黏声TTI介质波动方程,发展相应的逆时偏移成像方法。由于黏滞性补偿过程中能量会被放大,波场中指数增加的高频噪声易造成波场传播不稳定。鉴于此,将正则化算子引入到逆时能量补偿过程,以压制波场中的高频噪声。结果表明:新提出的黏声TTI介质逆时偏移成像算法可校正相位畸变,补偿能量衰减,实现对含黏滞性及各向异性介质的高精度成像。 展开更多

关键词 黏声TTI介质 有限差分-伪谱法 正则化算子 逆时偏移

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基于黏弹性介质的隧道地震二维正演模拟 被引量：6

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作者 凌飞 肖宏跃 +2 位作者 朱夏乐 雷宛 蒋亚东 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2015年第5期121-126,共6页

针对隧道中各种不良地质体的超前预报问题,以黏弹性介质为基础,在空气隧道周围添加一定厚度的开挖损伤带,建立符合实际情况的观测系统,通过交错网格有限差分正演,模拟地震波在断层、软弱夹层、溶洞等地质灾害体模型中的传播,根据不同时... 针对隧道中各种不良地质体的超前预报问题,以黏弹性介质为基础,在空气隧道周围添加一定厚度的开挖损伤带,建立符合实际情况的观测系统,通过交错网格有限差分正演,模拟地震波在断层、软弱夹层、溶洞等地质灾害体模型中的传播,根据不同时刻的波场快照来研究相应地质模型地震记录的响应特征。通过对隧道地震二维波场模拟结果进行分析,研究结果表明:对一阶速度-应力黏弹性波动方程,采用交错网格有限差分,并且对隧道添加约束条件,可以快速、有效地实现隧道地震的二维正演模拟,并且波场快照能够清楚地反映地震波在不同地质模型中的传播特征以及波的转换特征,地震记录能够反映不同地质模型的地震响应特征,可以为实际隧道超前预报提供理论依据。 展开更多

关键词 黏弹性介质 隧道地震 交错网格 开挖损伤带 波场模拟

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基于GPU并行加速的黏声最小二乘逆时偏移及应用 被引量：3

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作者 张猛 《岩性油气藏》 CSCD 北大核心 2022年第1期148-153,共6页

常规逆时偏移算法(RTM)在浅层成像中容易产生较强的低频噪声,无法消除地球介质的吸收衰减效应。基于广义标准线性固体模型,建立黏声波动方程,在Born正演和梯度计算2个核心算法过程中开展了GPU加速,建立了黏声最小二乘逆时偏移实现流程,... 常规逆时偏移算法(RTM)在浅层成像中容易产生较强的低频噪声,无法消除地球介质的吸收衰减效应。基于广义标准线性固体模型,建立黏声波动方程,在Born正演和梯度计算2个核心算法过程中开展了GPU加速,建立了黏声最小二乘逆时偏移实现流程,并将该方法应用在胜利油田某探区三维资料中,结果显示,计算效率和偏移成像质量都得到了有效提升。并且开展了与常规声波最小二乘逆时偏移的对比和分析工作,结果表明该方法对提升深层储层成像精度,实现真振幅成像,以及岩性油气藏的勘探都具有重要的意义。 展开更多

关键词 GPU并行加速 黏声介质 最小二乘逆时偏移 波动方程

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黏声VTI介质正演模拟与照明分析 被引量：6

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作者 李金丽 刘建勋 +3 位作者 姜春香 王小江 岳航羽 李广才 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期906-914,共9页

黏弹性和各向异性广泛地存在于地球介质中。因此,将黏声拟微分方程的衰减项扩展到VTI拟微分方程中,提出一种黏声VTI拟微分方程,该方程可以同时考虑黏弹性和VTI性质。使用有限差分法求解该方程,其中衰减项在波数域求解,而其他项是在时—... 黏弹性和各向异性广泛地存在于地球介质中。因此,将黏声拟微分方程的衰减项扩展到VTI拟微分方程中,提出一种黏声VTI拟微分方程,该方程可以同时考虑黏弹性和VTI性质。使用有限差分法求解该方程,其中衰减项在波数域求解,而其他项是在时—空域求解。在此基础上,发展了黏声VTI介质双程波照明分析方法。均匀模型的正演数值试验证明,本文提出的黏声VTI拟微分方程可以准确地描述地震波在黏声VTI介质中传播的运动学和动力学特征;凹陷模型的正演模拟说明介质的VTI性质引起了走时和波形的差异,而黏弹性导致了振幅的衰减;从最终的照明分析结果可以看出黏弹性和VTI性质影响波场能量的分布。 展开更多

关键词 黏声介质 VTI介质 双程波波动方程 正演模拟 照明分析

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Kelvin-Voigt黏弹介质地震波衰减影响因素研究 被引量：2

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作者 杨思通 程久龙 +1 位作者 李守军 赵为永 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2010年第5期1-7,共7页

应用交错网格有限差分法对Kelvin-Viogt黏弹介质中的地震波传播进行了数值模拟,并在此基础上对介质的波阻抗和震源子波频率对地震波时频域衰减特征的影响进行了研究分析。研究表明,随着波阻抗的降低和震源子波频率的增大,地震纵波振幅... 应用交错网格有限差分法对Kelvin-Viogt黏弹介质中的地震波传播进行了数值模拟,并在此基础上对介质的波阻抗和震源子波频率对地震波时频域衰减特征的影响进行了研究分析。研究表明,随着波阻抗的降低和震源子波频率的增大,地震纵波振幅衰减加快,地震波高频成分能量快速衰减,低频成分能量衰减相对较弱,主频向低频偏移加快。 展开更多

关键词 Kelvin-Voigt黏弹介质 地震波 数值模拟 衰减规律

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基于点扩散函数的黏声介质反演成像 被引量：5

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作者 王雪君 任浩然 +1 位作者 江金生 李瀚野 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期78-87,共10页

从弹性波基本方程出发,分析了地震波吸收与衰减补偿物理机制和黏声介质中应力-应变关系,得到了衰减与补偿统一表达的黏声介质传播方程。采用交错网格有限差分和最佳匹配层吸收边界条件来模拟这一方程,实现了黏声介质地震波场吸收与补偿... 从弹性波基本方程出发,分析了地震波吸收与衰减补偿物理机制和黏声介质中应力-应变关系,得到了衰减与补偿统一表达的黏声介质传播方程。采用交错网格有限差分和最佳匹配层吸收边界条件来模拟这一方程,实现了黏声介质地震波场吸收与补偿的格林函数计算。凹陷速度模型测试结果表明,该方法能有效补偿吸收衰减振幅。从Hessian核函数的数学物理特征出发,对比分析了声波点扩散函数(PSF)和黏声波点扩散函数,结果表明,吸收衰减效应显著降低了照明振幅强度,带吸收衰减的PSF明显比声介质PSF能量低,在深层这种能量损耗更为强烈;吸收衰减效应改变了观测系统对地下的照明图样。进行了面向目标体的PSF分解和求逆,并将求得的逆算子直接作用于成像结果。盐丘模型测试结果表明,在盐丘周围,吸收衰减效应显著降低了成像分辨能力,精确的逆PSF能够有效提高反演成像结果的分辨率。 展开更多

关键词 黏声介质 有限差分 黏声逆时偏移 HESSIAN矩阵 点扩散函数 点扩散函数逆算子 反演成像

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基于Born散射理论的二维黏声介质高斯波束正演 被引量：5

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作者 孙辉 岳玉波 李猛 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期637-644,共8页

Born散射理论可以通过省略高阶项实现针对一次散射波场的模拟.在这一理论的基础上,本文提出了一种针对二维黏声介质的一次散射波场高斯束Born正演方法.在该方法中,格林函数通过一系列不同初射方向的高斯波束累加获得,可以计算多至走时波... Born散射理论可以通过省略高阶项实现针对一次散射波场的模拟.在这一理论的基础上,本文提出了一种针对二维黏声介质的一次散射波场高斯束Born正演方法.在该方法中,格林函数通过一系列不同初射方向的高斯波束累加获得,可以计算多至走时波场,保证了正演算法的计算精度.同时为了提高计算效率,正演方法使用了wavelet-bank方式合成局部平面波.区别于针对声波介质正演的wavelet-bank使用方法,文中将介质黏滞性信息融入了局部平面波的wavelet-bank合成方法中,以此实现针对黏声介质的快速一次散射波场模拟.两个模型的计算结果表明:本文提出的黏声介质高斯波束正演方法具有良好的计算精度以及较高的计算效率. 展开更多

关键词 地震波正演 Born正演 高斯波束 黏声介质

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黏弹性层状多孔介质中地震波传播方程的传递矩阵解法

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作者 李晓江 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期410-414,365,共6页

基于Biot理论,饱和多孔介质中波的传播是一个耦合问题。由于此模型的复杂性,难以给出高效的数值解法。为此本文提出了地震波在层状饱和多孔黏弹性介质中传播的一种实用求解方法,即在所研究的层状三维模型中,对时间域用拉氏变换,对空间... 基于Biot理论,饱和多孔介质中波的传播是一个耦合问题。由于此模型的复杂性,难以给出高效的数值解法。为此本文提出了地震波在层状饱和多孔黏弹性介质中传播的一种实用求解方法,即在所研究的层状三维模型中,对时间域用拉氏变换,对空间域用傅氏变换,将原问题变换为具有六个独立变量的常微分方程组,每个变量只是深度坐标和一个水平坐标的函数,进而得到关于每一层中波的传播问题的传递矩阵,再用数值方法求出传递矩阵的特征值和特征向量。此算法的核心是首先求出在变换后的空间中的波场,然后用FFT方法进行傅氏和拉氏反变换得到在时间域的波场。文中给出了算法的详细推导和数值算例。 展开更多

关键词 地震波传播方程 黏弹性层状多孔介质 传递矩阵 固—流耦合模型 正演模拟 快速傅氏变换

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昆仑山Ms 8．1级地震震后变形场数值模拟与成因机理探讨 被引量：48

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作者 邵志刚 傅容珊 +1 位作者 薛霆虓 黄建华 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期805-816,共12页

2001年11月14日,在青海和新疆交界处发生了昆仑山Ms8.1级强烈地震,GPS后观测显示,此次地震震后形变不仅在断裂南北两侧存在很大的差异,而且在短时间调整后断裂南北两侧表现为同向运动.本文以观测的地震形变为约束,通过有限元数值模拟分... 2001年11月14日,在青海和新疆交界处发生了昆仑山Ms8.1级强烈地震,GPS后观测显示,此次地震震后形变不仅在断裂南北两侧存在很大的差异,而且在短时间调整后断裂南北两侧表现为同向运动.本文以观测的地震形变为约束,通过有限元数值模拟分析昆仑山地震震后形变的物理机制.建立有关的有限元虚功方程,通过有限元数值方法模拟震后形变,从理论上分析介质的非均匀性、黏滞性松弛、流体调整对震后形变的影响.采用网格搜索确定昆仑断裂南北两侧下地壳的黏滞系数分别为5.0×1017Pa.s,9.0×1018Pa.s左右,正是这十余倍的差异引起了断裂两侧震后形变的非对称性和同向运动,这一差异既是长期地质作用的结果,又是现代地球动力学环境的决定因素之一.通过数值模拟定性讨论了断裂北侧地表形变在震后短期内的调整,对于靠近断裂附近的测点可能是黏弹性松弛和孔隙流体调整共同作用的结果,所以在分析短期震后形变时综合考虑黏弹松弛和孔隙流体调整是很有必要的. 展开更多

关键词 昆仑山Ms 8.1级地震 震后形变 黏弹介质 孔隙介质 有限元模拟

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利用非线性最优化方法构建近似常Q黏弹模型 被引量：7

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作者 郭振波 田坤 +3 位作者 李振春 曹晓莉 李爱君 王谦 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期52-58,共7页

目前通常采用的黏弹模型在描述介质品质因子对频率的依赖关系方面存在不足。基于广义标准线性固体,利用黏声或黏弹介质的品质因子公式建立超定非线性方程组,采用属于非线性最优化方法的Levenberg-Marquarat算法求解方程组来拟合近似常Q... 目前通常采用的黏弹模型在描述介质品质因子对频率的依赖关系方面存在不足。基于广义标准线性固体,利用黏声或黏弹介质的品质因子公式建立超定非线性方程组,采用属于非线性最优化方法的Levenberg-Marquarat算法求解方程组来拟合近似常Q模型,并模拟二维均匀模型的地震响应,简要考察黏弹性的影响。该方法不用任何近似或假设,所得结果更精确,而且可以求解病态问题。拟合及模拟结果表明:Levenberg-Marquarat方法可以较精确地构建近似常Q模型,采用两个组元就已足够;黏弹性对地震波的振幅和频谱有显著影响,实际应用中应当考虑。 展开更多

关键词 地震波 黏弹性介质 品质因子 常Q模型 非线性最优化方法 正演模拟

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