垂向非均匀介质的走时反演

本文提出了一种利用反射波走时曲线计算垂向非均匀介质速度和反射界面深度的方法。当在地球表面没有获得来自地下某一深度范围内介质的任何信息时,可以认为这一深度范围内的地震波速度具有连续性。利用来自其底部反射界面的反射波走时曲线,可以计算出该深度范围的地震波速度结构。对三种模型进行了理论计算,所得反演解与真实值较为一致,其中计算出的反射界面深度最为精确。利用本文提出的方法可以计算两个相邻反射面之间的垂向非均匀速度结构,如低速层等。     

黏弹介质VSP高斯射线正演模拟

为了研究黏弹介质中VSP地震勘探地震波的波场特征,在理论分析地震波在黏弹介质中传播特性的基础上,采用高斯射线束方法对黏弹介质VSP地震进行波场正演模拟.正演结果与各向同性介质及VTI介质VSP正演对比,体现了地震波在黏弹介质中传播的特点.同时VSP高斯束正演方法能够解决复杂构造正演盲区问题,其动力学特征更能反映黏弹介质对地震波传播的影响,计算速度又优于波动方程类正演方法,正演结果能有效分辨地震波场特征,为VSP数据处理与解释提供了借鉴.     

利用地震层析成象技术确定横向非均匀介质中的速度分布和界面位置

本文提出一种横向非均匀介质中的地震层析成象方法，由地震走时资料确定介质的速度分布和界面位置。计算中采用了参数分离、变阻尼、奇异值分解等技术，方程的解较稳定，且可得到解的分办。除反射波外，该方法还可同时利用分析波的资料。因此，适宜于折射及宽角度反射地震测深剖面的资料处理。数字试验结果表明，在模型内部，该方法能得到可靠的反演结果。在边界附近效果较差，受初始值影响较大。     

层状不均匀介质中的地震波（讲座）

层状不均匀介质中的地震波（讲座）王椿镛（中国北京１０００８１国家地震局地球物理研究所）１引言层状介质中地震波的传播是地震学中的一个经典问题。从４０年代起，许多地震学家作了大量的研究，发表了一系列的文章和专著，从理论上证明了层状均匀介质中各种类型的地震...     

各向异性,横向非均匀介质中的传播不变量,透射和反射

对于地震波主要特性随深度变化的准层状介质，可根据两个地震波场的位移和作用力的某种组合建立传播不变量计算公式。这样的不变量与深度无关，对于相同的场则趋于零。它是空间和波数域中为各向异性和横和变化介质而建立的一种计算方法。这些传播不变量可大大简化横向变化介质中反射和透射过程的综合分析，其中包括了波数间耦合作用的计算。本文通过分析ＳＨ波在自由表面下的非规则界面上的入射过程，阐明了这种方法的实现过程。其结     

横向非均匀介质中弹性地震波传播的数值模拟

应用混合变量弹性动力学方程和线性常微分方程组的矩阵指数解法，将层状介质中广泛应用的弹性波传播矩阵解法推广至横向非均匀介质，给出了一种可计算复杂地质体中弹性波传播的广义传播矩阵数值解法。该方法可模拟任意震源及所产生的各种体波、面波，数值结果表明具有很高的计算精度。     

利用三维高斯射线束成像进行地震定位

常规的地震定位方法通常需要拾取地震记录的初至,当初至不明显或被较高水平的噪声淹没时精度较低.本文采用基于三维高斯射线束的偏移成像方法对震源进行定位,较好地解决了该问题.通过三维高斯射线束对台站记录进行偏移归位,并将各台站成像结果的交点作为地震能量释放的中心位置;当各台站成像结果不能交于一点时,采用三维空间高斯滤波方法可实现震源位置的自动获取.提出的变网格计算方案极大地减少了计算量,显著地提高了成像精度和计算效率.利用首都圈地震台网数据,对涿鹿、滦县以及房山三个地震事件进行试算,结果表明:基于变网格三维高斯束偏移成像的地震定位方法自动化程度很高,而且具有较好的抗噪能力,特别适合处理低信噪比资料的地震定位问题.     

二维复杂黏弹性各向异性介质中的地震射线追踪

实际地层中传播的地震波普遍存在速度各向异性和能量衰减现象,因此基于弹性介质假设条件下的地震射线正反演算法具有一定的局限性,而研究黏弹性各向异性介质中的地震波传播规律可为揭示地下结构提供更加可靠的理论依据.射线追踪技术是揭示高频地震波传播特性的有效手段之一,然而绝大多数研究仅限于弹性介质.针对黏弹性各向异性介质,本文首先给出了一种射线速度和振幅衰减的计算方法,然后结合改进型最短路径算法,在实空间内实现了计算复杂介质模型中地震波(qP,qSV,qSH)的射线路径和传播走时以及能量衰减(虚走时).该算法适用于复杂黏弹性各向异性介质.误差分析结果显示,实走时的最大相对误差小于0.13％,虚走时的最大相对误差小于0.55％,表明该算法具有较高的计算精度.     

基于黏声介质的角度域高斯束逆时偏移方法研究

高斯束逆时偏移是一种兼具计算效率和成像精度的深度域成像方法,能够面向目标成像.地下介质中黏滞性普遍存在,利用传统各向同性或完全弹性的成像方法处理黏滞性探区的数据会降低分辨率,并导致成像位置不准确和振幅欠估计等问题.本文在高斯束逆时偏移的基础上,通过对震源点和检波点处的波场进行衰减补偿,并结合高斯束求解时的角度信息,实现了黏声介质角度域高斯束逆时偏移方法.最后通过模型和实际资料试算对本文方法的正确性和适用性进行了验证.试算结果表明:相比于声波高斯束逆时偏移,本文方法能够对黏滞性引起的吸收衰减进行有效补偿,同时提取的角度域共成像点道集(ADCIGs)不仅可以用于分角度叠加成像压制成像噪声,而且能够为后续的偏移速度分析提供支撑.     

竖向非均匀介质中的Love面波

本利用ＫＷＢＪ２（即几何近似）理论研究介质参数随深度作连续变化的竖向非均匀弹性半空间上覆盖一层厚度为Ｈ的元首中向同性的弹性介质时Ｌｏｖｅ面波的频散问题。给出了频散方程。中以剪切弹性模量和质量密度随深度呈抛物线变化的非均匀介质为例,给出其最低阶振型的频散曲线     

用传输线模型法计算非均匀介质中的电场响应

介绍了一种非均介质中电场响应的数值模拟方法.传输线模型法是以惠更斯原理为基础,通过建立麦克斯韦方程中电场和磁场与传输线方程中电压和电流的等效关系,按时间步进的办法来模拟电磁场响应的一种电磁场数值计算方法.从一维介质中电场传播的物理过程出发,导出了点电流源情形下地质介质中电场响应迭代方程;编程计算了非均匀介质中的电场响应,其结果表明,用这种方法对非均匀介质中的电场响应进行数值模拟是行之有效的.     

非均匀介质孔隙流体参数地震散射波反演

弹性波逆散射是非均匀介质参数反演的有效途径．本文从弹性波逆散射理论出发,利用微扰理论和稳相法,将非均匀介质参数视为背景介质与扰动介质参数的叠加,建立了纵波散射系数和非均匀介质中背景介质与扰动介质孔隙流体参数,剪切模量与密度间的直接关系．进而发展了一种非均匀介质孔隙流体参数叠前地震贝叶斯反演方法．该方法假设模型参数（扰动介质与背景介质孔隙流体参数,剪切模量与密度的比值）服从柯西分布,反演目标似然函数服从高斯分布,并采用平滑初始模型约束提高反演稳定性．模型和实际资料处理表明,该反演方法能够稳定合理的直接从叠前地震资料中获取孔隙流体参数,提供了一种高可靠性的非均匀介质流体描述方法．     

2.5维非均匀介质中的地震波数值模拟

目前,完全的3D弹性波数值模拟计算仍然需要庞大的计算资源,而2D弹性波数值模拟,又不能准确地近似3D数值模拟.因此,本文在较高数值精度的一阶应力一速度弹性波动方程的基础上,采用时间错格差分拟谱方法在2D模型介质中计算3D弹性波场,即2.5D数值模拟.并将3D计算结果与2.5D和2D结果进行比较,发现2.5D模拟结果在波场形态和振幅方面比2D模拟结果更接近3D模拟结果,从而证实了2.5D数值模拟比2D数值模拟可以更好地近似3D波场数值模拟,同时证实了时间错格差分拟谱方法是一种高精度、高效率的正演模拟方法.     

轴对称二维任意非均匀介质中偏轴点源激励的位场数值解

对具有任意多平面分层,且每一平面分层中又具有任意多径向柱面分层的复杂非均匀介质中偏轴点源激励的位场分布进行了高效数值分析．对于这种三维非均匀位场分布,应用数值本征模展开描述其径向的基模和高阶模,用集合反射矩阵和集合透射矩阵匹配各平面界面的边界条件,各平面分层中的位场则用递推算法获得．偏轴点源位场的求解,为电法测井中高分辨薄五层探测提供了理论分析基础．     

用变分坡恩迭代方法重建二维非均匀介质结构

提出了用于二维轴对称非均匀介质结构的反演和成像的一种新的反演迭代方法－变分坡恩迭代方法（ＶＢＩＭ）,首先利用玻恩近似将非线民生积分方程线性化,然后应用变分方法导出用于反演的电场积分方程,正演数据则利用高效的数值模式匹配方法获得,数值结果表明,ＶＢＩＭ与ＢＩＭ相比,其收敛速度,成像质量等均得到较大的改善。     

基于Born散射理论的二维黏声介质高斯波束正演

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.

     

轴对称二维任意非均匀介质中偏轴点源激励的位场数值解

对具有任意多平面分层，且每一平面分层中又具有任意多径向柱面分层的复杂非均匀介质中偏轴点源激励的位场分布进行了高效数值分析．对于这种三维非均匀位场分布，应用数值本征模展开描述其径向的基模和高阶模，用集合反射矩阵和集合透射矩阵匹配各平面界面的边界条件，各平面分层中的位场则用递推算法获得．偏轴点源位场的求解，为电法测井中高分辨薄五层探测提供了理论分析基础．