横向各向同性介质拟声波方程及其在逆时偏移中的应用

地下岩石的速度各向异性影响地震波的传播与成像.横向各向同性(TI)介质为最普遍的等效各向异性模型.引入TI介质拟声波方程可以避免复杂的弹性波方程求解以及各向异性介质波场分离,以满足对纵波成像的实际需要.本文从垂直横向各向同性(VTI)介质弹性波方程出发,推导出正应力表达的拟声波方程以及相应的纵波分量的表达式,进而分析从频散关系得到的拟声波方程的物理意义,而后将拟声波方程扩展到更一般的倾斜横向各向同性(TTI)介质中.波前快照与群速度平面的对比验证了拟声波方程可以很好地近似描述qP波的运动学特征.在此基础上,将拟声波方程应用在逆时偏移中并与其特例声波近似方程进行对比,讨论了计算效率、稳定性等实际问题.数值试验表明VTI介质情况下采用声波近似方程可以提高计算效率,而TTI介质qP-qSV波方程则在效率相当的情况下可以保证稳定性.SEG/HESS模型和逆冲模型逆时偏移试验验证了本文TI介质拟声波方程的实用性.     

基于T-matrix的非线性参数估计方法

全波形反演可提供高精度的地下介质参数空间分布,但传统的全波形反演方法建立在Born近似的基础上,对初始模型具有一定的依赖性.为了摆脱Born近似的束缚,本文基于二维常密度声波方程,在De Wolf近似的前提下,借助传输矩阵(T-matrix)方法,深入研究了逆薄板传播算子(Inverse Thin-Slab Propagator,ITSP),实现了速度扰动的非线性估计.ITSP方法避免了Born级数方法在扰动较强、扰动区域较大时的发散性问题,且只经过一次扫描校正,计算效率较高.二维模拟数据分析验证了本文方法的可行性以及有效性.     

基于双曲线模型的卡尔曼滤波法在建筑物沉降预测中的应用

利用最小二乘法求出双曲线模型的模型参数,将此参数看作带有动态噪声的状态向量,建立基于双曲线模型的卡尔曼滤波模型,对建筑物的沉降量进行预测。卡尔曼滤波过程中,模型的参数不断发生变化,增强了其适应观测数据的能力,从而减小了拟合误差。计算表明,用基于双曲线模型的卡尔曼滤波模型对建筑物的沉降量进行预测,误差较小,效果较为理想。     

浅水域可控源海洋电磁测量中空气波的渐近表达与波场分离方法

可控源海洋电磁(MCSEM)勘探中空气波对海底电磁响应的影响已为业界所重视, 它是由水平电偶极子源发射的电磁信号沿空气-海水界面传播与来自海底地层的有效信号相互作用产生的。在浅水域勘探时, 空气波淹没来自地层的有效信号, 使浅水域MCSEM实现油气层识别产生困难。基于层状介质模型, 采用电磁场的模式分解理论导出了半空间电阻率模型的空气波表达式, 利用该式将空气波在海水层的传播近似用海水-空气界面与海底地层之间的多次鸣震表达。结合源和接收器两边电磁场的传播特征, 导出了有限水深时空气波近似关系, 用于近似模拟空气波响应。为了对比不同方法压制空气波的效果, 基于上行波场和下行波场的分解方法, 获得了含油气高阻储层上上行波的异常幅度增大数倍的结果, 显示了波场分解方法压制空气波的良好效果。最后, 利用不含油气层的背景模型和含油气储层模型电磁响应的数值模拟结果, 比较空气波渐近表达和波场分离2种空气波压制方法可知:对于水平层状模型后者效果更好;前者可适用于崎岖海底地层的数据处理, 后者只适用于水平海底地层。     

基于WNAD方法的非一致网格算法及其弹性波场模拟

加权近似解析离散化(WNAD) 方法是近年发展的一种在粗网格步长条件下能有效压制数值频散的数值模拟技术. 在地震勘探的实际应用中, 不是所有情况都适合使用空间大网格步长. 为适应波场模拟的实际需要, 本文给出了求解波动方程的非一致网格上的WNAD算法. 这种方法在低速区、介质复杂区域使用细网格, 在其他区域采用粗网格计算. 在网格过渡区域, 根据近似解析离散化方法的特点, 采用了新的插值公式, 使用较少的网格点得到较高的插值精度. 数值算例表明, 非一致网格上的WNAD方法能够有效压制数值频散, 显著减少计算内存需求量和计算时间, 进一步提高了地震波场的数值模拟效率.     

堆石料应力-应变关系的拟合方法研究

堆石料大量的大型三轴剪切试验结果表明,其轴向应变与径向应变关系并不完全符合双曲线关系,而是可以分成两段,依次用双曲线关系和直线关系来拟合,提出了一个计算两段关系拐点处径向应变的公式,对Duncan-Chang模型中泊松比的计算进行了修正。根据堆石料应力-应变关系试验结果,提出了一个用8参数拟合其应力-应变关系和体变关系的拟合方法,并将通过此方法得到的计算结果与试验结果进行对比,验证了拟合方法的精度。     

基于叠前弹性阻抗反演的古近系流体识别

对于地震-地质条件十分复杂的古近系地层,Gassmann流体因子相对常规岩石物理参数通常具有更好的油气检测能力.然而,在由叠前反演结果计算流体因子的过程中往往会引入新的中间误差.为此,首先基于饱和流体多孔弹性介质理论推导了 Zoeppritz方程的Russell近似表达式,该方程将纵波反射系数表示为流体因子f、剪切模量...     

逻辑算子集与模糊粗糙近似算子集的性质及相关性

定义了逻辑算子集与模糊粗糙近似算子集之间的映射,并讨论其性质。特别地给出了由模糊粗糙近似算子构造相应的t范算子以及由连续的严格单调实函数构造相应的negator算子的方法。所得结论对各种特色的粗糙近似模型的建立有指导意义。     

基于声相关计程仪(ACL)的海底散射模型研究

为了进行声相关计程仪(ACL)仿真研究,结合K irchhoff近似和R ay le igh-R ice近似散射模型,根据ACL垂直发射波束的特点,在掠射角90°附近,利用已发表的海底散射实验数据与APL-UW散射模型及L am bert公式的理论计算结果相比较,基于K irchhoff近似的散射模型与实验数据具有很好的一致性,仿真结果证明,由于不同类型海底沉积物引起的体积散射在上述情况下是可以被忽略的,这将大大简化进行声相关测速仿真研究的海底建模过程。     

基于双曲线模型的建筑物变形监测研究

随着城市高层建筑的不断出现和重点项目的陆续完成,建筑物变形观测显得越来越重要。本文通过对高层建筑物沉降观测过程的分析研究,对外业观测的注意事项和观测过程设计进行了详细的讨论研究,并通过对观测结果应用双曲线模型进行分析研究,得出了观测结论。