平面波在粘滞性界面上的反射特征研究

当介质中存在按照一定方向排列的裂隙时,会在该区域形成接触程度不好的界面.当有地震波传播时,界面两侧的质点不再满足位移连续的条件,位移差与该点的应力有关.从而引起质点间的滑动,形成粘滞性界面.界面的这种特性可以用切向柔量和法向柔量来表示,柔量值越大,界面的接触程度和质点位移的连续性都越差.文中详细推导了平面波在粘滞性界面上的反射和透射系数公式,通过数值算例证明了粘滞性界面上的反射系数与入射波频率有关的性质.并说明了界面的粘滞性会在一定程度上影响到反射波的AVO特性.且当平面P波入射时,法向柔量对反射P波和转换波的影响均大于切向柔量的影响.     

一种利用多次波求取反射系数的新技术

传统地震资料处理将多次波视为干扰波进行压制,而多次波是有效波在地层中来回传播的反馈,因此它携带了地层反射系数信息。本文从多次波成因出发,推导出反射系数公式(反射系数等于一阶多次波与一次反射波的反褶积)。理论模型实验证明了该方法的正确性。对实际海洋单道地震资料进行处理,求取的反射系数与有效波基本吻合,但由于资料信噪比、子波及反褶积算法等局限性,该技术有待进一步研究。     

VSP地震干涉成像及应用研究

受井中检波器串级数局限,垂直地震剖面（VSP）反射波成像范围窄,且不能对井中最浅接收点上方区域有效成像.虽然多次波成像能扩大成像范围,但在实际应用中尚有诸多困难和挑战.本文根据Wapenaar的地震干涉理论,基于上下行波场分离技术,研发了VSP地震干涉成像方法.该方法将VSP自由表面多次波重建为在地表震源位置激发（虚震源）接收的拟地面地震反射波,然后偏移成像,以达到对多次波间接成像的目的.通过数值模型实验,测试了VSP干涉成像的极限分辨率,并讨论了主要采集参数的影响,结果表明：该方法的垂向和水平极限分辨率分别达约10 m和20 m,且能分辨深度达6500 m处的50 m×100 m溶洞;采用12至24道井中检波器串采集的VSP资料,其干涉成像结果显著优于VSP反射波成像,与相应的地面地震成像效果相当.将本文方法应用于新疆地区采集的VSP资料,结果表明：与VSP反射波成像相比,成像同相轴更加连续,成像范围显著扩大;与地面地震成像相比,成像结果相当,尤其在浅中部甚至更好.新方法不仅无需进行井中接收点静校正,且能显著增大成像范围,有利于成像同相轴的追踪对比、地震属性提取和地质解释,尤其对中国新疆地区深部缝洞型储层的成像,具有广泛的实际应用前景.

     

用于弹性波模拟的交错网格预处理和多次校正的Chebyshev谱元法

本文基于弹性波动方程,从其弱形式出发,利用Galerkin变分原理,通过对方程进行空间和时间上的离散,在空间域中引入预条件共轭梯度的逐元算法,在时间域中引入时间积分的交错网格预处理/多次校正算法,发展了弹性波模拟的Chebyshev谱元算法。针对均匀固体介质和具有倾斜分层的分区均匀固体介质模型,通过与有限差分算法结果相比较验证其精度的可信性,同时利用该算法模拟了弹性波在具有水平分层的任意起伏自由表面模型中的传播,并分析了其传播特点。研究表明,我们提出的交错网格预处理/多次校正算法的Chebyshev谱元算法,保留了有限元法的优势,并且采用了具有最优张量乘积技术的元到元的算法,能够处理带有起伏自由表面的复杂介质模型,它具有比有限元法收敛快,计算效率较高等优点,特别适合于复杂结构和复杂介质中的弹性波传播的数值模拟。     

复杂层状模型中多次波快速追踪——一种基于非规则网格的最短路径算法

使用不规则网格单元划分下的最短路径算法,结合分区多步计算技术实现了二维和三维复杂层状起伏介质中的多次透射、反射及转换波的追踪计算.其原理是将模型按速度界面分成若干个独立的计算区域(在速度界面和起伏地表处采用一种不规则网格单元划分),采用分步计算技术进行多次波的追踪计算.通过与有限差分下快速行进法的比较,表明无论是计算精度还是CPU时间,不规则最短路径算法均好于快速行进法算法.最后,实例模拟中给出了二维、三维复杂层状模型(包括Marmousi模型及含低速体的模型)中的多次透射、反射及转换波的追踪计算,验证了不规则最短路径算法的功能.     

基于多道卷积信号盲分离的多次波自适应相减方法

本文将多次波自适应相减问题表示为一个多道卷积信号的盲分离问题.利用2D卷积核来表示预测多次波和实际多次波之间的差异,并采用分离出的一次波信号的非高斯性最大化作为优化目标,我们提出一种基于多道卷积信号盲分离的多次波自适应相减算法.为了求解上述非线性优化问题,所提方法将其转化为一个迭代线性优化问题,采用迭代最小二乘方法加以实现.由于采用了多道卷积信号盲分离模型,所提方法能够适应预测和真实多次波之间在时间及空间上的变化.通过对简单模型数据、Pluto数据和实际数据进行处理,验证了所提算法的有效性.     

超高阶次勒让德函数递推计算中的压缩因子和Horner求和技术

超过2 000阶次的缔合勒让德函数值的递推计算,在接近两极时达到极大的数量级（超过10的数千次方）,这导致现有递推方法在计算缔合勒让德函数值及其导数值时失效。通过插入压缩因子技术,提出一个修改的递推算法,并结合使用Horner求和技术计算球谐级数的部分和。试验表明,该算法至少可以计算到3 600完全阶次的球谐级数式,优于现有结果。     

移去恢复法在逆Stokes公式计算中的精度分析

给出了逆Stokes公式的一种新的推导方法,以此为基础和用已知的重力场模型作为观测数据来具体分析与讨论移去恢复法的精度问题,并重点讨论了积分区域的大小和所移重力位的阶数,其结论对实际处理卫星测高数据有一定的参考价值。     

我国大地坐标系的换代问题

首先指出了我国现有大地坐标系在先进性和实用性方面存在的问题,提出了我们面临的选择与采用地心坐标系的建议,然后就地心坐标系的定义和实现、参考椭球常数、正常重力公式等问题提出了初步意见,并就坐标系改变对旧地形图的影响问题进行了研究。我国大地坐标系应由局部坐标系更新为地心坐标系。我国大地坐标系的定义应与IERS(国际地球自转服务)协议相一致,采用国际常用的参考椭球和正常重力公式。本文提出的参考椭球和正常重力公式符合这些原则,提出的地形图坐标系变化改正方案应是基本可行的。     

球外部空间的Neumann逆问题及逆Stokes公式

基于修改的Poisson积分,首先给出了球面扰动位向上延拓的积分表达式。在此基础上,由微分原理得出了球外部空间Neumann逆问题的解式,利用物理大地测量学的基本微分方程,导出了球外部空间的逆Stokes公式,并对这两类积分公式的核函数进行了讨论。