12575.有限差分法地震波場模擬與逆時(shí)偏移

1、分類號(hào)UDC學(xué)校代碼：10616密級(jí)學(xué)號(hào)：2011020393成都理工大學(xué)碩士學(xué)位論文有限差分法地震波場模擬與逆時(shí)偏移龔敏指導(dǎo)教師姓名及職稱王山山副教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專業(yè)名稱地球探測與信息技術(shù)論文提交日期2014年05月論文答辯日期2014年05月學(xué)位授予單位和日期成都理工大學(xué)(年月)答辯委評(píng)閱人2014年05月摘要有限差分法地震波場模擬與逆時(shí)偏移摘要地震數(shù)值模擬是地震勘探學(xué)和地震學(xué)的重要基礎(chǔ)，是模擬地震波在介質(zhì)中傳播的一種數(shù)值模擬技

2、術(shù)。地震波場正演模擬研究中主要包括兩大核心理論，一是研究地震波動(dòng)力學(xué)特征的波動(dòng)理論，二是研究地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的射線理論。隨著地震波理論在天然地震和地震勘探中的應(yīng)用，地震模擬技術(shù)便運(yùn)應(yīng)而生，并且隨著地震波理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，地震數(shù)值模擬技術(shù)自20世紀(jì)60年代以來也得到了飛速發(fā)展，形成了日前具有有限差分法，有限元法，虛譜法和積分方程法等各種數(shù)值模擬方法的現(xiàn)代地震數(shù)值模擬技術(shù)。交錯(cuò)網(wǎng)格高階有限差分是用交錯(cuò)網(wǎng)格取代一般矩形差分網(wǎng)格，通過交錯(cuò)

3、網(wǎng)格的半程計(jì)算，可以得到足夠高階的空間和時(shí)間精度的差分格式。本文首先從泰勒級(jí)數(shù)展開式出發(fā)，采用交錯(cuò)網(wǎng)格的高階有限差分法、基于特征值分析的吸收邊界法，通過分析穩(wěn)定性、頻散等要求，得到適合彈性波波動(dòng)方程的任意偶數(shù)階精度的差分格式、各邊界及角點(diǎn)處的吸收邊界條件差分格式，實(shí)現(xiàn)二維彈性波在各種復(fù)雜地質(zhì)模型中的交錯(cuò)網(wǎng)格差分?jǐn)?shù)值模擬。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，交錯(cuò)網(wǎng)格高階有限差分法具有精度高、通用性強(qiáng)、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。地震偏移是反射地震學(xué)的核心內(nèi)容，地震偏移是在

4、波動(dòng)方程的基礎(chǔ)上，通過將同相軸歸位到其正確空間位置并聚焦繞射能量到其散射點(diǎn)來消除反射記錄中的失真現(xiàn)象。逆時(shí)偏移方法是通過波動(dòng)方程在時(shí)間軸上對(duì)地震資料進(jìn)行反向外推來實(shí)現(xiàn)的。本文介紹了逆時(shí)偏移的基本原理，利用高階有限差分求解雙程波動(dòng)方程，推導(dǎo)了高階有限差分波場延拓公式，并利用該公式實(shí)現(xiàn)了疊后逆時(shí)偏移。模型數(shù)據(jù)試算表明，該方法具有成像精度高、橫向分辨率高、不受傾角的限制、適用于橫向速度變化和復(fù)雜構(gòu)造情況等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：彈性波波動(dòng)方程有限差分交