流體飽和多孔隙介質(zhì)彈性波方程正反演的小波方法研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類號(hào)：O241.82國(guó)際圖書(shū)分類號(hào)：519.63理學(xué)博士學(xué)位論文流體飽和多孔隙介質(zhì)彈性波方程正反演的小波方法研究博士研究生：張新明導(dǎo)師：劉家琦教授副導(dǎo)師：劉克安教授申請(qǐng)學(xué)位：理學(xué)博士學(xué)科、專業(yè)：一般力學(xué)與力學(xué)基礎(chǔ)所在單位：航天工程與力學(xué)系答辯日期：2006年8月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)摘要I摘要地球內(nèi)部流體的存在和巖石的各向異性是地下介質(zhì)的兩大表征。其中孔隙流體的存在、固體和流體之間的相互作用會(huì)弱化或硬化巖石的力學(xué)屬性，從

2、而引起聲波或彈性波速度的頻散和振幅的衰減，并產(chǎn)生第二類縱波。而由固相與液相或固相與氣體所組成的巖石雙相系統(tǒng)有其自身的特殊規(guī)律，它們已不再是理想的純固體，描述其性態(tài)的波動(dòng)理論勢(shì)必涉及到微觀層次上巖石系統(tǒng)固相與流相相互作用、相互干擾的巖石物理作用過(guò)程。流體飽和多孔隙介質(zhì)是由固體和流體兩相物質(zhì)組成的雙相介質(zhì)。流體飽和多孔隙介質(zhì)理論認(rèn)為固相是均勻的、各向同性的彈性多孔隙骨架；液相是充滿孔隙空間的具有粘性的可壓縮流體。相比傳統(tǒng)的單相彈性介質(zhì)理論，

3、流體飽和多孔隙介質(zhì)理論能更精確地描述實(shí)際地層和地層性質(zhì)。因此，深入研究流體飽和多孔隙介質(zhì)波動(dòng)方程的正反演方法不僅有較高的理論價(jià)值也有著廣泛的工程意義。作為地球物理勘探的主要手段，地震勘探反演已從當(dāng)初尋求簡(jiǎn)單模型的解析解發(fā)展到求取復(fù)雜介質(zhì)的優(yōu)化解。由于反問(wèn)題本身具有的不適定性和非線性性所引起的局部極值問(wèn)題和計(jì)算量問(wèn)題仍舊是困擾反演研究的兩大難題。近些年來(lái)，小波分析方法以其良好的時(shí)頻域局部性和多分辨分析特性而被廣泛地應(yīng)用于偏微分方程的自適應(yīng)

4、求解和多尺度反演計(jì)算以求克服局部極值的影響，解決反問(wèn)題計(jì)算量過(guò)大的問(wèn)題。本文主要是以Biot的連續(xù)介質(zhì)理論為基礎(chǔ)，將傳統(tǒng)的正反演方法和小波多分辨分析相結(jié)合，構(gòu)造小波有限元法和小波域多尺度有限差分法用于流體飽和多孔隙介質(zhì)彈性波方程的正演模擬分析，并以可測(cè)量邊界位移信息為附加條件，構(gòu)造小波多尺度反演方法用于流體飽和多孔隙介質(zhì)彈性波方程介質(zhì)參數(shù)反演的研究。主要完成的工作有以下內(nèi)容：詳細(xì)推導(dǎo)了基于流體飽和多孔隙介質(zhì)Biot理論的彈性波傳播位移方