检索结果-南通市图书馆

作者：高铎文长安大学

学位级别：硕士

目前西安已有14条地裂缝,西安地裂缝对西安城市建设和经济发展产生了巨大的破坏和阻碍。对西安地裂缝的勘探和研究,有助于查明地裂缝准确位置,指导城市规划,最大限度减少地裂缝造成的损失。从1887年Rayleigh首先发现瑞雷面波的存在至今... 详细信息

目前西安已有14条地裂缝,西安地裂缝对西安城市建设和经济发展产生了巨大的破坏和阻碍。对西安地裂缝的勘探和研究,有助于查明地裂缝准确位置,指导城市规划,最大限度减少地裂缝造成的损失。从1887年Rayleigh首先发现瑞雷面波的存在至今,瑞雷面波法已经成为了一种新型方法广泛应用于岩土及浅层地质勘察等领域中,相比传统浅层地震勘探方法及钻探方法,瑞雷波法有着方便、快捷、经济和准确等优点。本文绪论部分主要阐述了论文的选题目的、研究意义等。第二章理论基础部分主要对物质的弹性常数做了介绍,并从地震波动力学出发,对瑞雷面波的产生和传播及特性等做了理论阐述。第三章正演部分,介绍了快速knoppof算法和等效半空间法两种正演方法,通过西安地裂缝实际研究资料,建立符合西安地裂缝实际的地层模型,并实现两种方法对不同地裂缝形态模型的正演计算。第四章反演部分,介绍遗传算法和等效半空间法相结合的反演方法,并用正演模型进行了对比分析。第五章为现场实验,运用瑞雷面波法,在西安市长安区上塔坡村的清凉山f地裂缝处采集了实际资料,通过对实际资料分析处理,得到了与场地实际地层吻合的结果。本文首次将瑞雷面波法应用于西安地裂缝勘探中,通过上述研究工作,得出以下研究成果: 1.快速knoppof算法和等效半空间法能够比较准确的正演出地层的频散曲线,相比快速knoppof算法,等效半空间法的显著优点是计算速度快;遗传算法与等效半空间法相结合进行反演,能够得到准确的反演结果;2.瞬态面波法在能够准确反演古土壤地层的埋深和厚度;利用以古土壤层作为标志层这一西安地裂缝勘察标准,瞬态瑞雷面波方法可以辅助或替代钻探方法,确定西安地裂缝的位置和产状;3.如果相关反演参数合适,瞬态瑞雷面波方法可得到准确的剪切波速值,为岩土工程的原位测试和场地划分提供可靠依据。

关键词：西安地裂缝瑞雷面波勘探古土壤层频散曲线

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地震波多分量叠前深度偏移研究

地震波多分量叠前深度偏移研究

作者：李彬玉长安大学

学位级别：硕士

偏移成像作为地震波资料处理技术中的一个重要组成部分,其重要性从地震勘探发展之初就崭露头角。多波多分量地震成像技术是一种被业界寄予厚望的地震勘探方法,在小尺度构造勘探、岩性预测、流体识别、裂缝检测等方面得到广泛的应用。该... 详细信息

偏移成像作为地震波资料处理技术中的一个重要组成部分,其重要性从地震勘探发展之初就崭露头角。多波多分量地震成像技术是一种被业界寄予厚望的地震勘探方法,在小尺度构造勘探、岩性预测、流体识别、裂缝检测等方面得到广泛的应用。该技术能够适应复杂的地下介质条件,提供远超单一分量或波型成像的介质信息,其垂直分量能够达到常规纵波成像效果,而其他分量又可以弥补纵波成像的不足,增强地下介质构造成像的准确性,从而解决了许多纵波难以解决的问题,具有极高研究价值和经济效益。在多波多分量地震成像技术体系中,基于波动方程波场延拓理论的叠前深度偏移技术发展较为完善,在前人的研究基础上本文就二维二分量单程波叠前深度偏移理论开展研究,总体上可分为两大部分。其一,推导并实现了各向同性介质纵横波分解,包含正演过程中波场的标量与矢量分离,以及地震数据的标量与矢量分离;其中标量分解主要基于Helmholtz理论,而矢量分解主要建立在解耦的等价弹性波方程之上。同时,本文在对交错网格差分法进行深入研究后,指出交错网格天然存在的分量时差问题并给出了相应的校正方法。所谓分量时差问题,即由于各分量定义在不同位置会导致波型起震时刻不一致,使纵横波偏振不再平行或垂直于波传播方向,使得纵横波无法彻底分离。其二,在上述研究的基础上,将分离的纵横波地震数据分别进行P-P波、P-SV波叠前深度偏移。本文实现了单平方根(Single Square Root:SSR)中的裂步傅里叶法(Split Step Fourier Method:SSF)、傅里叶有限差分法(Fourier Finite Difference Method:FFD)、广义屏法(Generalized Screen Propagator Method:GSP),双平方根(Double Square Root:DSR)中主要实现了裂步傅里叶法。最后通过水平模型、地堑模型验证了本文所涉及的理论和算法,取得了较好的效果。

关键词：多波多分量叠前深度偏移纵横波分离各向同性介质交错网格

基于S变换与互相关的瑞雷面波频散曲线提取研究

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基于S变换与互相关的瑞雷面波频散曲线提取研究

作者：李永鑫长安大学

学位级别：硕士

瑞雷面波勘探是地球物理勘探中常用的横波勘探方法,具有轻快便捷、适应范围广、无损、能量强等特点。其中频散曲线作为瑞雷面波频散性质的体现与反演的依据,是瑞雷面波勘探中最重要的信息,所以实际频散曲线的提取也就成为了瑞雷面波勘... 详细信息

瑞雷面波勘探是地球物理勘探中常用的横波勘探方法,具有轻快便捷、适应范围广、无损、能量强等特点。其中频散曲线作为瑞雷面波频散性质的体现与反演的依据,是瑞雷面波勘探中最重要的信息,所以实际频散曲线的提取也就成为了瑞雷面波勘探关键的一环。目前频散曲线提取的研究方向主要有低频、高阶与高噪环境下能量较弱的瑞雷面波(后文中简称弱瑞雷面波)频散曲线。频散曲线的提取实际上包括了两个步骤,其一为频散能量成像,其二为拾取频散曲线。本文将从这两个方面出发,将S变换、共中心点思想与互相关多道信号比较法(Multi-channel Signal Comparison,简称MSC)结合,尝试在弱瑞雷面波地震记录中提取瑞雷面波频散曲线。本文完成的主要研究工作与结论如下:(1)基于瑞雷面波理论,实现了快速矢量传递算法计算理论频散曲线;理论频散曲线与傅里叶反变换模拟基阶瑞雷面波地震记录;有限差分法模拟全波形瑞雷面波地震记录。(2)实现了常用的τ-p变换法与相移法,并在互相关MSC法的基础上引入S变换与共中心点思想进行改进,改进后的方法简称S变换互相关法。利用均匀介质模型验证了S变换互相关法的可行性,利用简单层状介质模型比较了上述三种方法的频散曲线提取效果。τ-p变换法、相移法与S变换互相关法均可以较为准确地进行基阶频散能量成像,其中相移法的效果在无噪情况下效果最好,但其抗噪能力较差,而S变换互相关法表现出了较好的抗噪能力。(3)通过某冲积扇戈壁地区的实际地震记录进一步比较了上述三种方法的频散曲线提取效果。对于地面激发的线性中小排列观测系统,瑞雷面波常常发育良好,三种方法中相移法的频散能量连续性最好,分辨率最高,频散曲线提取效果最佳。但对于震源位于地下的非线性大排列观测系统,瑞雷面波能量较弱,S变换互相关法的抗噪性优势得以体现,依然能在高噪声的情况下拾取到高频部分的频散曲线,并准确反演出了表层的横波速度。(4)在频散能量图拾取频散曲线的过程中,本文利用折射波勘探结果等先验信息联合拾取频散曲线,有效地避免了某些规则干扰与突变点,降低了频散曲线拾取的误差。

关键词：瑞雷面波噪声频散曲线 S变换互相关折射波

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曲波变换在地震信号处理中的应用研究

曲波变换在地震信号处理中的应用研究

作者：隋成兴长安大学

学位级别：硕士

小波变换的提出和发展为信号处理带来了一场革命，继小波分析之后，人们又相继提出一系列多尺度几何分析方法，以克服其在图像处理中方向性和稀疏性等方面的不足。曲波变换便是其中之一，研究表明它能对具有分段平滑曲线边缘的图像信号... 详细信息

小波变换的提出和发展为信号处理带来了一场革命，继小波分析之后，人们又相继提出一系列多尺度几何分析方法，以克服其在图像处理中方向性和稀疏性等方面的不足。曲波变换便是其中之一，研究表明它能对具有分段平滑曲线边缘的图像信号提供最优稀疏表达，并具备多尺度、多方向和局部化特性。所幸这一数学工具也适用于地球物理中的很多问题，并能在一些应用中取得较好的效果，尤其是在地震勘探领域，人们更是对它进行了多方位的应用研究。本文就曲波变换在地震信号处理中的某些应用展开讨论，针对基于曲波变换的随机噪声压制、数据插值和稀疏反褶积等三个方面的内容，分别介绍了相应的方法原理，并在MATLAB环境下编写了应用程序，结合模型算例和实际资料进行了效果分析，最后对得到的一些认识进行总结。文中首先介绍了稀疏表示、压缩感知等概念，展示了曲波变换的优良特性及其广阔的应用前景，随后以曲波变换对地震数据的稀疏表达为基础，分别讨论了地震数据随机噪声压制的曲波阈值方法，曲波域稀疏促进反演地震数据插值方法（CRSI），以及基于曲波变换的稀疏约束反褶积方法，通过模型和实际数据处理展示了方法的效果和特点，以及存在的一些问题。理论分析及实际结果表明，借助于曲波变换这一有利的数学工具，可以有效改善地震数据的质量，提高资料的信噪比、规则性以及分辨率，便于进一步的处理和分析。

关键词：曲波变换随机噪声压制地震数据插值稀疏约束反褶积

子波整形反褶积在提高地震资料分辨率中的研究与应用

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子波整形反褶积在提高地震资料分辨率中的研究与应用

作者：朱宝山长安大学

学位级别：硕士

作为地震资料处理技术的反褶积，在地震资料处理中具有重要的地位。它的的效果和它的假设条件有关，一般情况下我们所采用的是最小相位的地震子波。但是经过大地过滤的作用震源子波变成了具有时间延迟的波形。这样依据原来假设条件求取... 详细信息

作为地震资料处理技术的反褶积，在地震资料处理中具有重要的地位。它的的效果和它的假设条件有关，一般情况下我们所采用的是最小相位的地震子波。但是经过大地过滤的作用震源子波变成了具有时间延迟的波形。这样依据原来假设条件求取的反褶积系数，对于混合相位的地震记录就不能产生较好的效果。所以基于此混合相位地震资料的处理成为了我们所关心的重点。本文实现了多道统计希尔伯特变换求取混合相位地震子波的方法;利用传统的脉冲反褶积和子波反褶积分别对不同地质模型的合成记录进行了理论处理，对比分析了它们的优点和劣势;采用了当下在合成记录中流行的俞氏子波，基于维纳滤波器，给出了俞氏子波整形反褶积的方法;分别实现了最小相位俞氏子波反褶积和零相位的俞氏子波纯振幅反褶积，通过对各种理论参数的合理选取，应用以上两种反褶积方法在处理实际资料时，取得了理想的效果。由于以往反褶积后都会引入噪音，使得剖面虽然提高了纵向时间分辨率，但却带来了附加噪音的缺点，而本文采用的俞氏子波由于其主瓣窄，旁瓣小等优点，使得它能够合理的通过调节起始截止频率改善输出剖面的分辨率，并且借助它的最佳信噪比的性能在保证分辨率提高的同时又不会降低剖面的信噪比，通过以上俞氏子波与维纳滤波器的结合达到了期望的目标，在理论模型和实际资料处理中得到了充分的验证。

关键词：提高分辨率纯振幅反褶积零相位化子波提取俞氏子波反褶积

基于紧致差分的波场数值模拟及声波逆时偏移研究

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基于紧致差分的波场数值模拟及声波逆时偏移研究

作者：田阿伟长安大学

学位级别：硕士

随着地球物理勘探精度的提高,常规有限差分因其数值频散严重而不能满足勘探要求。本文基于紧致差分理论基础,针对波场数值模拟中的数值频散问题,采用一种高精度、高效率的紧致格式,通过声波和弹性波正演模拟以及声波逆时偏移验证了该格... 详细信息

随着地球物理勘探精度的提高,常规有限差分因其数值频散严重而不能满足勘探要求。本文基于紧致差分理论基础,针对波场数值模拟中的数值频散问题,采用一种高精度、高效率的紧致格式,通过声波和弹性波正演模拟以及声波逆时偏移验证了该格式在数值模拟计算和偏移成像中的低数值频散和高计算效率特征。本文针对地震波场数值模拟和逆时偏移成像技术主要进行了以下研究:首先,对紧致差分方法理论基础进行了详细的论述。基于一、二阶导数近似推导得到七点十阶紧致格式,为进行对比分析,还给出了七点六阶差分格式和十一点十阶差分格式的表达。随后构建出模拟计算所需的差分系数矩阵,推导出了完全弹性介质和粘弹介质中二维波动方程的离散格式,并给出它们进行波场模拟的具体实现过程。其次,通过对差分格式的误差分析与数值频散分析可知,七点十阶紧致格式相比七点六阶差分格式和十一点十阶差分格式模拟的数值误差更小,在同样空间采样情况下数值频散最小且各向异性特征最弱。采用Fourier方法推导出该格式在二维完全弹性声波情况下需满足的稳定性条件。通过均匀声波介质模型的测试结果表明,三种格式在达到相当的模拟效果时,七点十阶紧致格式计算效率最高且所需储存最小,适用于粗网格和长时程的数值模拟。另外,对比Clayton-Engquist边界条件和PML边界条件对边界反射的吸收效果后,采用七点十阶紧致格式对完全弹性介质中的三层声波介质模型、均匀声波介质模型、三层弹性波介质模型、连续薄层介质模型和Marmousi模型进行了数值模拟,并与七点六阶差分格式和十一点十阶差分格式进行对比分析,验证了该格式在正演模拟中的适用粗网格和长时程模拟的优势。在此基础上又将七点十阶紧致格式应用到粘弹介质中声波和弹性波的数值模拟中,均得到了正确的模拟结果,表明该格式在粘弹介质中模拟的可行性和有效性。最后,分别将三种格式应用到各向同性声波逆时偏移中,通过三层介质模型、棱台模型和断层模型进行试算,验证了七点十阶紧致格式在逆时偏移中的可行性和高效性。

关键词：波场模拟七点十阶紧致格式数值频散粗网格声波逆时偏移

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几种局部优化方法在全波形反演中的对比研究

几种局部优化方法在全波形反演中的对比研究

作者：袁子恒长安大学

学位级别：硕士

近年来随着勘探精度的不断提高和偏移技术的不断发展,普通反演方法的成像精度已经难以满足人们的实际需求。全波形反演(Full Waveform Inversion,简称FWI)是一种以实际数据与模拟数据差值的二范数为目标函数,通过求取目标函数的极小值... 详细信息

近年来随着勘探精度的不断提高和偏移技术的不断发展,普通反演方法的成像精度已经难以满足人们的实际需求。全波形反演(Full Waveform Inversion,简称FWI)是一种以实际数据与模拟数据差值的二范数为目标函数,通过求取目标函数的极小值来获得地下介质信息的一种反演方法,其成像结果具有高精度、高分辨率的特点,因此受到了地球物理学家的广泛关注。但目前全波形反演依旧还存在着许多没有解决的难点,例如反演的多解性问题、反演的强非线性问题以及反演过程中的超大计算量问题等。因此研究全波形反演问题依旧有着十分重要的理论意义和实际价值。本论文针对声波方程的全波形反演问题,开展了以下几个方面的研究工作:首先,论文对全波形反演的基础——地震波正演模拟进行了详细的研究。从差分逼近概念开始,详细地推导了一阶声波方程的交错网格有限差分格式;通过声波方程的差分格式推导了有限差分法的稳定性条件,进而研究了不同情况下有限差分的数值频散;讨论了不同的空间边界条件并且对最常用的CPML边界条件进行了细致的推导;最后通过模型试算证明了八阶精度的交错网格有限差分法和CPML边界条件可以满足正演模拟的要求。其次,论文详细讨论了全波形反演的理论基础。对全波形反演的关键难点——梯度和步长的求取从理论方面给出了详细的介绍;梯度的求取方法采用了伴随状态法,并给出了具体的推导过程;介绍了多种步长的求取方法;通过模拟验证了全波形反演以及伴随状态法的有效性。接下来,论文对三种最优化方法进行了详细的讨论。对于最速下降法、共轭梯度法原理进行了论述,并通过Rosenbrock函数分析了两者的优缺点,对于L-BFGS算法进行了详细的分析和推导,并给出了上述三种方法的算法流程;通过实际的模型试算可以明显看出基于L-BFGS算法的全波形反演效果最好,而基于最速下降法的反演效果最差,共轭梯度法居中。最后,为了降低反演所需的时间,论文论述了CUDA并行技术。从硬件和软件方面介绍了CUDA并行计算的特点,并通过实际的计算效果证明了CUDA并行技术的有效性和高效性。

关键词：全波形反演 CPML边界条件伴随状态法 L-BFGS算法 CUDA并行技术

反射波层析成像的数值模拟及在西安地裂缝中的应用研究

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反射波层析成像的数值模拟及在西安地裂缝中的应用研究

作者：燕利芳长安大学

学位级别：硕士

地震层析成像技术是在医学层析成像的基础上发展起来的。它是指在物体外部激发一种能量,接收机能接收穿过介质且携带介质内部信息的一种信号,通过某种算法、运用计算机图像重建技术,获取地质结构的二维或三维信息,进而达到探测地层内部... 详细信息

地震层析成像技术是在医学层析成像的基础上发展起来的。它是指在物体外部激发一种能量,接收机能接收穿过介质且携带介质内部信息的一种信号,通过某种算法、运用计算机图像重建技术,获取地质结构的二维或三维信息,进而达到探测地层内部结构的几何形态、获得物理参数的分布、锁定异常体的位置等目的。该过程包括模型参数化、正演计算、反演计算。本文详细地介绍了地震层析成像的发展史（包括正、反演）,使用了改进后最短路径算法（MSPM）结合分区多步计算技术进行正演计算,用共轭梯度法求解带约束的阻尼最小二乘问题进行反演计算,同时给出了反演解的精度评价指标。在第二章,实现了二维复杂层状介质中的多次波的追踪计算,模拟了二维层状模型（含低速夹层）的多次透射、转化及反射波的正演追踪计算。在第三章,模拟了各种层状介质模型,包括高速体包围的低速体模型、断层模型、地堑模型,同时对反演解进行分析、讨论。结果表明：反演解的收敛性都很好,也比较接近真值。论文最后,将反射波层析成像引入到西安地裂缝探测的实例中,在取得了满意的模型测试的基础上,将实际资料进行了反演计算。结果表明：总体上能准确地确定地裂缝在近地表处的位置、倾向,说明该算法是行之有效的,具有一定的实用价值。

关键词：西安地裂缝最短路径算法分区多步技术地震层析成像

交错网格高阶差分波场数值模拟在工程勘探中的应用研究

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交错网格高阶差分波场数值模拟在工程勘探中的应用研究

作者：朱辉长安大学

学位级别：硕士

近年来,随着城市建设进程加快,促进了工程勘探的应用和快速发展。工程勘探中的目标体一般较浅,地质情况较复杂,因此要求有精确的方法来模拟真实地下波场的传播规律,以便更好地了解浅层地质体的特征。为了提高地震波数值模拟精度,在前人... 详细信息

近年来,随着城市建设进程加快,促进了工程勘探的应用和快速发展。工程勘探中的目标体一般较浅,地质情况较复杂,因此要求有精确的方法来模拟真实地下波场的传播规律,以便更好地了解浅层地质体的特征。为了提高地震波数值模拟精度,在前人工作的基础上,本文采用了时间二阶、空间十阶的高阶有限差分方法,来进行数值模拟及波场特征分析。在工程勘探中,地下介质可以近似看成是完全弹性和各向同性的。文中首先介绍了地震波数值模拟的理论方法及高阶有限差分法在其中的应用,然后针对完全弹性和各向同性介质中的声波和弹性波的一阶速度—应力方程,利用交错网格技术,通过Taylor展开和有限差分,详细推导出了它们的高阶差分格式;对工程上常遇到的地质模型,分别用声波和弹性波进行数值模拟,从模拟得到的波场快照和炮记录中分析地震波在地下介质中的反射、折射、透射、绕射以及能量的衰减等运动学和动力学的各种特征。结果表明：交错网格高阶有限差分波场数值模拟具有较高的精度,计算速度快,基本能满足工程上的需要。在文章的最后部分,结合实际地质情况,建立理论模型,利用文中推导的模拟方法对该模型进行正演,得出地震波在地下地质体中的传播情况,与采集资料作对比分析,了解折射波、反射波、绕射波等的概况,再对实际资料进行处理,以达到提高解释精度的目的。

关键词：交错网格高阶差分声波弹性波数值模拟

薄互层地震反射波场数值模拟研究 ——以西安河湖相地层为例

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薄互层地震反射波场数值模拟研究 ——以西安河湖相地层为例

作者：左兆龙长安大学

学位级别：硕士

我国中西部地区地下地层多为河湖相沉积物的砂层、土层,大多数含油盆地大都以砂层、泥岩为主,这些河湖相沉积物和油气盆地地层的岩性和厚度在横向上变化较大,且厚度都属于地震薄层。但现今对地震薄互层的理论研究偏少,因此对地震薄互层... 详细信息

我国中西部地区地下地层多为河湖相沉积物的砂层、土层,大多数含油盆地大都以砂层、泥岩为主,这些河湖相沉积物和油气盆地地层的岩性和厚度在横向上变化较大,且厚度都属于地震薄层。但现今对地震薄互层的理论研究偏少,因此对地震薄互层进行数值模拟研究,进行属性分析,对研究河湖相地下地层结构,预测薄储层的空间展布规律,具有一定的理论意义和现实意义。地震波场数值模拟方法主要由三大类构成:地震波波动方程数值解法、射线追踪法、积分方程法。有限差分数值模拟法作为波动方程数值解法的主要方法,具有计算效率高、精度高,且适用于各向同性介质的优点而被广泛应用。本文采用应力-波速波动方程,时间二阶、空间八阶精度有限差分数值模拟方法来进行模拟计算地下薄互层和薄互层组的地震波场反射波场。本文以前人工作为基础,建立波动方程,推导波动方程的时间二阶空间八阶的差分近似,同时给出均匀介质弹性波动方程规则网格的差分格式,详细推导和分析高阶差分交错网格下的应力-波速波动方程解法和实现过程,并对地震波场数值模拟中的吸收边界条件、稳定性条件和物理、数值频散问题等常见的重要问题进行分析,并确定合适的地震参数(介质波速、子波频率、有限差分网格大小)。在此基础上对地震薄层和薄互层组进行地震波场数值模拟,对模拟出的结果进行解译和分析,通过对高阶交错网格差分数值模拟出的地震反射波的振幅进行分析,得出地震薄互层和薄互层组的反射波场基本地震波特征,以及薄互层的反射波能量叠加特性,研究结果如下:韵律型薄互层组和递变型薄互层组在层厚和层数满足一定的条件时,薄互层组对反射波有加强作用;经以上的研究分析推断西安地下以第四系河湖相沉积物为介质的薄互层组对反射波有加强作用;推断西安地区人工地震勘探记录中丰富的反射波是由地下一系列波阻抗差异较小的薄互层组间反射波能量叠加而造成的。

关键词：薄互层地震波场数值模拟交错网格高阶差分