二维声波和弹性波叠前逆时偏移成像方法研究

作     者：曲璐萍 

作者单位：中国石油大学（北京） 

学位级别：硕士

导师姓名：刘洋

授予年度：2017年

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：逆时偏移 波场分离 矢量内积成像 快速成像 极性反转 

摘      要：叠前逆时偏移(RTM)是实现复杂构造成像的重要方法,也是近年来的研究热点。常规声波叠前逆时偏移成像方法可以取得较好的成像效果,在实际生产中已经得到了广泛的应用。弹性波叠前逆时偏移的研究也随着勘探对成像精度要求的提高越来越受到关注。但是在弹性波逆时偏移过程中应用常规互相关成像条件会出现极性反转现象,影响了成像精度,这主要是由波场分离与成像方法的不匹配造成的。本文旨在提高声波和弹性波成像精度和计算效率,分别从数值模拟、波场分离、成像条件、去噪等多个方面进行研究。在数值模拟方面,本文分析了影响数值频散的因素,并且验证了相比于基于泰勒级数展开的有限差分方法,优化时空域有限差分具有更高的模拟精度,最后在先前研究的基础上实现了三维情况下优化时空域交错网格有限差分。在波场分离方面,传统的Helmholtz波场分离方法得到的纵、横波分别为标量和矢量,影响了成像方法的应用。本文研究了利用解耦的弹性波方程和速度扩散旋转方程进行波场分离的方法,求解这两种弹性波方程可以得到矢量的纵波和横波波场。在成像条件方面,为了提高成像精度,考虑到弹性波矢量波场性质,本文采用矢量内积成像条件,有效解决了极性反转且具有明确物理意义。同时为了提高计算效率,考虑到时间一致性原理,提出检波器波场纵、横波快速成像策略,降低了计算量和内存需求。在去噪方面,本文讨论了拉普拉斯滤波和波场方向分解成像两种比较常用的偏移去噪方法,并验证了其去噪效果。