炸药震源激发模拟及应用

作     者：李清锋 

作者单位：西南石油大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐峰

授予年度：2020年

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：炸药震源 数值模拟 信噪比 组合激发 激发参数 

摘      要：针对野外复杂近地表条件下地震采集资料信噪比低及前人对于炸药震源激发机理研究工作较少等问题,本文聚焦于炸药激发子波的形成过程,利用有限元数值模拟手段实现了炸药震源的室内模拟,并建立目标函数进行优化激发方案工作,由此来解决复杂近地表地区地震资料信噪比低的问题。地质结构及近地表条件复杂的地区,地震采集资料信噪比低,噪声干扰严重,现有的处理手段难以取得较好的处理效果,地层成像效果较差,构造难以落实。造成该类地区信噪比低的原因有多种,包括激发接收物性差,波场传播复杂,干扰源多等等。在无法改变地质特性的情况下,作为产生反射能量源头的激发方案设计优劣就显得尤为重要。目前生产中对震源激发方案的设计更多是采用现场试验的方法进行,平行参数,择优选用,缺乏理论的指导。本文结合塔西南研究工区各项岩石物性测试参数,利用有限元的手段进行了炸药激发生成应力子波的数值模拟,对不同炸药、围岩情况下的塑性区能量生成规律进行了一系列的理论探索。本文在前人研究工作的基础上,做了如下几点研究工作:(1)通过有限元爆炸震源数值模拟,研究了炸药震源瞬时激发过程中能量传播的方向性问题,并将震源激发空间波场区域进行划分;(2)针对不同的激发岩性、耦合系数、药量药性等激发参数做了基础性的研究工作,分析了不同激发参数的能量特征;(3)研究了长药柱震源与长药柱震源拆分后纵向组合激发的空间能量传播特征,并通过有限差分声波波动方程正演,分析纵向组合对于复杂近地表地震资料信噪比的提升情况;(4)结合长药柱纵向组合的激发技术,设计以优化各项组合参数为目的的目标函数,对组合参数进行优化。