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TI介质射线追踪及其高斯束成像应用

地球物理学进展 2017年第4期32卷 1721-1727页

作者：张敏李振春刘强张凯韩文功徐文才中国石油大学(华东)地球科学与技术学院青岛266580 中石化地球物理公司北京100029 同济大学海洋与地球科学学院上海200092

射线追踪是一种高频近似前提下快速有效的波场近似计算方法,传统的基于弹性参数的各向异性介质运动学和动力学射线追踪方程,求解过程中需要处理Christoffel方程的特征值问题,因而计算效率比较低.为了解决这一问题,本文通过引入相速度和... 详细信息

射线追踪是一种高频近似前提下快速有效的波场近似计算方法,传统的基于弹性参数的各向异性介质运动学和动力学射线追踪方程,求解过程中需要处理Christoffel方程的特征值问题,因而计算效率比较低.为了解决这一问题,本文通过引入相速度和群速度,对运动学和动力学追踪方程进行修改和简化,有效地提高了各向异性介质射线追踪算法的计算效率.另外,我们将该算法应用到各向异性偏移中,实现了共炮域TI介质高斯束叠前深度偏移方法.VTI介质Hess模型和TTI介质洼陷模型的试算结果说明了该方法的正确性和有效性.

关键词：各向异性射线追踪运动学动力学相速度群速度高斯束

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高斯束线性波形反演方法研究

高斯束线性波形反演方法研究

作者：袁茂林中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

随着油气勘探难度的逐步加大,常规的地震偏移成像方法已经无法满足现阶段油气勘探的需要。众所周知,地震偏移成像需要达到三个目的:地下介质的构造成像、真振幅成像和地下岩石参数的评估。然而,在地质情况很复杂的时候,地震记录通常存... 详细信息

随着油气勘探难度的逐步加大,常规的地震偏移成像方法已经无法满足现阶段油气勘探的需要。众所周知,地震偏移成像需要达到三个目的:地下介质的构造成像、真振幅成像和地下岩石参数的评估。然而,在地质情况很复杂的时候,地震记录通常存在不规则采样以及地震道缺失的现象,这些问题会影响偏移成像的精度并且引入偏移噪声。另外,地震记录不仅反映了地下构造形态的运动学特征,而且涵盖了与岩性相关的动力学特征(振幅、频率等),利用偏移成像的振幅信息为AVA/AVO反演提供支持已成为地震勘探领域的热点。从偏移成像的角度来看,影响成像振幅保真度的因素主要有:稀疏的接收点采样、较窄的采集孔径以及有限的波场带宽等等问题。不仅如此,常规的偏移成像在分辨率上也难以达到正在高速发展的油气地震勘探的要求,尤其在中国西部的中深部碳酸盐岩储层探区。理论上,常规的地震偏移仅仅是线性Born近似正演算子的共轭,而不是它的逆,成像精度必然有限。除了以上讨论的成像精度问题,当面对海量的地震数据时,还需要考虑地震成像处理的效率问题。高斯束传播算子兼具波动方程方法的高精度和射线类方法的高效率,因此被广泛地应用到地震正演模拟和偏移成像技术中,具有很高的研究价值与应用前景。本论文将高斯束传播算子运用到线性波形反演框架中,实现了复杂介质的高斯束线性波形反演方法,从而得到了噪声更少、振幅保真度更好以及分辨率更高的成像结果,工作主要包括以下几个方面:(1)从波动方程理论出发,推导了高斯束表达式和基于高斯束叠加积分表征的格林函数,并根据运动学射线追踪和动力学射线追踪讨论了高斯束的数值解法;(2)根据Born近似方法,推导得到基于地下慢度扰动的一次反射波场理论公式,称这种反射波场的模拟为高斯束线性正演,与高斯束偏移互为共轭。高斯束线性正演不仅能够准确地模拟出不含直达波和多次波的一次反射波信息,而且易于实现面向目标的数值模拟。(3)线性波形反演可以在数据空间域或模型空间域实现。一方面,通过迭代算法使高斯束线性正演模拟数据与反射地震数据的差最小,从而得到最优估计的成像结果;另一方面,在高频近似和无限采集孔径的假设下,可以利用线性Hessian的主对角线元素代替整个矩阵,通过显式地求解对角Hessian,并将其逆作为加权因子作用于常规偏移成像。最后,给出了高斯束线性波形反演方法研究的结论与认识,并针对论文的不足和今后的研究工作进行了展望。

关键词： Born近似高斯束线性波形反演真振幅成像 Hessian

黏弹VTI介质井间地震高斯束波场正演数值模拟

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地球物理学进展 2020年第4期35卷 1431-1437页

作者：罗浩杨飞龙李辉峰赵驰赵冲张雪西安石油大学地球科学与工程学院西安710065 陕西省油气成藏地质学重点实验室西安710065

为了研究黏弹VTI介质井间地震波的波场特征,理论分析地震波在黏弹VTI介质中传播特性的基础上,编程实现高斯射线束方法对黏弹VTI介质井间地震波场的正演模拟.为将黏弹VTI介质和完全弹性各向同性介质正演记录进行对比,将黏弹VTI介质的黏... 详细信息

为了研究黏弹VTI介质井间地震波的波场特征,理论分析地震波在黏弹VTI介质中传播特性的基础上,编程实现高斯射线束方法对黏弹VTI介质井间地震波场的正演模拟.为将黏弹VTI介质和完全弹性各向同性介质正演记录进行对比,将黏弹VTI介质的黏弹性参数和各向异性参数设定为零,得到完全弹性各向同性介质下的正演结果.两种介质正演结果对比显示的差异与地震波理论完全一致,证明了所研究的黏弹VTI介质井间地震高斯束正演数值模拟的正确性,为井间地震复杂介质地震波场研究提供了借鉴.

关键词：黏弹VTI介质井间地震高斯束正演模拟

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高斯束线性正演模拟方法研究

物探与化探 2017年第5期41卷 881-889页

作者：袁茂林蒋福友杨鸿飞何鑫王静波黄建平中国石油化工股份有限公司勘探分公司四川成都610041 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580

Born近似描述了介质扰动引起的一次散射现象,是线性化地震反演的重要基础。笔者基于Born近似,利用高斯束传播算子表征格林函数,推导得到基于地下慢度扰动的一次反射波场理论公式,称这种反射波场的模拟为高斯束线性正演。在编程实现方法... 详细信息

Born近似描述了介质扰动引起的一次散射现象,是线性化地震反演的重要基础。笔者基于Born近似,利用高斯束传播算子表征格林函数,推导得到基于地下慢度扰动的一次反射波场理论公式,称这种反射波场的模拟为高斯束线性正演。在编程实现方法的基础上,通过对绕射体模型、复杂砂砾岩体模型以及起伏地表模型进行数值模拟,并对模拟产生的多炮记录进行偏移试验,结果表明:(1)高斯束线性正演能够准确地模拟出不含直达波和多次波的一次反射波信息;(2)对高斯束线性正演产生的多炮记录进行偏移能够恢复模型构造特征;(3)高斯束线性正演易于实现面向目标的数值模拟。

关键词： Born近似高斯束合成地震记录起伏地表面向目标

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复杂地表条件下叠前菲涅尔束偏移方法

地球物理学报 2015年第10期58卷 3758-3770页

作者：杨继东黄建平王欣李振春段心意中国石油大学(华东)地球物理系青岛266580

高斯束偏移虽然克服了Kirchhoff偏移不能处理多波至和单程波动方程偏移不能对陡倾构造准确成像的问题,但在复杂地表条件下其偏移精度取决于所选择的初始束宽度,即当初始宽度较小时,近地表成像精度较高,但此时中深层成像质量较差;反之当... 详细信息

高斯束偏移虽然克服了Kirchhoff偏移不能处理多波至和单程波动方程偏移不能对陡倾构造准确成像的问题,但在复杂地表条件下其偏移精度取决于所选择的初始束宽度,即当初始宽度较小时,近地表成像精度较高,但此时中深层成像质量较差;反之当初始宽度较大时,中深层成像质量提高,但近地表成像精度降低.针对高斯束偏移中深层和浅层成像精度的矛盾,本文发展了一种适用于陆地复杂地表条件的叠前菲涅尔束偏移方法.基于惠更斯-菲涅尔原理,本文首先给出了菲涅尔束的概念及其表征的格林函数,并采用有效邻域波场近似理论和反褶积成像条件,导出了复杂地表条件下叠前保幅深度偏移公式.最后,针对常规旁轴射线追踪中的数值噪音,给出了一种压制策略.同高斯束偏移相比,本文方法不仅解决了中深层和浅层成像精度的矛盾,而且提高了复杂地表条件下平面波的分解精度,使得偏移结果更加准确可靠.典型的模型算例验证了本文方法的有效性和稳健性.

关键词：复杂地表高斯束菲涅尔束保幅成像叠前深度偏移

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施主中心量子点能谱分析

物理学报 2005年第11期54卷 5335-5338页

作者：谷娟梁九卿山西大学理论物理研究所太原030006

在有效质量近似下,使用数值矩阵对角化的方法,得到了高斯束缚势下施主中心量子点的能谱,并与简谐势相比较.结果显示施主中心量子点基态及低激发态的性质主要取决于量子点的尺寸、束缚势的强度及形状.

关键词：施主中心量子点,高斯势阱,能谱能谱分析量子点施主矩阵对角化有效质量低激发态高斯束简谐势近似

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VTI介质自适应聚焦束偏移

石油地球物理勘探 2020年第1期55卷 92-100,7页

作者：李胜雅吕庆达黄建平李振春胡自多刘定进中国石油大学(华东)地球科学与技术学院地球物理系山东青岛266580 青岛海洋科学与技术试点国家实验室山东青岛266580 中国石油勘探开发研究院西北分院甘肃兰州730022 中国石化石油物探技术研究院江苏南京211103

自适应聚焦束是高斯束的改进,采用多次聚焦的思想,考虑局部速度场对波束宽度的影响,将地震波束有效能量控制在一个波长的范围内,与常规高斯束的不同点在于动态选择初始波束参数。将自适应聚焦束偏移方法应用到VTI介质,基于经典弹性参数... 详细信息

自适应聚焦束是高斯束的改进,采用多次聚焦的思想,考虑局部速度场对波束宽度的影响,将地震波束有效能量控制在一个波长的范围内,与常规高斯束的不同点在于动态选择初始波束参数。将自适应聚焦束偏移方法应用到VTI介质,基于经典弹性参数表征下的各向异性射线追踪方程体系,结合自适应聚焦束处理强横向变速成像问题的优势,实现了VTI介质自适应聚焦束偏移。通过与传统高斯束形态的对比,突出了自适应聚焦束形态控制的优势。利用各向异性Sub-Sag模型验证了各向异性介质自适应聚焦束偏移方法的正确性和稳定性,各向异性SEG/Hess模型测试结果证明了该方法对复杂地质模型的适应能力;实际地震资料的处理结果表明,该方法成像效果优于传统各向异性高斯束偏移方法。

关键词：高斯束自适应聚焦束各向异性射线追踪束形态

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粘弹VTI介质VSP高斯束波场正演模拟

粘弹VTI介质VSP高斯束波场正演模拟

不同地震波束构建格林函数的精度影响因素分析

2019油气田勘探与开发国际会议

作者：罗浩杨飞龙张雪赵驰赵冲西安石油大学地球科学与工程学院

为了研究VSP地震波场在粘弹VTI介质中的传播特征,使用高斯射线束波场数值模拟方法进行全波场正演模拟。不仅考虑了粘弹VTI介质中地震波传播受地层吸收衰减作用的影响,同时兼顾了受地层各向异性影响导致的地震波传播速度及方向的变化,提... 详细信息

为了研究VSP地震波场在粘弹VTI介质中的传播特征,使用高斯射线束波场数值模拟方法进行全波场正演模拟。不仅考虑了粘弹VTI介质中地震波传播受地层吸收衰减作用的影响,同时兼顾了受地层各向异性影响导致的地震波传播速度及方向的变化,提出了在正演模拟时针对地层的各向异性首先建立群相关系数据库,根据斯奈尔定理读取地震波的群相关系,提高运算效率。将高斯射线束正演结果与VTI介质VSP高斯束正演模拟结果进行对比,有效地验证了粘弹VTI介质VSP高斯束正演模拟方法的正确性;同时对地震波场的频率及振幅进行分析,反映了地震波在粘弹介质中传播时受地层吸收衰减作用波场能量的变化特征。典型的模型试算验证了本文研究方法的正确性,为粘弹VTI介质VSP波场数值模拟方法提供新思路。

关键词：粘弹VTI介质 VSP 高斯束正演模拟

来源： cnki会议评论

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石油地球物理勘探 2015年第6期50卷 1073-1082,1030页

作者：杨继东黄建平吴建文王欣李振春中国石油大学(华东)地球科学与技术学院地球物理系山东青岛266580

在零阶射线和旁轴射线理论的基础上,地震波束方法在地震波场研究中迅速发展,其中利用不同出射方向的地震波束构建格林函数是波场研究的关键。本文在高斯束研究基础上,首先给出了聚焦束、动态聚焦束、自适应聚焦束和菲涅尔束的构造方式,... 详细信息

在零阶射线和旁轴射线理论的基础上,地震波束方法在地震波场研究中迅速发展,其中利用不同出射方向的地震波束构建格林函数是波场研究的关键。本文在高斯束研究基础上,首先给出了聚焦束、动态聚焦束、自适应聚焦束和菲涅尔束的构造方式,并详细分析它们的有效束宽度、波前曲率以及中心射线振幅在传播过程中的变化情况。然后,利用最速下降近似导出了初始束参数动态选取时构造格林函数的权系数,并系统地讨论了这几种波束构建格林函数的精度及其影响因素,为后续基于地震波束的正演及成像研究提供参考。

关键词：格林函数高斯束聚焦束动态聚焦束自适应聚焦束菲涅尔束