井间地震交错网格高阶差分数值模拟及逆时偏移成像研究

论文题目: 井间地震交错网格高阶差分数值模拟及逆时偏移成像研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 地质工程

作者: 张文波

导师: 朱光明

关键词: 井间地震,逆时偏移,激发成像条件,横向各向同性,横波分裂

文献来源: 长安大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着油气勘探和开发的迫切需要以及井中地震采集设备性能的提高，井间地震以其高精度和高分辨率的显著特点正在成为解决构造精细成像、储层描述、油藏动态监测等问题的一种关键技术。井间地震数据通常用多分量检波器接收，观测到的波场极其丰富和复杂，难以识别和有效分离；并且井间地震通常接收来自各个方向，特别是水平方向的射线，观测到的数据各向异性特征明显，常规的基于各向同性的反射成像方法难以满足井间地震高精度和高分辨率的需要。针对这一问题，本文在交错网格有限差分法弹性波场正演模拟和井间地震数据叠前逆时深度偏移成像方面做了研究和探索。 本文在总结前人成果的基础上，系统推导了一阶速度-应力弹性波方程及其任意阶时间和空间精度交错网格差分格式及相应的吸收边界条件方程和稳定条件。该公式的差分格式精度高、勿需对弹性常数空间微分，对任意泊松比都稳定并且由网格引入的频散和各向异性较小。编写的适用于任意复杂介质模型的正演模拟模块可用来模拟各向同性介质和横向各向同性(TI)介质模型的声波和弹性波波场。在实际井间地震数据处理过程中，该模块模拟出了与实际井间地震记录波场特征一致的井间地震合成记录，成功的识别出了实际井间地震记录上的横波分裂现象。 井间地震数据逆时偏移包括计算成像条件、井间地震记录波场逆时延拓和应用成像条件三部分。本文采用激发时间成像条件和高阶精度交错网格差分格式对波场进行逆时延拓和成像，激发时间成像条件由球面波近似旅行时非线性插值公式计算。该成像方法精度高、完全遵守全波波动方程并且适用于任意复杂介质模型。通过模型数据试算，该成像方法有如下特点：①既适用于各向同性介质模型也适用于横向各向同性介质模型条件下的井间地震成像，既可用于声波方程偏移成像也可用于弹性波方程偏移成像，②可以同时对反射纵波和反射转换横波成像，不必对反射P波和P-SV波进行波场分离，③可以同时对上、下行反射波进行成像，不必对上、下行反射波进行分离；④可以对左、右两边井间数据同步成像，不会出现由左、右两边井间地震数据成像后再进行拼接出现的“接缝”。 本文给出了横向各向同性介质条件下根据测井曲线和实际井间地震记录计算弹性参数的建模方法，用该建模型方法得到的模型对实际井间地震记录进行了波场正演模拟和反射成像试算，得到了满意的结果。

论文目录:

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 油气开发对井间地震技术的迫切需求

1.2 井间地震技术概述

1.3 井间地震波场数值模拟及反射成像研究现状

1.4 井间地震反射数据成像处理中遇到的问题

1.5 论文研究的主要内容

1.6 论文的特色及创新点

2 一阶速度-应力交错网格高阶差分数值模拟

2.1 一阶速度-应力弹性波方程

2.2 一阶速度-应力弹性波方程交错网格差分格式

2.3 吸收边界条件

2.4 稳定性分析

2.5 频散

2.6 初始状态

2.7 震源函数

2.8 波动方程数值模拟计算

2.9 模型试算与结果分析

3 井间地震逆时偏移成像

3.1 波动方程逆时偏移原理

3.2 激发时间成像条件

3.2.1 各向同性性介质旅行时球面波近似算法

3.2.2 横向各向同性介质(TI)旅行时球面波近似算法

3.2.3 算法的实现过程

3.2.4 激发时间成像条件试算

3.3 弹性波逆时延拓

3.3.1 弹性波逆时延拓方程差分格式

3.3.2 边值条件

3.4 成像条件的应用

3.5 波动方程逆时偏移成像模型试算

4 基于横向各向同性介质的建模方法

4.1 横向各向同性介质波场特征分析

4.2 方法特点

4.3 建模过程

5 实际井间地震数据成像试算

5.1 观测系统和采集参数

5.2 实际井间地震记录

5.3 建立模型

5.4 正演模拟

5.5 实际井间地震记录波场横波分裂现象分析

5.6 计算激发时间成像条件

5.7 井间地震合成记录逆时偏移成像

5.8 实际井间地震数据逆时偏移成像

6 结论

附录A

参考文献

博士生在读期间参数的科研项目与发表的专业论文

致谢

发布时间: 2006-11-06

参考文献

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