简介：波场重构反演是一种改进的全波形反演理论。该反演方法通过将波动方程引入目标函数中拓宽了解的寻找空间，通过重构真实波场来计算模型梯度，大大提高了计算效率的同时还减弱了局部极小值的影响。但目前该理论基本在频率域进行，而频率域反演对计算内存的需求太高，并且很难应用到实际生产中。因此，本文将波场重构反演拓展到时间域，推导了时间域波场重构的增广方程，结合模型试算结果对波场重构的模型梯度进行了修改。数值实验表明，时间域波场重构反演准确性较高并且对低频信息具有良好的重建能力。

简介：在文献中,Kirchhoff型反偏移场的稳相分析主要是在下列两个条件下进行的:(1)等时面和目标反射面相切;(2)深度偏移像场信号的长度接近于零。对于与目标反射面不相切的等时面和长度远大于零的深度偏移像场子波,已有的结果将不再成立。为了在等时面和目标反射面不相切和深度偏移像场的子波长度远大于零的条件(一般条件)下对Kirchhoff型反偏移场进行稳相分析,我推导了出现在二维稳相分析公式中的诸因子的计算公式,并从中发现:(1)对于不同的等时面,距离差函数的稳相点具有不同的水平坐标;(2)Kirchhoff型真振幅反偏移的输出场由两部分(真振幅反偏移信号与振幅畸变因子)的乘积组成。由此得到下列两个结论:(1)一个给定的反偏移信号由多个深度偏移信号上的采样点组装而成,反偏移信号上的采样点个数等于对于这种组装有贡献的偏移信号的个数。(2)振幅畸变效应是Kirchhoff型反偏移中的固有效应,靠反偏移本身无法消除。如果一定要消除这种振幅畸变效应,必须对反偏移结果进行振幅校正。

简介：在地震波场数值模拟中，为了消除由人为边界产生的边界反射，需要引进边界吸收条件。本文从声波方程完全匹配层吸收边界的经典方法出发，基于高斯函数任意阶光滑的特点，提出了一种高斯型衰减因子，分析比较该因子与一般衰减因子的性质，并基于均匀与层状速度模型分别进行了数值模拟计算。数值结果显示，当选择相同的PML边界吸收层层数时，高斯型衰减因子的吸收效果明显优于一般的衰减因子，边界反射更少，信噪比更高；对比最近提出的正弦型衰减因子，在信噪比接近的情况下，高斯型衰减因子所需的PML吸收层层数更少。

简介：电磁全息测量数据包含两种模态，因此重建流动图像也需采用“双模”融合的敏感场。首先，通过电磁全息探测物理场分析，结合层析成像数学理论Radon反变换，从定解问题推导了全息测量敏感场函数表达式。其次，将有限元仿真计算得到的全息测量敏感场应用于模拟流动试验和全息成像。结果表明，基于复电位φ关于极径r的偏导数的全息测量敏感场契合了Radon反变换的数学表达，且充分体现了幅度、相位测量敏感性；反演所得流动图像更加吻合实际流型。全息测量敏感场构建有效克服了传统单模敏感场在计算精度和计算效率等方面的局限性。

简介：为了解决海底起伏变化对地震波场的影响问题,本文提出将（x-z）域中的曲网格映射成（ξ,η）域中的矩形网格,推导出（ξ,η）域中的二维标量声波方程,根据推导出来的波动方程采用逆时有限差分法将海面上采集到的地震波场在（ξ,η）域中向下延拓至海底面,延拓时采用海水的速度,然后采用顺时有限差分法将延拓后的地震波场再反延拓到海面上,延拓时采用海底面以下地层的速度,从而消除了海底起伏带来的负面影响。模型及实际地震资料的计算分析表明该方法不但能够校正由于海底起伏所引起的海底面下地层反射波场的不连续性还能够校正由于海底起伏所引起的地震波的动力学特征的变化。对延拓前后的地震波场进行速度反演,延拓后反演的地层速度比延拓前反演的地层速度的精度提高很多,延拓前后地震波场的叠加剖面对比表明该延拓方法能够明显提高地震波场的成像质量。

简介：将偏移后的炮域偏移距道集转换为角度域共成像道集（ADCIGs）可为偏移速度分析（MVA）和叠前反演提供输入道集，并且ADCIGs是理论上没有假象的叠前反演道集，也是目前公认的精度最高的叠前反演道集。本文研究了基于矢量波场逆时偏移的弹性波保幅ADCIGs的提取方法，以保幅弹性波逆时偏移方程为基础，其核心是求取不同震源位置的纵、横波场在地下各成像点的入射角，对于转换波勘探，二者共享一个入射角，即震源纵波入射角。根据几何关系，震源纵波波场的传播角、构造的局部地层倾角之差为震源纵波入射角，震源纵波波场的传播角利用解耦后纵波场的极化向量得到，构造的局部地层倾角利用偏移叠加剖面的复波数得到。对纵、横波的共炮点偏移道集按入射角重新排列即可得到各自的ADCIGs。文中利用水平层状介质模型、倾斜层状介质模型、Marmousi—II弹性波部分模型和实测资料验证了算法的有效性，计算结果表明，本文方法计算的纵、横波角度具有较高的精度，提取的角道集具有较好的振幅保真性，能够为MVA和叠前反演提供可靠的输入道集。

简介：便于不同观测系统的统一，本文定义了广义炮检距概念，给出了空间平界面广义炮检距不同阶地震菲涅耳带表达式。基于波动理论，推导出了广义炮检距地震菲涅耳带横向叠加波场公式。以不同阶几何菲涅耳带形状为参考，分为零炮检距和非零炮检距情况，进行了相似菲涅耳带不同绕射面元大小的横向叠加振幅分析。结果表明：①绕射面元对观测点的波场贡献与炮检距、地表起伏程度、界面倾斜程度、激发点到界面深度、观测方式和干涉叠加区大小等因素有关；②第一菲涅耳带是主要绕射波干涉叠加区，并且该区域对观测点的半振幅贡献约小于所有阶菲涅耳带的振幅贡献；③当绕射面元小于第一菲涅耳带时，即使采用非自激自收观测方式，仍有绕射面元越大观测点振幅越大的结论。

简介：针对有限差分数值模拟的频散问题，本文将交错网格技术和紧致差分格式相结合，推导了横向各向同性介质一阶速度一应力波动方程的紧致交错网格差分格式；对比分析了紧致交错网格差分格式、交错网格差分格式以及紧致差分格式的截断误差主项，并利用Fourier误差分析方法分析了上述三种差分格式的近似精度；在此基础上，分别采用上述三种差分格式进行了波场数值模拟。结果表明，当差分方程阶数相同时，紧致交错网格差分格式截断误差最小，数值频散最弱，差分精度最高，证实了该方法的有效性。

简介：角度域共成像点道集（ADCIGS）是偏移速度分析和振幅随角度变化分析（AVA）的基础数据。传统Kirchhoff叠前深度偏移（KPSDM）按偏移距组织数据,能方便的输出偏移距域共成像点道集（ODCIGS）,其高效的角度道集输出是有挑战的。本文提出基于旅行时梯度场的KPSDM角道集输出方法。其核心步骤为：（1）利用任意介质中的动态规划法旅行时计算方法提供炮点和检波点的旅行时场;（2）根据旅行时场的梯度方向计算反射张角;（3）在偏移过程中抽取ADCIGS。由于本文旅行时计算方法没有射线阴影区,也没有对速度光滑性的要求,其角度道集输出在阴影区比传统射线追踪更有优势。基于该角度道集输出方法,本文发展了一种适合大规模三维地震数据的KPSDM及角道集输出的并行实现方案。其基本思想是：（1）按照炮数据来组织输入数据;（2）旅行时场的输入与单炮覆盖范围相联系以节省内存;（3）多炮数据间采用MPI并行处理,单炮深度切片之间采用OpenMp并行处理,可进一步提高内存利用率和并行力度。数值试验结果证明本文角度道集生成方法的优越性和本文实现方案的有效性。

简介：应用多分量地震资料进行成像时通常需要先做波场分离,然后再对分离的波型进行成像。其中,波场分离可以在空间域或波数域实现。然而,由于用交错网格有限差分进行弹性波场数值模拟时,用来进行波数域波场分离的质点振动速度分量定义在不同网格节点上,本文提出了利用波数域插值方法来估算同一网格节点所需质点振动速度值;进而给出了先进行波数域插值后进行波场分离的波数域保幅波场分离方案。数值实验结果表明波数域插值方法具有较高的插值精度且保幅波场分离方法具有较好的保幅性,将本文方法进一步应用于弹性波逆时偏移可以获得保幅性较好的成像结果且对存在一定程度速度误差情况具有较好的适应性。

简介：地震反演是当今最广泛应用于含油气储层预测的技术之一，取得了很多很好的预测效果，但也有失败的例子，达不到区分岩性和识别流体的目的。而本文介绍的建立在岩石物理建模和分析基础上的地震弹性反演，可将含油气储层预测由定性向（半）定量推进一步。根据岩石物理建模和正演扰动分析，可深刻理解岩石物性参数与地震弹性参数之间的内在关系，进而寻找储层岩性、物性和含油气性的敏感地震弹性参数，建立起理论岩石物理解释图版。岩石物理分析结果和所建立的岩石物理解释图版分别用以指导地震反演和反演结果的解释，实现油气储层分布预测和流体检测的目的。文中的含气砂岩分布预测实例研究应用结果表明，这种方法较叠后地震反演储层预测技术具有无可比拟的优越性，效果更佳，效率更高。

简介：基于Cauchy先验分布的贝叶斯AVO反射率反演,可以产生类似于稀疏脉冲反演的结果,增强了对大反射系数的识别能力,反演过程中正则项和参数矩阵的计算都需要用到由上一步迭代所估计出的模型参数信息,因而反问题呈现非线性,此外该过程依赖于模型参数之间的线性统计关系,而且反演结果为反射率而非弹性参数,不利于储层预测和流体检测。贝叶斯AVO波形反演通过将反射率改写为弹性参数差分形式,直接从叠前地震数据中提取弹性参数,无需对弹性参数之间关系做线性假设。本文综合考虑上述两种方法的优点,在研究过程中仍然采用Cauchy先验分布,同时对贝叶斯AVO反射率的反演过程进行了修改,实现了基于Cauchy先验分布的AVO弹性参数弱非线性波形反演。本方法的提出有效避免了模型参数之间的线性假设,同时也能够从地震数据中直接反演得到纵、横波速度和密度。理论合成数据实验证明,此方法可以直接从叠前地震数据中提取弹性参数,而且在含有噪音的情况下也能得到比较准确的反演结果。

简介：角度域共成像点道集(ADCIGS)是偏移速度分析和振幅随角度变化分析(AVA)的基础数据。传统Kirchhoff叠前深度偏移(KPSDM)按偏移距组织数据,能方便的输出偏移距域共成像点道集(ODCIGS),其高效的角度道集输出是有挑战的。本文提出基于旅行时梯度场的KPSDM角道集输出方法。其核心步骤为:(1)利用任意介质中的动态规划法旅行时计算方法提供炮点和检波点的旅行时场;(2)根据旅行时场的梯度方向计算反射张角;(3)在偏移过程中抽取ADCIGS。由于本文旅行时计算方法没有射线阴影区,也没有对速度光滑性的要求,其角度道集输出在阴影区比传统射线追踪更有优势。基于该角度道集输出方法,本文发展了一种适合大规模三维地震数据的KPSDM及角道集输出的并行实现方案。其基本思想是:(1)按照炮数据来组织输入数据;(2)旅行时场的输入与单炮覆盖范围相联系以节省内存;(3)多炮数据间采用MPI并行处理,单炮深度切片之间采用OpenMp并行处理,可进一步提高内存利用率和并行力度。数值试验结果证明本文角度道集生成方法的优越性和本文实现方案的有效性。

简介：位场边界检测在位场数据处理中占有重要的地位,大多数的检测方法都是基于位场的梯度计算,因此算法易受干扰、稳定性较低。本文基于数理统计理论,不需要进行位场梯度计算,提出了利用各方向均方差相关系数进行位场边界检测,并且对算法及其合理性进行了详细的阐述与分析。在模型试验中,分别做了单一模型、组合模型以及加入随机噪声的组合模型试验,验证了方法的可靠性,并进一步与其它边界识别方法作了比较。各方向均方差相关系数法的特点为:算法简单稳定,结果辨识度较高,能同时对不同埋深的地质体边界都有较好的检测效果,能较好地保留边界形态,对噪声敏感度较低。最后将方法应用于老挝万象附近某地实测布格重力异常的处理中,利用研究区遥感解译的构造格架作为佐证,说明了各方向均方差相关系数法在实际应用中的可行性,为进一步判读区内构造展布提供了依据。

简介：本文在Oristaglio等(1984)和Adhidjaja等(1985)工作基础上,给出线源二维时间域瞬变电磁二次场的DuFort-Frankel有限差分数值解,有效避免了在总场求解法中场源附近的奇异问题,并对地-空边界电导率的处理、归一化感应电动势偏导数的计算、推进时间步的确定,提出了改进方法;吸取前人成就中二次场地-空边界向上延拓和零值边界处理技术,从而简化了计算方法;通过对均匀大地、水平层状大地模型的计算,二次场求解法与解析法的最大相对误差小于0.01%,计算速度比总场求解法提高了约3倍;模拟计算不同时刻瞬变电磁场在地下的分布形态,描绘出感应涡流向下向外的传播特征,以及与地下异常体相互作用的物理过程。

简介：地震波场正演模拟是地震资料处理、解释中最为重要的技术之一。地震波场正演模拟在大时间步长、长时程的波场延拓中,存在计算不稳定的问题。本文基于声波方程的Hamilton表述,在波动方程求解中用辛差分格式进行时间网格离散,用傅里叶有限差分进行空间网格离散,提出一种新的保结构地震波场正演模拟方法一辛格式傅里叶有限差分法,在保证计算精度的同时提高计算的稳定性。利用声学近似处理空间-波数混合域的积分算子,将该方法推广至各向异性介质。给出各向同性和各向异性条件下的地震正演模拟的计算流程,并将本文方法用于BP盐丘、BPTTI等模型的波场正演模拟。数值算例表明本文开发的方法适用于速度变化剧烈的复杂介质地震波场正演模拟,计算精度高,数值频散小,在各向异性介质正演中能够有效避免qSV波残余,在大时间步长的迭代计算中稳定性好。本文为在辛算法的框架下实现高精度地震正演模拟提供了一种新的选择。