纵向带状裂隙形貌的逆时偏移超声成像

传统的工业超声成像方法通常只能确定缺陷的位置与横向尺寸,无法获得缺陷的形貌信息.一些特殊的缺陷,如纵向裂纹,是典型的例子.基于多阵元技术,开展了固体介质缺陷逆时偏移超声成像方法的数值与实验研究.针对铝块平底纵裂纹及内部纵裂纹两种传统方法无法有效成像的缺陷,首先开展了单分量逆时偏移成像方法研究,给出了基于数值仿真的逆时偏移成像结果以及基于多阵元超声成像实验系统实验测试的逆时偏移成像结果.进一步开展了基于多分量位移检测与转换横波分离的逆时偏移成像方法研究,并提出了基于新型多分量激光干涉仪进行检测的思路.数值仿真结果证实了多分量逆时偏移图像重建结果可以克服单分量方式的缺点,得到明显优于单分量检测时的图像.     

时间反转和逆时偏移混合法中参数改变对目标检测和定位的影响*

时间反转和逆时偏移混合法能有效地抑制分层介质中界面或底面反射波的干扰,从而实现分层介质中目标的检测和定位。该文计算得到阵列阵元的疏密,目标在空间中不同位置,以及不同载波频率相应的声场图和声场等高线图,从而详细研究不同参数对目标检测和定位的影响。研究结果表明,接收阵元需要达到一定数目才能获得较好的聚焦效果;目标无论距阵列远近都可以被很好地定位,特别是离界面很近的目标也可以清晰地分辨出来;用调制载波信号可以得到在目标处更尖锐的声场分布,但周围的各处声场分布高低起伏,可能带来定位的不稳定。     

裂缝诱导TTI双孔隙介质的纵波偏移成像研究

将交错网格高阶有限差分纵横波分离的方法与逆时偏移成像方法相结合,给出了基于裂缝诱导TTI双孔隙介质模型的纵波逆时偏移成像算法,并对二维水平层状模型的数据进行偏移成像.结果表明,对于裂缝诱导TTI双孔隙介质模型,常规的基于各向同性背景孔隙岩石速度的偏移方法会导致成像结果出现过偏移现象.为研究裂缝参数对过偏移程度的影响,利用Christoffel方程,对裂缝诱导TTI双孔隙介质模型中的相速度公式进行了推导,并在此基础上,分析了裂缝角度和密度参数对介质纵波相速度及成像位置的影响.结果表明,在二维情况下,裂缝极化角增大会减小成像速度与真实速度之间的误差,从而使得成像结果逐渐接近储层的真实位置;而裂缝密度的增大则使得速度误差增大,导致成像结果与真实模型的偏差越来越大.     

基于模式分离的兰姆波逆时偏移成像

应用频率域逆时偏移方法实现各向同性和各向异性板中缺陷的兰姆波成像.由于缺陷引起的多模态散射信号会在重建图像中形成伪像,根据基本导波模式振动对称性的差别进行了模式分离预处理.基于多元阵列超声技术,开展了铝板和复合板内缺陷频率域逆时偏移超声成像方法的数值仿真研究.首先,建立有限元模型,采用环形传感器数值采集由缺陷引起的兰姆波散射信号,然后,将采集到的多模式散射信号进行模式分离处理,再将模式分离后的兰姆波散射信号经时间反转后并在相应的接收器处重新激励,在频域中运用格林函数反向传播兰姆波散射信号,获取监测区域的声场信息,与正向传播声场进行互相关,重建缺陷图像.首先对铝板中单缺陷以及复合材料板中相邻的两个相同缺陷进行数值仿真,对比有无模式分离处理的缺陷逆时偏移成像效果,体现出模式分离的重要性.在此基础上,采用逆时偏移方法对复合板材内位置邻近、深度不同的双缺陷进行识别.数值结果表明,模式分离预处理后的缺陷重建图像能够有效去除多模式干扰产生的伪像.文中提出的成像方法对各向同性板和各向异性板内缺陷的检测和成像具有很好的发展潜力,可以准确地探测多个缺陷的形状、尺寸和深度.     

时间反转和逆时偏移混合法用于层状介质中目标检测和定位的声场分析

基于时间反转和逆时偏移混合方法用于分层介质中目标的声学检测和定位的原理,本文对分层介质中目标检测和定位的声场进行了数值分析。首先给出了声场分布数值仿真的方法和步骤,进一步采用单发多收和多发多收两种方式对单个目标和多个目标计算出其声场分布。数值仿真结果表明可以较好地实现对目标的检测和定位。比较发现,单发单收方式和多发多收方式都得到较好的结果,但多发多收方式计算耗时过多,因此不宜采用。另外,对多个目标的探测提出了改进方法。      

复杂构造地震数据叠前逆时偏移方法

叠前逆时偏移方法可以精确成像复杂地下构造,利用高阶有限差分方法求解声波方程,并给出了满足稳定性条件的采样间隔的选取方式.利用GPU/CPU加速技术实现地震资料的叠前逆时偏移算法,极大地提高了计算效率,算法也采用随机边界条件,节约了大量存储空间.分析了速度模型变化对成像结果的影响.复杂地震数据成像的测试结果表明,所述的叠前逆时偏移算法可清晰成像陡倾角成像清晰,对盐丘边界和内部构造成像效果也较好.     

井间地震波场数值模拟和弹性波逆时偏移*

该文利用时域有限差分法数值模拟了井间地震波场,探讨了井间地震弹性波逆时偏移成像的若干问题。基于多层地层模型,根据数值模拟的人工合成阵列信号,对比了3种不同成像条件下井间地震逆时偏移的结果,并对不同倾角的狭缝模型进行逆时偏移成像。通过对不同成像条件的对比,发现震源归一化成像条件能够对检波器一端的地质结构成像进行增强。由于纵波和横波在折射过程中的相互转换,利用这种透射转换波和反射波,对于任意倾角的狭缝都可获得清晰的弹性波逆时偏移结果。特别是对于夹角为90°的垂直狭缝模型,如果仅提取反射波只能获得狭缝两端点的成像结果,而保留下纵波和横波在透射狭缝时产生的转换波可应用于高倾角反射体的偏移成像。     

基于行波分离和角度域衰减的地震波叠前逆时成像条件

为提高陡倾角复杂构造区地震波逆时成像质量,提出一种逆时偏移成像条件.以二维模型为例,采用波印廷矢量实现方向行波的波场分离和地层反射角度的计算,将炮点和检波点的上行波场和下行波场、左行波场和右行波场两两作互相关计算,去除形成逆时偏移噪声的分量,同时将反射角度的余弦函数作为权函数引入互相关逆时成像条件中,进一步实现角度域逆时噪声的衰减.研究表明,炮点和检波点相反传播方向波场的互相关计算是形成偏移噪声的主要原因,相同传播方向的行波波场两两作互相关成像并组合叠加,可以在有效压制偏移噪声的同时,保持对陡倾角和水平界面的成像能力,再在角度域实现逆时噪声衰减,进一步提高逆时成像质量,实际地震资料验证了方法的有效性.所提的逆时成像条件可为复杂构造区高精度逆时成像提供重要的方法指导.     

一种改进的叠前逆时偏移方法

叠前逆时偏移利用双程波动方程,基于时间正推震源波场和反推检波点波场,理论上无倾角限制,可以实现对回转波、棱镜波以及多次波的正确成像.从伴随算子理论角度考虑对伴随叠前逆时偏移算法进行了改进,即从最大时刻开始反推检波点波场时,在每个时间步长,取出对应时刻的震源波场快照取代对应时刻的记录数据叠加到反推的检波点波场中,其它步骤完全相同.该算法在不增加计算量与存储的情况下可以提高深层复杂构造成像质量,为避免存储和降低低频噪声提出的各种改进方案都可以应用到方法中.数值试算结果表明方法有效可行.     

利用三分量传感器进行声反射成像测井的新方法

声反射成像测井技术将声源与接收器布置于同一个井中,通过探测从井旁地质界面反射回来的信号,实现对井周围地质构造进行成像。这种勘探方法既弥补了地震波勘探在成像分辨率方面的不足,又提高了声波测井技术的探测范围,具有广泛的应用前景。然而,在理论研究