小波基方法在波传问题中的应用

基于多尺度分析理论，引入哈密顿体系和插值小波变换，分别构造了适合于求解复杂域波传问题的快速自适应方法——多尺度辛格式和插值小波配点格式，利用小波基的局部性与消失矩等特性改善计算效率，并将插值小波应用到波动方程的多尺度反演问题中。讨论了其优缺点并提出几点展望。     

裂缝诱导TTI双孔隙介质波场传播特征

本文在考虑油藏内流体影响的基础上, 进一步讨论了裂缝诱导各向异性的极化角和方位角的影响, 对裂缝诱导TTI (tilted transverse isotropy)双孔隙介质模型进行了研究. 在裂缝诱导HTI (horizontal transverse isotropy)双孔隙介质理论的基础上, 用Bond变换推导了裂缝诱导TTI双孔隙介质的柔度系数矩阵和耗散系数矩阵, 从而建立了介质的一阶速度应力方程. 采用交错网格高阶有限差分法及PML边界条件, 对xoz平面内的2.5维矢量波动方程进行了数值模拟. 结果表明,裂缝的极化角和方位角的存在都会导致横波分裂, 而在双层裂缝诱导TTI双孔隙介质模型的分界面上,又会产生转换波的分裂和横波的再分裂现象, 这就增加了波场的复杂性, 从而为进一步研究实际地球介质的地震波场传播特征奠定了基础. 关键词： 裂缝诱导TTI 双孔隙 裂缝极化角 裂缝方位角     

裂缝性地层黏弹性地震多波波动方程

裂缝检测是目前国内外石油勘探界研究的一个热点问题，如何确定裂缝方位等参数是石油公司面临的难题，而解决该难题就要确定裂缝方位等参数与地震波场传播之间的定量关系.但是目前所采用的裂缝性地层介质模型不能完全定量地反映裂缝的方位特征和衰减特征.针对该问题，建立了具有任意裂缝方位的裂缝性地层介质模型；并构造了时间增量的方法，将非线性的卷积积分采用近似的方法实现，建立了以位移场表示的具有任意方位角的黏弹性方位各向异性介质的波动方程.该波动方程定量地给出了黏弹性波场特征与裂缝走向的关系，描述了黏弹性地震波在这种介质中的 关键词： 裂缝 各向异性 黏弹性 波动方程     

非均匀介质弹性波动方程的不规则网格有限差分方法

从弹性波动方程出发，提出了一种新的空间不规则网格有限差分方法，并用于求解非均匀各向异性介质中的弹性波正演问题。这种方法简单易行，对于复杂几何结构，例如低速层、套管井和非平面界面等，在较细的不规则网格上进行离散，计算时间和占用内存更少。与多重网格差分方法相比，该方法不需要粗、细网格之间的插值，所有网格差分计算在同一次空间迭代中完成。具有复杂几何交界面的模型计算，包括地下透镜体、套管井眼等，在确定弹性常数和密度后，用不规则网格的差分方法更易实现。该方法使用了Higdon吸收边界条件解决人工边界反射问题，引入了新的稳定性条件和网格频散条件，很好地消除了非物理散射波。理论模型的效值计算表明，该方法具有良好的稳定性和计算精度，在模拟非均匀介质弹性波传播时，比相同精度的规则网格有限差分方法计算速度更快。该方法易于推广到非结构网格和三维问题中。     

多尺度有限差分法模拟复杂介质波传问题

利用有限差分和紧支集正交小波变换对波动方程的时间、空间进行联合近似求解,提出一种适合于一般边界非均匀耗散介质中波传问题数值模拟的快速自适应混合算法——多尺度有限差分(multiresolution finite difference缩写为MRFD)方法.将波传问题的求解转换到小波域中进行,利用小波基的自适应性与消失矩特性,使偏微分算子矩阵稀疏化,有效改善了计算量等.地球物理勘探中的数值实例显示了算法具有良好效率 关键词： MRFD 小波变换 多尺度 波传问题     

线性黏弹性各向异性介质速度频散和衰减特征研究

地层岩石既非各向同性的,也非完全弹性的,正确地描述波在地层中的传播需要搞清楚岩石的各向异性和黏弹性特征.针对裂缝性地层的裂缝发育方位问题,建立具有任意方位角的方位各向异性黏弹性本构关系.使用均匀平面简谐波分析方法研究其频散关系,得到Christoffel方程,进而获得均匀平面波的复速度、相速度、衰减系数和品质因子的表达式.通过黏弹性方位各向异性页岩和砂岩进行模拟,研究了波场在地层中的传播特征,如相速度、衰减系数和品质因子等随频率、方位和入射角的变化关系 关键词： 黏弹性 各向异性 相速度 衰减系数 品质因子     

方位各向异性黏弹性介质波场有限元模拟

随着裂缝性储集层的地位越来越重要，黏弹性各向异性介质中地震波传播理论的研究也越来越受到重视.在弱黏滞性条件下，针对标准线性黏弹性体模型，采用时间增量法，在每一个时间步长确定黏弹性变形及载荷，并在计算下一个时间步长的黏弹性变形时把它加载进去，建立类似于解弹性问题的黏弹性方位各向异性介质波动方程的有限元递推公式.数值模拟给出了黏弹性波在地球介质中的波场传播特征. 关键词： 黏弹性 方位各向异性 有限元 时间增量法     

地形构造中地震波传播的非对称交错网格模拟

提出了一种新的三维空间对称交错网格差分方法，模拟地形构造中弹性波传播过程．通过具有二阶时间精度和四阶空间精度的不规则网格差分算子用来近似一阶弹性波动方程，引入附加差分公式解决非均匀交错网格的不对称问题．该方法无需在精细网格和粗糙网格间进行插值，所有网格点上的计算在同一次空间迭代中完成．使用精细不规则网格处理海底粗糙界面、断层和空间界面等复杂几何构造，理论分析和数值算例表明，该方法不但节省了大量内存和计算时间，而且具有令人满意的稳定性和精度．在模拟地形构造中地震波传播时，该方法比常规方法效率更高．     

横观各向同性介质中弹性波的吸收边界条件

在数值求解固体中的弹性波动问题时，常需引入吸收边界条件来限制大范围或无边界的求解区域，使数值计算得以顺利进行。本文通过合成简单的一阶偏微分算子，给出了横观各向同性介质中弹性波的吸收边界条件，其中每个单一的算子均可完全吸收沿某一角度出射的平面波。文中还基于弹性波的势函数理论，导出了准Ｐ波和准Ｓ波在吸收边界处的反射系数公式，用以检验其吸收能力。本文所给出的吸收条件，形式简单，且算例表明吸收效果良好，因     

基于逆散射理论的地震波速度正则化反演

本文基于逆散射理论利用正则化有限差分对比源反演算法对地震波传播速度进行反演, 该方法是基于波动方程的频率域波形反演算法, 利用非线性共轭梯度法, 通过最小化目标优化函数不断迭代更新速度模型. 由于地球物理反演问题的病态性和不稳定性, 通过基于反演参数总变差的正则化处理, 使反演问题变为良性问题且算法具有较强的抗噪声干扰能力. 反演过程中使用了频率-空间域9点差分正演算子以及PML吸收边界条件. 与其他反演算法相比, 由于背景模型在反演迭代过程中保持不变, 可以避免在每次迭代过程中重新构造正演算子及矩阵分解等相关计算过程, 使得该算法非常适合于大规模三维反演计算. 此外, 本文采用基于MPI的并行计算, 进一步提高了反演计算的效率. 二维CSEG模型反演结果表明该方法可以反演得到高分辨率的地震波速度重建结果, 为地震勘探数据处理及解释提供准确的速度信息.