粘弹介质交错网格有限差分数值模拟
随着我国石油和天然气工业的迅速发展，油气勘探的精度和难度也在不断的加大。这就要求我们必须深入了解地震波在地下介质中的传播规律，以便我们能更加准确的进行地下油气的勘探。地震波数值模拟技术是目前地震勘探领域人们研究地震波传播规律的一个重要手段。传统地震波数值模拟技术，一般假设地层介质是均匀和完全弹性的，在这种假设情况下，理论上的研究结果与地震波在地层中传播时观测到的实际记录很大的差别。这是因为地震波在实际地层中传播时由于地层的粘滞性会损耗地震波能量，并且越往深层这种吸收衰减越严重。研究表明，在粘弹介质中能够很好的反映出吸收衰减现象，这表明利用粘弹介质更模拟实际地层更为合理。 本论文主要探讨和研究了粘弹性介质中地震波传播的数值模拟方法及其吸收衰减规律。主要研究内容及取得主要成果有以下几点： 1、以粘弹介质的基本性质为基础，构造出了麦克斯韦尔介质模型、开尔芬介质模型、标准线性粘弹性介质模型三种常见的粘弹性介质模型并给出了他们本构方程，并详细分析了地震波的吸收衰减参数及其相互之间的关系。 2、在地震波基本理论的基础上，推导出了常规网格和交错网格高阶有限差分的离散差分格式，并对地震波数值模拟中存在的几个问题进行了讨论，如震源激发方式、稳定性条件分析以及吸收边界条件的选取等。 3、从粘弹性介质的基本概念入手，推导了粘弹性介质的波动方程，从理论上分析了地震波在粘弹性介质中的吸收和衰减规律。对粘弹性介质的速度——应力方程进行了交错网格高阶有限差分求解，实现了地震波在粘弹性介质中传播的数值模拟。 4、从纵波为无旋场和横波为无散场的思路出发，推导了满足此条件的粘弹性波波场分离的速度——应力方程组，并利用交错网格高阶有限差分对其进行数值模拟。通过对多种模型的试算，验证了算法的有效性。 5、根据地震波的吸收衰减特性，提出了地震属性参数判别方法和S变换分频技术两种进行油气识别的方法，通过模型模拟验证了两种方法的有效性。
粘弹介质;交错网格;有限差分法;油气勘探;地震波
中国海洋大学
硕士
地球探测与信息技术
盂凡顺
2013
中文
P631.42;P618.13
90
2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）