有限频菲涅尔体层析成像及应用
目前存在的物探方法中，地震勘探一直都是最重要的技术方法之一，并在现代石油勘探中发挥着重要作用。我国在平原地区的油气勘探开发已经比较深入，陆地勘探已经转向西北、西南等地区。地形变化剧烈、地震资料信噪比低是这些地区的主要问题。传统的走时射线层析成像技术是将地震波假设为无限高频的零体积射线，必然导致射线沿高速地区采样，最后反演结果精度不高，将无法还原这些地区真实速度结构。波动方程层析成像，由于其对初始模型、地震子波、资料的品质等条件要求苛刻，并且对计算机的储存能力和计算能力要求很高，导致其不能在实际资料中应用。有限频层析成像理论，考虑了地震波的频带特征，将射线附近第一菲涅尔带内的介质对观测信息的影响考虑在内，其反演精度将更高，该理论的研究有着重要意义。 本文对地震勘探层析成像技术的发展历程做了简要介绍，以及有限频理论的产生、发展、国内外研究现状做了较为详细的概述。在研究有限频菲涅尔体层析成像技术时需要一种准确度高、效率高的正演方法做支持，本文所采用的正演方法包括波前走时计算、射线追踪、有限频菲涅尔体走时计算3个部分。该方法是先确定整个模型的波前走时，再通过接收点和已知的波前走时反推射线路径，依据已知的射线路径和网格节点的灵敏度核函数的值计算出走时。灵敏度核函数的求取是有限频菲涅尔体层析成像技术的关键，本文从波动方程的Born近似和Rytov出发，详细的对三维有限频灵敏度核函数的求取过程做了推导。根据正演算法所确定的走时数据、射线路径和求取的灵敏度核函数，我们采用反投影算法(ART)和同时迭代重建技术(BRT)构建了反演方程并对它进行了求解。速度灵敏度核函数是该课题的重要部分，我们对近似菲涅尔体和有限频菲涅尔体成像技术的灵敏度核函数进行了数值对比，用三个不同的模型对菲涅尔体的形态和灵敏度值的分布进行了详细的比较。理论研究完成之后，由于实际资料在拾取过程存在一定的问题，野外的地形也并非理想的水平地形，本文的第四章对初值数据预处理、模型建立、数字化地形做了较为详细的研究。最后用三个不同理论模型对三维有限频菲涅尔体层析成像的效果和适用性进行了论证，并与近似菲涅尔体层析成像反演效果进行了分析，对实际资料进行了处理，在反演结果的基础得到了叠加剖面。 在文章的最后对有限频菲涅尔体层析成像研究过程中的一些认识做了总结，并为今后的工作提出了几点建议。
油气勘探;有限频菲涅尔体层析成像技术;地震波;频带特征;反演精度
中国海洋大学
硕士
地球探测与信息技术
张建中
2015
中文
P618.130.8
75
2016-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）