基于人工智能技术的地震纵横波分离方法

纵横波分离是多分量地震资料处理过程中必不可少的环节,不彻底的纵横波分离将显著影响处理质量,因此研究纵横波分离对于多分量资料处理具有重要的实际意义。目前纵横波分离主要包括地震记录纵横波分离以及波场快照纵横波分离,本文主要讨论波场快照分离方法。基于偏振矢量求取方法不同,目前已发展出了多种纵横波分离方法。

基于纵横波分离FCT弹性波正演频散压制

有限差分方法被广泛应用于地震波数值模拟和传播.传统有限差分法采用Taylor级数展开实现空间偏导数的差分,但该方法会因为网格离散化而产生数值频散,降低地震波模拟的精度.优化差分系数正演方法能在一定程度上压制部分频散,然而纵、横波速度取值差异较大,在弹性波有限差分正演模拟中,在满足纵波最大速度确定的稳定性条件下,浅层低速横波波场往往会产生明显的频散现象.为了削弱弹性波场正演数值频散,提高数值模拟精度,本文首先采用优化差分网格系数降低数值频散,然后再采用通量校正传输(Flux-Correction Transport, FCT)法来进一步压制弹性波场有限差分数值频散.常规的FCT法是对弹性波场直接进行频散压制,但由于弹性波场中纵、横波速度差异明显,横波波场频散明显强于纵波,为了压制横波波场的数值频散,往往需要选取较大的频散压制参数,但这会使频散较弱的纵波产生假象.因此本文提出基于纵横波分离FCT弹性波正演频散压制方法,对分离之后的纵横波场分别选择合适的频散压制参数进行通量校正,可以有效压制数值频散,削弱纵波FCT产生的假象.通过理论分析和数值算例发现,本文方法能有效削弱弹性波场有限差分数值频散,相对于常规FCT方法没有假象产生.

基于散度和旋度纵横波分离方法的改进

纵、横波的分离是多波多分量地震资料处理中很重要的一步,其分离结果直接影响到后续数据处理的质量.各向同性介质中纵波为无旋场,横波为无散场,因此可以在频率-波数域利用散度和旋度算子对地震记录进行纵、横波分离,但是此处理过程必须知道地表处的纵、横波速度.本文给出了一种估算地表纵、横波速度的方法,可以在纵、横波速度值未知的情况下,将其估算出来.针对弹性波场进行散度和旋度运算时,纵、横波的相位和振幅比发生改变的问题,本文给出了相位和纵、横波振幅比的校正方法.

基于“方程解耦”算法的各向异性介质纵横波分离方法

各向异性介质纵横波耦合的特性,使得纵波信息的获取对于各向异性非常规储层地震数据采集和处理具有重要意义.常规方法主要包括基于散度旋度场的Helmholtz分解和基于频散关系的声波近似等两大类,但这两类方法都改变了纵波波场的振幅和相位信息,并进一步影响正演数值模拟和纵波偏移成像的最终结果.本文基于方程解耦的思想,通过将弹性刚度系数分量中的纵横波耦合项近似为纵波模量和横波模量的线性函数,推导得到单独的纵波和横波方程,从而实现各向异性介质的纵横波波场分离.与常规方法相比,“方程解耦”方法得到的纵波波场的振幅和相位信息都更为准确,且波场信息也更为完整,能够为各向异性介质的纵波数据处理提供重要的保障.

慢度──频率域纵横波分离

利用自由表面上的零应力边界条件，推导出地面上水平、垂直分量位移与到达地面的纵横波位移之间的关系式；再把二分量地震记录变换到慢度—频率域，并在已知表层速度的条件下求出到达地面的纵横波波场；然后把它们变换回到时空域，即可实现纵横波分离。唯论数据试算获得了很好的分离效果，实际资料处理也有一定的成效。

二维交错网格纵横波分离的弹性波模拟及应用

本文通过对弹性波二阶方程纵波和横波分离方法以及一阶交错网格方法的系统研究,提出了在一阶交错网格下的纵波和横波分离模拟的方程表达式。在该方法的模拟过程中纵横波自然分开而不是耦合在一起,产生了全纵波和全横波模拟记录。数值模拟的结果验证了该方法的正确性。通过全纵波和全横波的模拟研究,对认识弹性波的传播规律以及指导油藏数值模拟具有重要现实意义。

地震波场纵横波分离方法研究综述

纵横波分离是多分量地震资料处理过程中必不可少的环节,不彻底的纵横波分离将显著影响处理质量,因此研究纵横波分离对于多分量资料处理具有重要的实际意义.本文详细总结了地震波场纵横波分离的理论、方法及技术现状,主要包括地震记录分离和地震波场快照分离.基于分离所采用原理不同,地震记录纵横波分离主要包括Radon变换法、偏振滤波以及波场延拓法等三类方法;基于偏振矢量求取方法不同,地震波场快照纵横波分离也发展了多种不同的方法.之后,详细阐述了基于人工智能技术的智能纵横波分离方法,该方法不依赖介质参数,计算效率高.智能纵横波分离方法目前仍处在探索阶段,虽然已经取得一些效果,但仍有较大的发展潜力,是地震波场纵横波分离方法的重要发展方向.

面向深部地热岩体的弹性波逆时偏移成像方法

地热能作为一种清洁能源正受到全世界的日益关注,因此对于深部地热岩体的高精度成像格外重要。传统的弹性波逆时偏移方法是利用耦合纵横波直接成像,从而得到耦合波场的成像结果;然而这种方法可能会出现串扰假象,导致成像结果不够清晰;为了解决这个问题,采用基于解耦的弹性波方程,实现纵横波场的分离;通过利用内积成像条件,对两个典型的干热岩模型进行数值测试。结果表明,相较于耦合波场成像结果,基于解耦方程分离得到的弹性波成像剖面具有更清晰的同相轴,深部能量更加均衡,该方法能够实现对深部地热岩体的高质量成像。

基于流固耦合的超声污垢检测数值模拟

基于Comsol Multipysics仿真软件,建立了声发射耦合的板材-污垢多层有限元模型。以弹性动力学和压力声学为理论基础,推导了薄平板型试样在平面波辐射下的声波振动控制方程,研究了流相与固相区域超声传播特性规律,实现了二维平板污垢纵、横波分离的弹性数值模拟,通过分离后的波场提取,对薄层平板沉积污垢厚度进行高精度检测。数值模拟结果表明:流相区域服从微小声波波动方程传播规律,固相区域也能很好的实现弹性纵横波的完全分离提取;超声波对薄层平板沉积污垢的检测误差在5%以内,证明了数值模拟的可行性与准确性,对于实际换热系统的运行和清污具有很好的指导作用。