分层坐标变换法起伏自由地表弹性波叠前逆时偏移

传统有限差分方法在处理起伏地表时存在一些困难,而坐标变换法可将起伏地表映射为水平地表以克服此缺点.但同时,地下构造被变换得更加复杂,导致了波传播和成像的不准确.本文提出了一种分层的坐标变换方法,并应用到了弹性波逆时偏移中,此方法既可以克服起伏地表的影响,又可以不破坏地下构造.波场正向延拓、逆时延拓和分离是在辅助坐标系下完成的,而成像是在笛卡尔坐标系下完成的.通过对简单起伏模型和中原起伏模型的试算证明了本文提出方法的准确性.同时,对两种极端起伏地层高程不准确的情况进行测试可以看出:分层坐标变换逆时偏移方法的成像效果远好于传统坐标变换方法.

时间域起伏自由地表正演模拟综述

起伏地表对地震波有着非常大的影响,在起伏地表条件下,地震波的解析解不存在的,所以只能用数值方法来模拟地震波在地下的传播形式,起伏地形使得各种特殊的波现象出现,散射波、波的干扰、地滚波、以及体波和面波之间的转换,都给地震勘探带来了巨大的困难,因此,国内外学者对起伏自由地表的正演模拟做了大量的研究.本文从起伏地表的数值模拟方法、网格离散形式和自由边界实现方法三个方面系统的概括了时间域起伏自由地表正演模拟的研究进展.

组合边界条件下二维三分量TTI介质波场数值模拟

从TTI介质一阶应力—速度方程出发,利用旋转交错网格高阶有限差分方法,将非分裂完全匹配层(Non-spliting Perfect Match Layer,简称NPML)边界吸收条件和自由边界条件相结合形成组合边界条件,进行了二维三分量TTI介质弹性波场数值模拟。波场快照和炮记录表明:①采用非分裂式边界条件能较好地消除近地表大角度入射波和瞬逝波;②组合边界条件与NPML边界吸收条件相比,不仅有效地压制了边界反射,同时实现了对自由地表的模拟,获得了丰富的全波场信息,其中在地表产生的PS转换横波作为一种特殊的横波现象,可为近地表结构调查以及多波波场分析等提供有益信息;③自由地表引起的面波以及多次波对偏移结果有着重要影响,因此在实际地震资料处理中应当充分考虑自由地表条件对波场的影响效应。数值模拟结果证实了组合边界条件下二维三分量TTI介质波场数值模拟方法的可行性和正确性。

基于极坐标系非规则隧道空间环境下的弹性波逆时偏移

在隧道空间等特殊的地质环境中进行地震勘探时,传统的直角坐标系下的成像方法因无法对隧道空间内的空气柱进行准确离散,而难以得到高质量的成像结果。本文提出了一种基于极坐标系下的弹性波逆时偏移方法,该方法包含三个边界:外边界,内边界和角边界。在外边界,采用极坐标系下的半径方向的吸收边界条件进行人工边界反射的压制,在内边界的隧道空间内部采用自由地表边界条件,在角边界对于两种情形采用不同的边界条件。隧道空间内的空气柱通常不是规则的圆形,因此,在极坐标系下进行曲网格剖分,并通过映射法将不规则的隧道空间地质体变换为辅助极坐标系下的规则隧道空间地质体。将弹性波逆时偏移技术应用到辅助极坐标系下,并采用两个典型模型进行测试,证明了本论文方法能够得到准确的隧道空间采集数据的成像结果。