粘弹性和各向异性在地震勘探正演中的应用
黏弹性eda介质中地震波的传播特征
黏弹性eda介质中地震波的传播特征黏弹性eda介质是一种具有颗粒度的岩性土壤。
它在表征低频地震波传播的多尺度地球物理过程中具有重要的意义。
本文主要介绍了黏弹性eda介质中地震波传播的特性，并分析了对其特性的影响。
首先要了解的是什么是黏弹性eda介质，它是一种由弹性或黏性岩石和粉尘组成的多孔介质。
由于黏弹性eda介质具有高弹性和高黏性，所以它可以影响地震波传播的速度和传播方向。
研究发现，黏弹性eda介质中地震波传播的特性受到介质性质、弹性模量、黏性模量、密度和体积等一系列因素的影响。
特别是，介质性质和弹性模量是影响地震波传播速度的重要参数。
弹性模量表示介质的弹性特性，反映了细致结构的变化，以及介质的变形和振动的行为，因此它决定了地震波传播速度。
黏弹性eda 介质中，由于介质性质不均一性，地震波传播速度也会受到影响。
黏性模量是一项有用的参数，可以反映介质中的熔点特性，它可以影响介质中的温度场、速度场和流量场。
介质的黏性模量越高，介质中的能量转化率就越低，因而地震波传播的速度也会降低。
密度和体积对地震波传播速度也有一定的影响。
密度是描述介质的固有性质，体积是衡量介质的尺寸的参数，介质的密度和体积越大，地震波传播的速度就越快。
综上所述，黏弹性eda介质中地震波传播的特性受到介质性质、弹性模量、黏性模量、密度和体积等一系列因素的影响，介质性质和弹性模量主要影响地震波传播速度，而黏性模量、密度和体积则影响这一速度的变化。
黏弹性eda介质的研究有助于我们更好地理解地震波传播特性，并有助于改善我们对地震波传播的预测和监测。
因此，针对不同类型的多尺度地球物理过程，有必要深入研究黏弹性eda介质中地震波传播的特性，进一步改善多尺度地球物理过程的建模与模拟，以更好地满足地球物理研究的需要。
tti各向异性地震成像技术及其在页岩气勘探中的应用
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粘弹性介质中地震波的传播与数值模拟的开题报告
粘弹性介质中地震波的传播与数值模拟的开题报告一、研究背景粘弹性介质地震波传播是地球物理学研究的重要领域之一。
粘弹性介质是指介质既具有弹性特性，又具有粘滞特性。
在研究地震波传播中，考虑粘弹性介质的影响能够更真实地模拟地球内部介质的特性和地震波的传播过程，提高偏移成像和地震勘探的精度和效率。
二、研究内容本文主要研究粘弹性介质中地震波的传播和数值模拟方法。
具体研究内容包括以下方面：1. 粘弹性介质地震波传播的基本理论和数学模型。
包括粘弹性介质的弹性模量、黏滞阻尼系数、泊松比等基本参数，以及应力-应变关系式、运动方程、弹性波方程和粘弹性波方程等。
2. 粘弹性介质中地震波传播的特性分析。
包括波速和衰减特性分析，包括主频、振幅和波形等。
3. 粘弹性介质地震波数值模拟方法的研究。
包括有限差分法、有限元法、谱方法等针对粘弹性介质的数值模拟方法。
4. 数值模拟算例的设计和计算实验。
以实际介质为样本，进行数值模拟实验。
通过模拟数据分析粘弹性介质对地震波传播的影响，评估模拟方法的合理性和准确性。
5. 数据处理和展示。
对实验数据进行处理，绘制图像并进行分析讨论，研究结论在理论和实际应用上的价值。
三、研究意义地震勘探和地震成像是地球物理学领域研究的重要课题，而粘弹性介质地震波传播是影响这两方面的关键因素。
本研究的意义在于：1. 深入研究粘弹性介质地震波传播的数学模型和传播特性，有助于更准确、更真实地描绘地球内部介质的特征。
2. 探究各种数值模拟方法在粘弹性介质地震波传播中的适用性，为实际勘探和成像提供科学依据。
3. 数据处理和展示结果能为地质勘查、矿产资源勘探等方面提供重要的检测手段。
四、研究方法和过程本论文主要采用文献综述和数值模拟两种方法进行研究。
在文献综述方面，将分析国内外相关领域的研究进展和最新成果，获取研究所需的基础知识和理论理解。
在数值模拟方面，将应用有限差分法等数值模拟方法，并在实际流体介质中进行数值模拟实验，获取满足研究需求的数据结果。
黏弹性边界的二次开发及其在地下结构抗震分析中的应用
黏弹性边界的二次开发及其在地下结构抗震分析中的应用窦远明;范俊超;王建宁;鞠培东;宋明轩;李景文【摘要】在对地下结构进行抗震分析时,土体边界条件和地震波的施加方法直接关系到运算结果的精准程度.为了使地下结构抗震分析建模更加高效,分析结果更加合理,对边界和地震波的施加算法进行了程序化设计,利用Python语言对ABAQUS 进行了二次开发,编写了黏弹性边界和地震波统一自动施加程序,建立了土体—隧洞结构相互作用的三维有限元分析模型.结果表明:该方法可以实现黏弹性边界和地震波的快速自动施加,能够很好地模拟波动在土体中的传播规律;在靠近土体边界附近一定范围内的加速度峰值有3％左右的误差,当模型尺寸取9倍的结构宽度时可以消除这一影响;隧洞结构纵向端部2～3倍结构宽度范围内的计算结果偏大.【期刊名称】《河北工业大学学报》【年(卷),期】2019(048)003【总页数】8页(P73-80)【关键词】地下结构;黏弹性边界;二次开发;有限元分析【作者】窦远明;范俊超;王建宁;鞠培东;宋明轩;李景文【作者单位】河北工业大学土木与交通学院,天津 300401;河北省土木工程技术研究中心,天津 300401;河北工业大学土木与交通学院,天津 300401;河北工业大学土木与交通学院,天津 300401;河北省土木工程技术研究中心,天津 300401;河北工业大学土木与交通学院,天津 300401;河北工业大学土木与交通学院,天津 300401;河北工业大学土木与交通学院,天津 300401【正文语种】中文【中图分类】TU930 引言在对地下结构进行有限元动力分析的过程中，需要把半无限的土体转换为有边界的空间，而波动在传播的过程中遇到边界会产生反射，这与实际情况并不相符，所以在建立模型时必须对人工边界进行处理，使之符合实际情况[1-2]。
当前常用的人工边界条件中，有透射边界[3]、黏性边界[4]、黏弹性边界[5]等，其中透射边界为位移型边界，在多次透射的情况下精度较高，但是容易出现高频震荡[6]，且不容易在有限元软件中实现；黏性边界为应力型人工边界，但是其仅考虑了对散射波能量的吸收，并没有考虑到边界处介质的弹性恢复能力，因此容易导致低频失稳问题[7]；而黏弹性边界则克服了上述缺点，能够很好地模拟地基的弹性恢复力和辐射阻尼效应，具有较高的精度[8-9]。
弹性波在地震勘探中的应用研究
弹性波在地震勘探中的应用研究地震勘探是一种通过观测地震波的传播特性，来了解地下结构和岩石性质的方法。
而弹性波在地震勘探中的应用研究，正是利用地震波的特性来揭示地下的情况和构造。
首先，弹性波在地震勘探中的应用主要体现在地震波的传播与反射上。
通过布设地震仪器，探测到来自震源的地震波时，我们可以观察到波在地下的传播情况。
由于地下岩石的物理性质不同，地震波在不同介质中的传播速度也不同，从而导致波的传播路径和传播时间发生变化。
通过分析这种变化，我们可以获得关于地下岩石类型、层位和结构的信息。
其次，弹性波在地震勘探中的反射现象也起到了重要的作用。
当地震波穿过不同介质之间的界面时，会发生反射现象。
通过观察和分析这些反射波，我们可以推断出地下的构造情况。
例如，在含有油气的地层中，由于油气的密度和弹性模量与周围岩石不同，会引起明显的反射波。
利用这些反射波的特征，地震勘探人员可以确定油气的存在和分布。
除了传播与反射，地震波的衰减与干扰也是地震勘探中需要研究的重点。
地下介质的性质不同，会对地震波的传播和衰减产生影响。
在地震勘探中，我们需要研究这种影响，以便更准确地解释地震记录和推断地下构造。
此外，地震波的干扰也是需要研究的问题。
由于地球内外部的各种因素，地震波在传播过程中可能会受到干扰，如散射、多次反射等。
研究这些干扰现象，有助于提高地震勘探的信噪比和分辨率。
弹性波在地震勘探中的应用研究还包括了地震数据处理和解释。
地震数据处理是将原始记录处理成可以观察和分析的数据形式。
在地震数据的处理过程中，需要采用各种滤波、叠加、去噪等方法，以提高地震数据的质量和可用性。
而在地震数据的解释中，需要将地震记录与地下模型进行对比，并通过地震学理论和数值模拟等手段，来解释这些记录，揭示地下的构造和岩石性质。
弹性波在地震勘探中的应用研究不仅在石油勘探中起到了重要的作用，也广泛应用于地震灾害预警等领域。
通过分析地震波的传播速度和幅度，可以提前预测地震的传播路径和强度，为地震灾害的防范和救援提供科学依据。
粘弹性和各向异性在地震勘探正演中的应用
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・ 那么无论 怎么转换 传感 器以及传感器 的安装 ，不 管怎样 改变振 源 ，都不会产生理想 的测试信 号，还往往会在测试信 号的浅层 部位 产 生非常严重而剧烈 的反 向脉 冲。旌工现场的地面要平整无异 物， 地面较 软的场地 中可 以通过煤 渣道的铺设进行改善 ，否则地面 不平 的话，容易在打桩过程 中发 生不同程度的沉降 ，造成 管桩 倾斜 ，一 旦发现现场有障碍物存在 必须立即清理 ，沉桩过程要及 时纠正倾斜 问题。排水渠道也要 畅通 ，大多数工程会设置横 向排水坡和路 堤外 排水深 沟 。 ３ ． ２影响敲击脉冲 宽度 的因素 桩基 完整性检测 的各种方法 以一维波动 理论为基 础支撑， 而桩 基实 际上 是一个三 维体 ， 只有 在脉冲 中的高频分量 的波 长大于 十倍 桩径时， 才能获得具有实际应用价 值的分 析方法 。 但脉 冲中的高频分 量在数量上应有所控制， 所 以实 际完整性 质量测 试中， 对敲击脉冲宽 度会做相 应的要求 ， 由于 宽脉 冲能够有效 地将高频成份 带来 的干扰 降 到 最 低 ， 同时 借助 低 频 波 衰 减 慢 的特 点 ， 宽脉 冲 中 的低 频 分 量 增 加可以加大测试 的深度 ，所 以设置脉 冲宽度 时不宜过窄。 锤垫 厚度 、软硬程度、锤头硬度 以及锤重 等都是对敲击脉冲宽 度产生影响的主要 因素 。 锤垫越厚 、越软， 脉 冲越 宽， 但 是脉冲的宽 度也会有一个 临界点，需要保持在界限范 围之 内。一旦脉冲超 出宽 度的临界点后 ， 就容 易掩 盖浅 部缺陷反 射， 并且对测试的灵敏度产生 不利的影响 。 ３ ． ３ 浅 部 缺 陷识 别 问题 低应变动测在 桩顶实旌的激振一般为手锤 或力棒，敲击桩顶时 为点击 引起质 点振动 形成波动传播 ，在桩头 附近 可近 似认为半球面 波 ，远离桩头后 可近 似为平面波 。由于检波器接 收的是平面波 ，在
不同类型介质模型与地震波场正演理论计算
不同类型介质模型与地震波场正演理论计算摘要：介质模型与地震波场研究是地震波理论的核心内容之一，本文结合地震相关地震软件及其数值模拟，初步地阐述介质模型及地震波传播的相关问题。
我们清楚地震学中研究的主要问题是不同地质及其构造下地震波的传播规律；其次是其传播的动力学（能量扩散），其中其主体内容可以由波动方程的构建、波动方程和波动方程的时空延伸。
通过简单理论模型的建立并结合matlab、软件数值模拟计算，增加我们对地震波的传播与介质差异因素和界面因素，以及孔隙介质模型的认识和讨论；然后结合均匀弹性各向同性、VTI介质（横向各向同性、垂向各向异性）、粘弹性各向同性、双相介质四种模型，阐述地震波场的主要特性。
最后，根据前人大量的科研成果，总结了人工地震研究、天然地震波场的主要特性；并且，结合其他地质、地球物理资料，利用地震波场对地球内部物质结构及其构造的动力学机制反演的样例。
关键字介质模型地震波场波动方程介质与界面四种模型正演与反演内部物质结构1、引言地震波场理论是地球物理学中不可缺少的分支，它的发展和精度的提高可为我们研究地球内部更加精细的结构和构造。
同时，它也是地震学中最为核心内容之一，它涵盖震源的设立、传播、接收、介质成分和介质构造等问题。
地震学又可分为天然地震学、模型地震学和勘探地震学等分支领域。
这里，主要讨论的是模型地震学（正演理论模拟）。
它的研究可为天然地震学和勘探地震学提供理论基础和反演的理论假定模型。
一些介质模型的地震波场方程的复杂性，使得求其解析解非常困难。
因此，最早在上世纪六十年代，Alterman等用网格模拟了基于低阶（二阶）位移方程组的复杂介质的地震波场；但是地球内部的物质存在粘滞性时（即介质的泊松比 比较大），利用低阶的位移方程组的地震波场模拟会出现不稳定的现象（能量耗散现象），后来有限差分数值模拟不断发展。
使得可以得到合理的粘弹性介质的波场方程。
波动方程数值解法是建立在以弹性或粘弹性理论和牛顿力学为基础的偏微分方程，其近似解法是建立在弹性波动力学的变分原理基础上。
粘弹性材料在工程力学中的应用研究
粘弹性材料在工程力学中的应用研究引言：粘弹性材料是一类具有特殊性质的材料，在工程力学领域中有着广泛的应用。
它们具有类似于固体和液体的特性，可以在外力作用下发生形变，并且具有一定的恢复能力。
本文将探讨粘弹性材料在工程力学中的应用研究。
一、粘弹性材料的特性粘弹性材料具有独特的力学特性，主要表现为两个方面：粘性和弹性。
1. 粘性：粘弹性材料在外力作用下会发生形变，并且具有持久的变形特性。
这是由于材料内部的分子结构发生变化，导致形变的延展性和持续性。
2. 弹性：粘弹性材料在外力作用消失后，可以部分或完全恢复到原始状态。
这是由于材料内部的分子结构重新排列，恢复原有的形状和体积。
二、粘弹性材料在结构工程中的应用粘弹性材料在结构工程中具有广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1. 减震与隔振：粘弹性材料可以有效减少结构在地震或其他外力作用下的振动幅度，降低结构的动态响应。
通过在结构中引入粘弹性材料，可以提高结构的抗震能力和稳定性。
2. 缓冲与减速：粘弹性材料可以用于缓冲和减速装置，如汽车碰撞保护系统和电梯缓冲器。
在碰撞或急停时，粘弹性材料可以吸收和分散能量，减少冲击力对人体或设备的伤害。
3. 声学控制：粘弹性材料在声学领域中有着重要的应用。
通过在墙体、地板或天花板等结构中使用粘弹性材料，可以有效地减少声音的传播和反射，提高室内的声学环境。
4. 振动控制：粘弹性材料可以用于振动控制装置，如飞机和船舶的振动减缓系统。
通过在关键部位使用粘弹性材料，可以有效减少结构的振动幅度，提高舒适性和安全性。
三、粘弹性材料在土木工程中的应用粘弹性材料在土木工程领域中也有着广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1. 地基处理：粘弹性材料可以用于地基处理，改善土壤的力学性质。
通过注入粘弹性材料，可以提高土壤的强度和稳定性，减少地基沉降和变形。
2. 桥梁支座：粘弹性材料可以用于桥梁支座，提供桥梁的支撑和缓冲作用。
通过在桥梁支座中使用粘弹性材料，可以减少桥梁在车辆通过时的振动和冲击力，延长桥梁的使用寿命。
电阻率各向异性及在地震研究中的应用.
关 于 地 电 各 向 异 性 的 研 究 ，早 在 ２０ 世 纪 初 就 开 始了．然 而，直 到 ２０ 世 纪 ６０ 年 代，才 真 正 开 始 对 受 压情况下 岩 石 电 阻 率 变 化 各 向 异 性 的 实 验 研 究 工 作．Ｂｒａｃｅ和 Ｏｒａｎｇｅ［２］利用二极法，对比 研 究 了 同 种 岩石、不同标本的横 向 电 阻 率 与 纵 （径）向 电 阻 率 变 化特征．认为横向电 阻 率 的 急 剧 下 降 发 生 在 较 低 应 力情况下，而 纵 向 电 阻 率 则 不 然．后 来，沿 用 Ｂｒａｃｅ 和 Ｏｒａｎｇｅ［２］的测量方法，张天 中 等［３］在 １．２ 千 巴 围 压下对以淡水和 盐 水 饱 和 的 辉 长 岩、花 岗 岩Ｉ和 花 岗岩ＩＩ三种岩样分别进行 压 缩 直 至 破 裂，并 继 续 到 摩 擦 滑 动 的 实 验 中 ，发 现 在 破 裂 前 ，淡 水 饱 和 的 岩 样 电阻率随应力变化 的 形 态 基 本 一 致．在 小 于 破 裂 应 力约５０％的阶段，电阻率变 化 较 小．随 应 力 增 加，电 阻 率 全 都 下 降 ，同 时 面 导 电 系 数 都 增 大 ，并 越 接 近 破 裂应力，电 阻 率 下 降 越 快，而 面 导 电 系 数 增 大 越 迅
８７２
地 球 物 理 学 进 展
２４ 卷
０ 引 言
岩 石 在 形 成 过 程 中 有 层 理 、片 理 等 特 征 ，组 成 岩 石的矿物结晶颗粒 具 有 不 同 粒 度 和 组 合 方 式，从 而 岩 石 中 具 有 不 同 层 次 的 结 构 、构 造 ，这 些 结 构 、构 造 、 微裂隙等导致了地球地壳介质各向异性：
地电阻率各向异性主要有两种表现一是不同台站的方位性差异二是同台不同测道的差异导致其主要外因是台站的震中距方位测向介质的力学因素和地震本身的机制主要内因是原生裂隙的膨胀闭合和排列新生裂隙或破裂的发育贯通利用电阻率变化的视各向异性与真各向异性的理论关系马占虎等41研究了20个强震近震中区31个地电台的视电阻率各向异性随应力的变化发现与主压应力方位正交的测向包括近于正交的测向月速率变化幅度大于平行于主压应力方位的测向包括近于平行的测向以及视各向异性与地震震级震中距等有一定关系化月速度等方法对一些强震的近震中区进行了地电阻率变化速率的各向异性分析为视电阻率各向异性的实验结果提供了震例支持43通过对海原85级地震震中区环行电测深研究发现在断层破碎带有明显的电阻率各向异性垂直断层走向呈现明显的高电性断层走向呈现明显的低电性这些工作肯定了研究各向异性作为地震短临前兆的作用由此可见通过研究电阻率各向异性能在一定程度上掌握孕震过程中应力的发展及方向这对进一步发现地震电阻率前兆及时准确地做好预报有重要的意义多数是单一极距对称四极装置的两个方向上的地电阻率观测数据我们知道电法观测容易受地层浅部非震因素的影响要消除这些影响不仅要从处理方法着手更重要的是要从观测方式上去获得能够区分深部和浅部的电性结构信息通过地震局十五对台站的改造已经在多个台站建立了多极距电阻率观测系统不仅增加了观测道数方向更重要的是增加了观测的不同极距这样可以把浅部和深部电性结构信息分开并能获得分层的电性结构信息可大大地提高资料的信噪比但这些资料如何利用才能更好地为地震以及大型地质灾害的预报服务还有许多工作要做讨论与结论地电阻率各向异性是广泛存在的尤其在地壳浅部利用它对应力的敏感性可以间接研究地震矿山开发火山活动和灾害性地质构造运动中应力场的动态变化从而可为预测和制订防治措施提供依据但是在野外要探测到地电阻率各向异性是比较困难的这跟地点和观测测线的布设方式离源区的距离以及地层的走向等都有关系因此在野外布设监测测线时一定要根据具体情况设计布设方案野外观测结果与室内岩石承压状态下的结果非常一致这表明可通过室内岩石的承压实验采用不同的实验方案来研究电阻率及其各向异性的变化特征和规律以及各方案的观测效果为认识理解和解释野外观测结果和制订野外观测方案提供依据因此在室内对承压岩石电阻率及其各向异性变化的研究就显得非常重要纵观电阻率实验研究主要有两个方面的特点
粘弹性边界条件的实现及在地震动场地效应研究中的应用
•岩土工程与地下工程•粘弹性边界条件的实现及在地震动场地效应研究中的应用黄云，奉建军(西南交通大学土木工程学院，四川成都610031 #【摘要】文章主要介绍了粘弹性边界以及在粘弹性边界上地震波震源的加载方法。
在ABAQUS有 限元软件上完成了粘弹性边界的施加，数值模拟结果表明该边界能有效地吸收边界上反射波动的能量。
在此基础上将其应用于地震动场地效应研究中，得到了地表峰值位移与场地覆盖层土层剪切波速及厚度的响应规律。
【关键词】粘弹性边界；地震动场地效应；放大系数【中图分类号】P315.72+7在地震 数值模拟 中，建有寸的模型来模拟半 空间，这 常需要在模型的边界 拟的界来吸收边界上的波动 ，从 界反射。
在一维波动理论的基础之上，Lysmer和Kuhlemeyer[1]提 出性边界条件，采用 性阻尼器来模拟无穷远界。
意义明确，处方法简单，但在低频失稳、精度不够和不能模拟地基弹性 的。
在面波动的理基础之上，Deek[2]提出 维时域人工边界条件。
在Deek的基础之上，刘 等[3]提出 维时域粘弹性边界条件，并且在球面波的 基础上又推导 维时域粘弹性界。
1粘弹性边界条件依据刘晶波等[3]提出的粘弹性边界条件，其等效物理系统的弹簧的刚度系数与阻尼器的阻尼系数分别为-切向边界：jz_G pB T_ ^ T，^B T■_P+s(1)法向 界-〇_G+K T_ 〇；N1，^ N T'_p+p(2)中-〇B&与〇B N分别为弹簧的切向刚度与法向刚度；+ B&与+B K别为切向阻尼系数与法向阻尼系数；I为波源 人工边界点的距离；+>和+和别为*5波和@速;=为介质的剪切模量;P为介质质量密度；"K和分别粘弹性边界条件的法向参数与切向参数。
在维中"&取值的区间建议在[0+5，0+5]，"K取值的区间建议在[0.8, 1.2]。
本文取值为"& ( 〇•5，"k( 1。
应用正演模拟分析近地表黏弹性对深层缝洞储层地震波衰减及成像的影响
应用正演模拟分析近地表黏弹性对深层缝洞储层地震波衰减及成像的影响马灵伟;顾汉明;李宗杰;张旭光【摘要】近地表沙层的黏弹特性引起的地震波能量及频率的吸收衰减不容忽视.本文基于黏弹性介质波动方程正演模拟技术,研究了近地表不同Q值情况下地震波穿过黏弹介质后的地震波场特征,通过波场频谱特征分析了影响地震波能量及频率吸收衰减的因素,即Q值越小、激发子波的主频越高、传播距离越远的地震波能量及主频吸收衰减越严重.在此基础上建立起伏地表沙层缝洞型模型,研究近地表沙层对中深部储层反射波的衰减及对缝洞型储层成像的影响,对实际地震资料的振幅、频率的恢复补偿以及提高分辨率具有一定意义.【期刊名称】《石油地球物理勘探》【年(卷),期】2014(049)004【总页数】8页(P694-701)【关键词】近地表;正演模拟;黏弹介质;吸收衰减【作者】马灵伟;顾汉明;李宗杰;张旭光【作者单位】中国地质大学(武汉)构造与油气资源教育部重点实验室,湖北武汉430074;中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院,湖北武汉430074;中国地质大学(武汉)构造与油气资源教育部重点实验室,湖北武汉430074;中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院,湖北武汉430074;北京大学地球与空间科学学院,北京100871;中国石化西北油田分公司勘探开发研究院,新疆乌鲁木齐830011;中国石化西北油田分公司勘探开发研究院,新疆乌鲁木齐830011【正文语种】中文【中图分类】P6311 引言地震记录中蕴含有地下岩性及流体特性的信息，地震波的振幅及频率信息是判断地下岩石物理特性的两个最重要的参数。
引起地震波振幅及频率变化的原因除了储层自身的因素［1，2］（地层的压力及温度、岩石的结构组分、储层充填物类型、流体性质、流体饱和度等）外，还与上覆地层的吸收衰减有关，尤其是近地表岩性变化等因素。
而近地表结构空间变化引起地震波振幅及频率的变化要远大于地下目标储层自身因素引起地震波振幅及频率的变化［3～5］，且由于近地表对地震波的选频吸收作用，使中、深层地震信号的中、高频成分能量变弱，降低了地震资料的分辨率，从而影响了中、深层成像效果［6，7］。
地壳介质弹性、电性各向异性理论及对地震过程的联合解释
给 本 构 形式 ，对 前
人 给 出 的 结 果 作 了 验 证 ， 出 存在 的 个 别 错 误 指
ｓ渡 分 裂 法 中 的 旋 转 相 关 法 ． 大 特 征 值 法 、 最 渡
形 识别 算 子 法 作 了 论 述 推 导 ；对 大 地 电磁 测 深 法 资 料 处 理 的 最 小 二 乘 法 作 了论 述 推 导 。 第 ８
时 间延 迟 在 时 间 上 随 地 震 的 孕 育 而 逐 渐 增 大 ｝
的 工 作 是 ：全 面 推导 了 用 特 征 值 法 处 理 伪谱 法 中 各 种 边 界 条 件 的 表 达 式 ，为 以后 这 方 面 的 工
作 提 供 了便 利 。第 ６章 是 引用 前 人 的 方 法 ，对
层状 Ｅ ＤＡ 各 向 异 性 作 了大 地 电磁 测 深 （ Ｔ） Ｍ
是 建 立 地 壳 介 质 电 性 各 向 异 性 微 观 模 型 二
一
３ ）基 础 理 论 部 分 的 第 ＝ 项 研 究 内 容 是 数 值 模 拟 。 第 ３章 是 引 用 前 人 提 出 的 伪 谱 法 对 ２ ５维 弹 性 波 场 作 了 数 值 模 拟 ，并 对 快 慢 ｓ波 ．
时 间延 迟 、 快 ｓ渡 偏 振 方 向做 了 分 析 ，第 ４章
对 第 ３章遗 留 的 问题 作 了进 一 步 研 究 。 有 特 色
对 Ｅ ＤＡ 构 成 的 薄层 介 质 各 向 异 性 弹 性 常 数 作 了 推 导 ，给 出 了解 析 表 达 ，对 几 种 类 型 的各 向 异 性 体 系 的 角 散 式 进 行 了 推 导 并 作 了 数 值 计
算 。第 ５章 讨 论 电 性 各 向异 性 本 构 关 系 ，本 文 在此 作 了 一个 有 创 新 性 的 工 作 ，即 本 文 的第 一 个 核 心 ，受 弹性 各 向 异性 等 效 弹性 模 量 （ ｄ Ｈｕ ｓ ｎ公 式 ） ＡＰ （ 向异 性 孔 隙 弹 性 ） 论 的 ｏ 和 Ｅ 各 理 启 示 ，建 立 了等 效 的 电性 各 向 异 性 微 观模 型 并
各向异性粘弹性孔隙介质伪谱法波场正演模拟
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式 中 ： （） （ ，＇，＇ ，＇，＇， Ｔ（－ ， ， ） ＝ Ｏ ｙ ｚ ｙ Ｏｚ ＯｘＯｙｓ ／ １ … ７ ， ｚ ｘ
表 示应 力 分量 ； ，（ ） ｅ ｅ ｅ ， ， ｅ ） Ｓ ｔ ＝（ ， ， ｅ ｅ ， ， ，
摘要 ： 在用地震资料描述 油气储层时应综合考虑地球介质所表现 出来的各向异性、 粘弹性 以及孔隙特征。本 文建 立 了各 向异性粘 弹性孔 隙介 质模 型，导 出了各向异性粘 弹性孔 隙介质 的弹性波波动方程，采用伪谱 法进行 了正演模 拟， 并分析 了其波场特征 。该研究有益于加深对地震波在 实际地球介质中传播规律 的认识。 关键词 ： 向异性； 各 粘弹性 ； 伪谱法 ； 波动方程
其实 ， 当地震波通过复杂地球介质 时 ， 了体 除
现 出各 向异性 和 孔 隙特征 外 ， 表 现 出介 质 的粘 弹 还
各向异性粘弹性孔隙介质的本构关系。 经 理 论 分 析 和 推 导 得 到 各 向异 性 粘 弹性 孔 隙
介质 中的本构 关 系 ， 用矩 阵记法 表示 为
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各 向异性 、粘 弹性和地球 内部存 在流体这 ３ 个方 面 。我 们在 前人 研 究 的基 础 上 ， 岩 石 骨架 的粘 滞 把
性 引入 到双 相各 向异性 介 质 中 ， 立 了各 向异性 粘 建 弹性 孔 隙介 质 的本 构关 系 ， 出 了地 震 波在 各 向异 导
表 示 非 弛 豫 模 量 ； （）＝ ， ，ｖ 为 记 忆 变 Ｅ ｆ（ １ … Ｌ ）
弹性波传播及其在地震勘探中的应用
弹性波传播及其在地震勘探中的应用地震勘探作为一种常见的地球物理勘探方法，可通过观测和分析地震波传播特性来获取地下构造信息。
在地震勘探中，弹性波传播是一个重要的概念和过程，它对地震波的传输、反射和折射起着关键作用。
一、弹性波传播的基本原理弹性波是指在介质中传播的一种能量传递方式，它是由介质中的微小变形引起的机械波。
根据传播介质的不同，弹性波可分为横波和纵波。
横波是垂直于波传播方向的波动，而纵波则是平行于波传播方向的波动。
弹性波在地震波传播中的应用十分广泛。
地震波以弹性波的形式传播，通过地下不同介质的反射和折射，形成地震剖面图像。
地震波在不同类型地下介质中传播时，会发生能量转换和散射，这些过程正是地震勘探中的关键环节。
二、弹性波在地震勘探中的应用地震勘探中，弹性波的传播路径和速度对于解释地下构造非常重要。
通过地震波的传播时间、速度和振幅等信息，可以获得地下岩石的属性和构造特征。
1. 波速分析：利用地震波传播时间和距离的关系，可以计算出地下介质的波速。
不同介质波速的差异，会导致地震波在地下的传播路径发生弯曲和折射，从而使地震波在地下产生反射和折射。
2. 弹性模量测定：地震波在地下介质中的传播速度与介质的弹性模量有关，因此可以通过地震波的传播速度推测介质的弹性模量。
根据地震波传播速度的变化，可以分析地下岩石的力学性质，如硬度、脆性等。
3. 地下构造解释：通过观测地震波的反射和折射特征，可以推断地下岩石的层序和结构。
不同介质的边界会导致地震波的反射，而介质的不均匀性则会引起地震波的折射。
通过对地震波反射和折射的分析，可以获得地下构造的形态和分布。
4. 井下地震监测：井下地震监测是地震波传播特性在井内进行观测的一种方法。
通过在井内观测地震波的传播特性，可以提高地震勘探的精度和分辨率。
5. 地震成像：地震成像是地震波传播特性在地下进行观测和分析的一种手段。
通过将地震波的传播路径和速度转化为地下构造信息，可以生成地震剖面图像，从而获得地下岩石的分布和形态。
地质体各向异性对地震波传播的影响研究
地质体各向异性对地震波传播的影响研究地震是地球上常见的自然现象之一，对人类社会造成了严重的破坏和人员伤亡。
地震波传播的研究对于地震活动的预测和防范具有重要意义。
然而，地质体的各向异性对地震波传播产生了一定影响，这在地震波的传输和衰减过程中表现出来。
本文将对地质体各向异性对地震波传播的影响进行研究。
一、地质体各向异性的定义和分类地质体的各向异性是指其在不同方向上的物理性质不同。
根据地质体的各向异性程度，可以将其分为弹性各向异性和非弹性各向异性。
弹性各向异性是指地质体在应力作用下会产生不同的应变行为，而非弹性各向异性则包括介质的弯曲、拉伸和剪切等非弹性变形。
二、地震波传播与地质体各向异性地震波是由地震源产生的机械波，它在地下的传播过程中会与地质体相互作用，并在传播过程中发生衰减和散射。
地震波在各向异性地质体中的传播特征与各向同性地质体存在差异。
1. 波速偏快现象在各向异性地质体中，地震波的传播速度会出现方向性的差异。
具体而言，在某些方向上波速较快，在其他方向上波速较慢。
这是由于地质体中的晶体、裂缝或岩石层等因素导致地震波在不同方向上的传播速度不同。
2. 极化现象地震波的极化现象是指地震波传播过程中，波动方向会发生变化。
这种现象与地质体的各向异性密切相关。
在各向异性地质体中，地震波的振动方向会随着传播方向的改变而发生旋转或变化。
3. 散射效应地震波在各向异性地质体中的传播过程中往往会发生散射现象。
这是由于地质体中的不均匀性导致地震波在传播过程中受到散射的影响，导致波形的扭曲和衰减。
三、地震波传播中的各向异性模型为了研究地质体各向异性对地震波传播的影响，科学家们提出了一些各向异性模型。
1. 速度各向异性模型速度各向异性模型是通过分析地震波的传播速度和方向性来描述地质体的各向异性。
利用速度各向异性模型，可以更加准确地预测地震波在地下的传播路径和衰减情况。
2. 弹性模量各向异性模型弹性模量各向异性模型是通过考察地质体在不同方向上的应变-应力关系来描述各向异性。
各向异性地震性质的参数估计方法
各向异性地震性质的参数估计方法地震是地球上常见的自然现象，其对人类社会和自然环境都有着重大的影响。
为了更好地理解地震过程和预测地震活动，地震学家通过对地震波传播的研究，发现地震波在不同方向上存在着各向异性的特性。
各向异性指的是地震波在不同方向上传播速度不同或波形形状发生变化的现象。
了解各向异性地震性质的参数估计方法，对于地震学领域的研究和应用具有重要意义。
首先，我们需要了解各向异性地震性质的基本概念。
在地震学中，各向异性主要分为速度各向异性和衰减各向异性两种。
速度各向异性指的是地震波在不同方向传播速度不同的现象，而衰减各向异性指的是地震波在不同方向衰减程度不同的现象。
这些各向异性现象反映了地球内部的介质结构和构造变化，对于地震解释和地球物理勘探等领域具有重要的指导作用。
在研究各向异性地震性质时，我们可以利用地震波的传播路径和特征来估计其参数。
其中一个常用的方法是通过观测地震波在不同方向上的传播时间差来推测速度各向异性的情况。
这可以通过多道地震道数据进行分析，比较地震波到达时间的差异，从而得到速度各向异性的信息。
另外，利用反演方法可以进一步估计出速度各向异性的具体数值，从而更准确地描述地震波传播过程。
衰减各向异性的参数估计较为复杂，需要考虑地震波在不同方向上的传播衰减差异。
这通常需要利用地震波的振幅、频率谱或波形等特征进行分析。
一种常用的方法是考虑地震波的振幅随距离的变化，通过比较不同方向上的振幅衰减情况来估计衰减各向异性的参数。
另外，频率谱和波形的分析也可以提供有关衰减各向异性的信息，从而帮助我们理解地震波在地球内部的传播过程。
除了观测方法外，地震学家还可以借助数值模拟方法来研究各向异性地震性质的参数估计。
通过建立适当的动力学模型和地震源模型，利用计算机模拟地震波的传播过程，可以得到与实际观测数据相符合的结果。
这些数值模拟方法在解释地震波传播机制和预测地震活动方面发挥着重要的作用。
在实际应用中，各向异性地震性质的参数估计方法也被广泛应用于地震勘探和油气勘探领域。
三维各向异性粘弹性正演模拟与转换波衰减补偿的开题报告
三维各向异性粘弹性正演模拟与转换波衰减补偿的开题报告一、研究背景粘弹性是指物质在外力作用下会发生弹性形变和粘滞形变的性质，其在地球物理勘探中具有重要的应用价值。
近年来，随着地球物理勘探技术的不断发展，三维各向异性粘弹性模型的正演模拟成为了研究烃源岩、储层、盐体等的重要手段。
然而，由于粘弹性介质的复杂性，同传统的弹性正演模拟相比，粘弹正演模拟需要考虑较多的物理因素，如泊松比、粘滞系数、弹性模量等，因此对数值方法和计算能力的要求更高。
另外，由于地下介质的异型性、复杂性，地震波的传播和反射会产生转换波的现象，而转换波具有波速快、振幅大、衰减快等特点，因此对于地震勘探的有效性和成像精度影响较大。
为了弥补转换波衰减的影响，目前很多学者正在研究不同的转换波补偿技术。
综上所述，本研究旨在探究三维各向异性粘弹性正演模拟方法，并尝试采用转换波衰减补偿技术来提高地震资料的质量。
二、研究内容本研究的主要内容如下：（1）三维各向异性粘弹性模型的建立及其正演模拟方法的研究。
（2）探究粘弹性介质对地震波传播的影响，分析转换波产生的机理，深入剖析转换波衰减的原因。
（3）尝试采用不同的转换波补偿技术（如正演矩阵滤波、反演矩阵滤波等）来补偿转换波衰减，比较不同技术的效果。
（4）将三维各向异性粘弹性模型和转换波补偿技术应用于实际的地震资料处理中，验证其有效性和可行性。
三、研究意义（1）通过研究三维各向异性粘弹性正演模拟方法，可以更好地描述粘弹性介质对地震波传播的影响，为地震勘探提供更加准确和可靠的地下介质模型。
（2）通过研究转换波衰减补偿技术，可以有效地提高地震资料的质量和分辨率，从而更好地探测地下构造和矿产资源等。
（3）本研究的成果可以为地球物理勘探领域的相关研究提供参考和支撑，也为相关企业和单位提供技术支持和服务。
2007_各向异性粘弹性孔隙介质地震波场伪谱法正演模拟
& > 波场数值模拟
#"$" 伪谱法波场模拟的递推公式 以二维横向各向同性粘弹性孔隙介质中的波场
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杜启振等：各向异性粘弹性孔隙介质地震波场伪谱法正演模拟
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模拟为例 ! ! " ， 在空间域作离散 # 采用傅里叶 !! 变换的方法求解空间导数； 采用二阶精度的中心差 分法求解时间导数， 得到横向各向同性粘弹性孔隙 介质波动方程的伪谱法递推公式
关键词：各向异性，粘弹性，孔隙，伪谱法
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［+］ 建立了方位各向异性介质 粘弹性特征； 张中杰等
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采用有限差分法给出了以各向异性主轴方位为参数的各向异性粘弹性介质波动方程并分别采用有限元法进行了波场模拟但是这些介质模型仅考虑了介质的各向异性和粘弹性特征却忽略了实际介质所具有的孔隙特征理想的介质模型应该能够同时体现出岩石的各向异性粘弹性和地球内部存在流体这三个方面在前人研究的基础上把岩石骨架的粘滞性引入到双相各向异性介质中本文建立了各向异性粘弹性孔隙介质的本构关系导出了地震波在各向异性粘弹性孔隙介质中的波动方程采用伪谱法进行了各向异性粘弹性孔隙介质的波场正演模拟各向异性粘弹性孔隙介质的本构关系和波动方程本构关系用各向异性线性粘弹性流变关系构建的模型适合于描述地震波场的各种现象流变学又称b2
各向异性粘弹性孔隙介质地震波场伪谱法正演模拟 !
杜启振! 刘莲莲 孙晶波
（中国石油大学 （华东） 地球资源与信息学院， 东营 "#$%&’） （"%%$ 年 " 月 "( 日收到； "%%$ 年 ) 月 # 日收到修改稿）
基于谱元法的各向异性黏弹性介质地震波场模拟和分析
基于谱元法的各向异性黏弹性介质地震波场模拟和分析张平;韩立国【摘要】Based on the calculation theory of spectral element method,the authors used the coordinate rotation algorithm to calculate seismic wave field of arbitrary anisotropic viscoelastic medium to understand the characteristics of seismic wave field in complex media.The results of calculation indicate that qSV wave is a shear anelastic deformation and qP wave is expansion of anelastic deformation.Moreover,the quality factor not only affects the amplitude of seismic wave,but also the frequency of propagation.The viscoelastic medium absorbs high-frequency quickly and there is no frequency dispersion in certain frequency range.%基于谱元法计算理论,通过坐标旋转算法实现任意各向异性黏弹性介质中的地震波场计算,研究复合介质中地震波场特征.根据计算结果,qSV波表现为剪切滞弹性形变,qP波表现为膨胀滞弹性形变;品质因子不仅影响地震波振幅,还影响其传播频率;黏弹性介质吸收高频快,在一定频率范围内,黏弹性介质没有频散现象.【期刊名称】《世界地质》【年(卷),期】2017(036)001【总页数】11页(P255-265)【关键词】谱元法;各向异性;黏弹性;品质因子;正演模拟【作者】张平;韩立国【作者单位】吉林大学地球探测科学与技术学院,长春130026;吉林大学地球探测科学与技术学院,长春130026【正文语种】中文【中图分类】P631.443随着勘探技术的发展和实际工作需求，探索更接近于真实地层机理的地震波场传播特征，认识和识别地震波在地层中的传播、衰减特点，能有效地为实际勘探工作提供理论支撑，从而更准确地圈定油气分布范围和评估储量。
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粘弹性和各向异性在地震勘探正演中的应用
【摘要】介质粘弹性和各向异性在地震正演中的应用使得地震波逐渐衰减和频散，不能直接从地震数据上得到准确的地下信息和分辨率更高的图像，基于粘弹性和各向异性的正演模拟接近真实性的描述了地震波的波动学特征，有利于观测系统设计、储层研究以及对地震资料的分析处理解释。
【关键词】粘弹性；各向异性；正演模拟
随着地质勘探对象由简单到复杂油气藏方向的发展，传统水平层均匀介质基础理论上的勘探方法、手段正面临越来越大的挑战。
基于粘弹性和各向异性地质模型的正演方法为我们提供了一种有效、可靠的勘探技术手段，在实际应用中具有重要意义。
地球物理模型是正演模拟技术的基础和前提。
模型建立主要有结构上的构建和和纵波速度、横波速度以及密度地球物理属性。
除此还有模型介质对地震波场的响应，主要表现在粘弹性和各向异性。
常规地震处理技术的理论前提是：大地介质是完全弹性介质，地震波在其中的传播满足达朗贝尔方程，地震波在其传播途中没有能量的损失和波形的畸变。
但是，实际上地表检波器接收到的是有一定延时而且频率很低的地震复合波。
离震源不同距离接收的波谱也不同，这说明大地对地震波有衰减和吸收的作用，对其高频成分，吸收更为严重，导致地震资料的分辨率降低。
在处理分析以及正演过程中我们有必要模拟这种衰减因素对地震波的影响。
1 介质粘弹性
地震波在真实介质中传播与在理想介质中传播不同，介质的粘弹性会损耗地震能量吸收，使振幅衰减并且视频率逐渐降低。
地震波的这种衰减和频散，使得不能直接从地震数据上得到准确的地下信息和分辨率更高的图像。
这种衰减效应主要由地球介质本身的粘弹性所致，与岩性、含流体性质、饱和度以及渗透率等有关，是造成地震反射波高频成分衰减的主要原因之一。
地震波的这种衰减和弥散，使得不能直接从地震数据上得到详细的地下信息和分辨率更高的图像，所以研究地震波在粘弹性介质中传播的性质具有重要意义。
粘弹性介质的正演模拟，对于深入研究地层吸收衰减效应，对于提高分辨率等具有重要意义，是观测系统设计、复杂储层研究、地震资料分析、处理的基础。
2 介质各向异性
地震勘探实践说明了地球内部介质的复杂性。
对于地震勘探而言，地球介质的复杂性主要体现在介质的纵横向非均匀性、各向异性和非线性。
其中，介质各向异性和非线性研究是近年来地震学和勘探地震学领域的研究前沿。
各向异性介
质按其弹性性质变化的程度进行分类，主要分为极端各向异性介质，正交各向异性介质，横向各向同性介质
本文主要考虑最后一种横向各向同性介质，它具有这样的特点：在波长远大于地层厚度的情况下，一个各向同性层序（例如沉积层理）会产生薄层各向异性（亦称周期薄层和极化各向异性）。
由于平行层理的纵波（P波）和水平偏振横波（SH波）的速度远大于垂直层理的速度，对称轴是垂直层理的。
平行于层理的速度较大是因为高速的层段使能量优先传播，而垂直于层理测量时所有小层都影响穿过其地层厚度所花的时间。
3 实例应用
黔渝地区是我国非常规油气资源勘探开发的重要战场，具有南方海相非常规页岩气勘探的代表性，地表起伏较大，切割严重，出露岩性以三叠系-寒武系老地层碳酸岩盐等为主，岩层破碎、风化严重，岩溶发育，非均质变化较大，表土稀薄，激发、接收条件差。
如何获得高品质的原始地震记录，对其勘探开发进程至关重要。
根据该地区已经掌握的地质信息建立黔渝地区某三维模型（图1）并采用基于波前面构建的射线追踪正演计算方法模拟野外地震观测系统设计是比较可靠的技术手段。
在大规模正演前，我们有必要验证模型正演的合理性。
至于正演算法和模型构建在此不多做陈述。
3.1 介质粘弹性验证
本文在正演数值计算精度一致的前提下分别对地质模型的粘弹属性设计为Qp=0，Qp=9。
在模型（6500，1500，0）位置，只保留地质目的层，即模型中第二层和第四层的简单情况下，得到如下图2所示不同的正演结果。
从两正演结果分析得出，粘弹性对地震波的传播有较为明显的影响，频谱降低，频带变窄，分辨能力下降，且地震波的能量也明显衰减，说明通过模型粘弹属性模拟，可以使正演结果尽可能的接近实际情况。
3.2 介质各向异性验证
本文作者在模型中设置横向各向异性因子参数，正演得到如下（图4）不同结果。
从正演得到的单炮来看，单炮远偏移距接收道的时间有较为明显的提前。
地震波速度受到横向各向异性的影响而改变。
通过合理的地质模型构建以及地球岩石物理参数的设计，正演得到该地区的正演剖面。
从上图（5）说明在同一地质模型下，不同介质参数正演得到的剖面有明显区别。
带有介质粘弹性和各向异性的正演剖面较真实的反应实际情况。
上图（右）为真实采集资料的叠加剖面频率、信噪比较低。
4 结论与建议
本文通过对黔渝地区某地质模型下不同岩石物理参数的地震波正演模拟充分说明了粘弹性和各向异性在实际应用中的效果。
证明带有衰减因素的地质模型正演结果更能说明实际情况，为后续的论证工作提供了较为坚实的基础，并在该地区通过基于带有粘弹性和各向异性正演模拟的观测系统设计在实际采集项目中取得了较好第一手资料。
目前研究介质粘弹性工作做了很多，但是在实际应用中还不是很普及。
粘弹性介质的正演模拟，对于深入研究地层吸收衰减效应，对于提高分辨率等具有重要意义，对观测系统设计、复杂储层研究、地震资料分析、处理有较大的帮助，面对目前油气勘探的复杂性、隐蔽性有必要在应用中充分的考虑到地质粘弹性对地质成像的影响。
参考文献：
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