第七讲正演模拟技术
地震波动方程方向行波波场分离正演数值模拟与逆时成像
地震波动方程方向行波波场分离正演数值模拟与逆时成像陈可洋;陈树民;李来林;吴清岭;范兴才;刘振宽【摘要】为了进一步提高对地震波传播规律的认识,将波印廷矢量引入到二维地震波动方程方向行波波场分离正演数值模拟中.根据地震波波印廷矢量的波场数值特征,实现了对全地震波场中左行波、右行波、上行波和下行波波场的自动识别与分离.以均匀介质模型、倾斜界面模型以及Marmousi模型为例,开展了相应的数值模拟实验与逆时成像处理.计算结果表明,该方法准确有效,能够实现任意时刻波场快照中方向行波的波场分离,并合成分别由左行波、右行波、上行波和下行波形成的波场快照与数值模拟记录.该方法简单易行,计算量较小,对实际地震资料中方向行波波场的识别、分离、成像及验证具有一定的应用价值.【期刊名称】《岩性油气藏》【年(卷),期】2014(026)004【总页数】7页(P130-136)【关键词】地震波动方程;正演模拟;单程波;波场分离;波印廷矢量;逆时成像【作者】陈可洋;陈树民;李来林;吴清岭;范兴才;刘振宽【作者单位】中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,黑龙江大庆163712;中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,黑龙江大庆163712;中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,黑龙江大庆163712;中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,黑龙江大庆163712;中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,黑龙江大庆163712;中国石油大庆油田有限责任公司勘探事业部,黑龙江大庆163453【正文语种】中文【中图分类】P631.40 引言地震波正演数值模拟技术一直是国际地球物理学界的热点内容之一。
随着地震波动理论和计算机技术的不断发展，自20世纪60年代以来该项技术便得到了飞速发展，其中采用波动方程的地震波数值模拟技术能更好地保持地震波的几何学、运动学和动力学等特征，因此可达到精确模拟地震波传播规律的目的［1］。
大地电磁occam反演流程
大地电磁occam反演流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!大地电磁occam反演流程一、OCCAM反演流程概述OCCAM反演是一种广泛应用于大地电磁(MT)数据解释的稳定收敛的反演方法。
基于测井资料的岩石物理学正反演技术
基于测井资料的岩石物理学正反演技术曹磊;杨刚【摘要】Based on integrated utilization of the logging,seismic and geological data and taking the petrophysics analysis of single or multi-wells as the starting point, in combination with seismic horizons,the authors used logging curves to establish reservoir elastic model for forward simulation, made a comprehensive analysis of the response characteristics of reservoir/oil-gas geophysics, and conducted rapid color inversion. The results obtained can not only verify the achievements of seismic interpretation but also be comparable with the inversion of impedance. This technology shows a good application effect in Sujiatun area.%综合利用测井、地震、地质资料,以多口井岩石物理分析为基础,结合地震解释层位,通过对测井曲线储层岩石参数的分析解释,建立油藏模型,进行弹性波动方程正演模拟,并综合分析储层与油气地球物理响应特征,快速进行有色反演,其结果不仅可以对地震解释成果进行验证,而且可以对基于地震的波阻抗反演结果进行比较.本方法在苏家屯地区的应用得到较好的效果.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2013(037)001【总页数】4页(P171-174)【关键词】岩石物理学;正演模拟;有色反演【作者】曹磊;杨刚【作者单位】中国石化东北油气分公司勘探开发研究院,吉林长春 130062;中国石化东北油气分公司勘探开发研究院,吉林长春 130062【正文语种】中文【中图分类】P631.4目前，统计岩石物理学已经成为量化地震储层描述的一种新方法，其目的是帮助建立流体类型与地震特征的定量联系，通过岩石速度与密度将岩石各种物理性质与反射波联系起来，是利用地震反射波研究储层性质的一种有效和可靠途径。
正、反演(文字部分)
一、地震正演模型的基本概念
正演模型 （模拟） 反演模型 （反演） 地震响应 反演计算 地质模型
输入 地质模型
处理 模型计算
输出 地震响应
正演模型基本概念：利用计算机数值模拟方法来 获得已知 地质体的地震响应特征。从而指导地 震资料的构造与岩性解释。
2、地震数学模型
按一定的假设条件设计一个地下地质体模 型（包括地质体的几何形态和物性参数）， 用计算机计算按一定的方式进行观测时由这 个地质体产生的地震相应。
主要优点：改变模型参数方便，选用计算方法
灵活，模型制作简单。 主要缺点：对实际地质体进行了简化，难以精
确地反映复杂地质体真实的情况。
3、地震数学模型的主要模拟方法
1 ri i 1i 1 ii 1 ri
反演—合成声波测井
用Gardner公式从波阻抗中分离 出速度和密度。
地震记录的形成和反演原理
地震反演的基本原理
地震正演：
s(t)=b(t)*r(t)+n(t)
其中，s(t)—地震记录
b(t)—地震子波 r(t)—反射系数， n(t)—噪声 地震反演：r(t) = s(t) * a(t)， a(t)—反子波 频率域：A(f).B(f)=1 B(f) 、 A(f) 分别为地震子波与反子波的频谱
地震正演模型分类
按对地质体变化的假设方式和观测方式分类 一维地震模型 二维地震模型
三维地震模型
• 1. 地震物理模型
•
用一定的材料，按一定的比例，制造出与 实际地质构造在形态、结构和物性等主要特征 相当的物理模型，并在实验室里对该物理模型 按一定的模拟相似比进行模拟地震记录，用以 研究地震勘探的野外采集方法技术，地震资料 处理和解释的理论与实际问题的研究。
自然电场三维有限元正演模拟
自然电场三维有限元正演模拟周竹生; 朱海伦; 谢静; 刘思琴; 杨阳【期刊名称】《《成都理工大学学报（自然科学版）》》【年(卷),期】2019(046)006【总页数】8页(P754-761)【关键词】剖分技术; 自然电场; 正演模拟; 三维有限元; 复杂地形【作者】周竹生; 朱海伦; 谢静; 刘思琴; 杨阳【作者单位】中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083; 山西省煤炭地质物探测绘院山西晋中030600【正文语种】中文【中图分类】P631.321起伏地形对地表电位分布的影响较大，研究起伏地形引起的电位假异常是电法勘探理论发展的需要[1-4]。
目前直流电法二维正反演技术已相当成熟，也开展了大量的三维正反演研究工作并取得了显著成果；但复杂地形条件下的三维正反演研究仍有探索空间。
正演是反演的基础，开展快速、高精度的正演模拟工作，有助于反演技术的发展。
常规的正演模拟方法，如有限单元法、有限体积法、有限差分法等，通过简化实际地电模型实现正演模拟过程，以更好地认识地下异常体的地表异常响应。
其中有限单元方法模拟精度高、求解简易且规范、自动满足内部边界条件，适于各种复杂的物性分布情况，是一种实用高效并应用广泛的正演模拟方法 [5-9]。
单元网格剖分是正演模拟的核心工作，研究网格剖分方法对建立有限元模型至关重要。
目前常规的结构化网格剖分技术仍以六面体为基础单元。
规则六面体剖分只适用于水平地形条件下的三维正演模拟，一定程度上限制了三维有限元的发展和应用。
熊彬等首先提出先将研究区域进行一级六面体剖分，再将六面体二级剖分为6个四面体，对四面体添加地形数据，以完成三维复杂地形条件下的有限元正演模拟[10]；在此基础上，吕玉增等提出一种四面体网格交叉剖分技术，并将六面体的二级剖分减少为5个四面体[11]。
但以上两种剖分技术必须满足四面体单元交叉分布，才能保证模拟误差呈对称性分布。
强建科提出任意三棱柱单元剖分方式，该三棱柱包含地形特征，能有效贴合起伏地形，成功实现复杂地形条件下的三维有限元正演模拟[12]；但该剖分技术必须满足模型的顶底界面平行，不利于模型的建立，且对模拟精度有一定影响。
地球物理正反演理论(正演部分)
正演理论方法
正演理论方法
•地震波场正演数值计算
正演理论方法
正演理论方法
正演理论方法
正演理论方法
正演理论方法
正演理论方法
正演理论方法
正演理论方法
正演理论方法
正演理论方法
正演理论方法
正演理论方法
正演理论方法
正演理论方法
正演理论方法
正演理论方法
•算例演示’s Principle
Diffractions
正演理论方法
Huygen’s Principle
Diffractions
正演理论方法
•地震波与岩石物性
•岩石性质与地震波速度 •与岩石性质关系
正演理论方法
•地震波与岩石物性
•岩石性质与地震波速度 •与孔隙度关系
正演理论方法
Diffractions
正演理论方法
Huygen’s Principle
Diffractions
正演理论方法
Huygen’s Principle
Diffractions
正演理论方法
Huygen’s Principle
Diffractions
正演理论方法
Huygen’s Principle
Diffractions
•速度和密度资料的获取 •地震子波的选取
正演理论方法
正演理论方法
•一维模型计算（人工合成地震记录）
•计算合成地震记录
正演理论方法
正演理论方法
正演理论方法
•一维模型计算（人工合成地震记录）
•考虑透过系数合成地震记录（自学） •考虑多次波和透过系数合成地震记录（自学）
正演理论方法
•波动方程克希霍夫积分解
地震解释7地震属性分析技术及其应用
如：交会分析，回归分析，地质统计分析等
6
6
一.地震属性的概述 2.地震属性技术的发展历程
地震剖面的彩色显示（Balch，1971；Anstey，1972）
Balch的成果被称为一个用颜色进行地震资料分析的时代的开始。 Anstey代表了把颜色和属性引入地震世界的里程碑。 亮点技术（Anstey，1972） 包括超强振幅、平点、频率损失、反射时间下弯、时间阴影、 极性倒转、暗点、低频阴影、Q 属性，…… 复地震道分析技术（Taner，1976）
振 幅 类
瞬 时 类
频 谱 类
层 序 类
非 线 性 类
21
21
二.地震属性的分类
用于隐蔽型油气藏研究的具体属性参数表
（五大类46个属性参数）
22
22
二.地震属性的分类
振幅类属 瞬时类属 性 性
反映了岩石波 阻抗差、地层 厚度、岩石成 分、地层压力、 孔隙度及含流 体成分的变化。 基于小波变换 的实部与虚部 提取。 某一道能量在 给定时刻的稳 定性、平滑性 和极性变化的 一种度量。 给定时刻信号 的复能量密度 函数（即功率 ）的初始瞬间 中心频率（均 值）的一种度 量。
能 量
比 率
17
17
根据波运动学/动力学特征进行的地震属性分类(Quincy Chen)
振
瞬时真振幅 瞬时振幅积分 瞬时真振幅乘以瞬时相位 的余弦 反射强度 基于分贝的反射强度 反射强度的中值滤波能量 反射强度基于分贝的能量 反射强度的斜率 滤波反射强度乘以瞬时相 位的余弦
幅
波
视极性
形
频
瞬时振幅
率
①瞬时振幅对声阻抗中的变化敏感，所以对岩性、孔隙度、烃和薄层调谐也很敏感 ②瞬时相位对追踪反射层连续性很有用处，所以可以用来探测不整合、断层和地层的横向变化
煤田采区三维地震勘探技术及发展趋势
煤田采区三维地震勘探技术及发展趋势
尚晓光
河 北 煤 田地 质 局 物 测地 质 队 ， 河 北邢 台 ０ ４ ０ ５００
摘 要 介 绍 了煤 田三 维 地 震 勘探 工作 在 设 计 、 采 集 、处理 、解释技 术 所取得 的成 果及 最新研
５ 煤 田三 维地 震勘探 技术 的发 展趋 势
据 专家预 测 ，￣ ２ ２ 年 ￣ ２ ５ 年 ，我 国 ｜ ｔ００ １ ０ ０ 煤炭 占一次 性能 源 的 比重 分 别为 ６ ％￣ ５ ％ ８ Ｈ０ 左右 。 因此 ，随 着 国 民经 济 的 持 续 快 速 发 展 ，对 煤炭 的需 求量 Ｉ益 增加 ，煤炭 业将 ｑ 继续 走可持 续发 展 的道路 。 煤 田 三 维 地 震 勘 探 主 要 是 查 明 构 造 和 进行 储 层预 测 ，得 到煤 层的开 采及矿 方 的验 证 ，使我 们在地 震 资料采 集 、处理 和解 释方 面积 累丰 富的 经验 ，从而 不断 地推 动煤 田 维地 震勘 探技 术的 发展 。煤 田三维 地震 勘探 技 术的 发展趋 势有 以 下几点 。 ５ １全 波三维 地震 勘探 是发展 方 Ｉ ． 地 震 勘 探 的 方 法 从 横 波 勘 探 ，纵 波 勘 探 ，横 、纵 波联 合勘探 ，多波 多分量勘 探转 向 多分 量转 换波 勘探 ，从 单 一的 波源 到 多波 ． 及转换 波的 勘探 ，根据 地震 波的 传播 理论 和 地质规 律 ，得 出 目标地 层的赋存 情 况以及 目 标地 层附近 的构 造情 况 。 纵 波 或 横 波 地 震 勘 探 条 件 是 地 下 均 各 向同性 半无 限弹性 空 间的理论 。地下 介质 实 际上是 不均 匀的 、各性 异性 的 、不是 完全 弹性 的 。这样 所造 成的 各种 复杂 反射 、折射 和 透射现 象 ，用 一 分量 地震 勘探 很难分 析 。 所 以分 别用 横波和 纵波 的震 源激 发 ，用 三分 量 检波 器接 收 ，得 到九 个分 量的 全波地 震记 录 。 可以利 用传播 时 间比 、纵横 速度 比 、振 幅比 等来研 究岩 石孔 隙度 的变化 ，也 可以利 用横 波分 裂现象 研究 介质 的 各向异性 ，使 地 震 勘 探 有 勘 探 构造 阶段 过 渡 到 勘 探 岩 性 阶 段 ，全三 维地描 述地 球 内部 的地 层地 质 赋存 结构 及岩 性参 数 ，为矿 井高 产 、高 效提 供可 靠 的地 质保障 。 ５２ 进行 高精 度地震 解 释 ． 利 用地震 资料 处理 成果 ，结 合地 质 、钻 探 、测 井及其 他物 探资 料 ，根据 地震 波的 传 播 理论 和地 质规 律 ，进 行高 精度 地震 解释 。 随 着计 算机性 能 的提 高和可 视化 解释 软件 的 升 级 ，当今 解释 技术 的发 展趋 向是微 机群 ， 即用 于解释 的微 机群 有两 种 ：一 种是 联机 并 行 机群 ，用于 大 量 的 计 算 和 三维 町视 化 分 析 ；另一 种是分 布式 机群 ，人 手 一台 ，通过 网络 精细 地解 释研 究 。 下转 第５ 页 ５
地震正演课程设计
地震正演课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生了解地震波的传播原理，掌握正演模拟的基本概念。
2. 使学生理解地震正演在地质勘探和地震预测中的应用，了解相关技术发展。
3. 帮助学生掌握地震正演模拟的基本步骤，了解影响正演结果的各种因素。
技能目标：1. 培养学生运用地震正演模拟方法分析地质结构的能力。
2. 提高学生运用地震正演软件进行数据处理和分析的技能。
3. 培养学生通过团队合作，解决实际地震正演问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对地球科学研究的兴趣，激发探索自然现象的热情。
2. 增强学生的环境保护意识，认识到地震预测和防范的重要性。
3. 培养学生尊重科学、严谨求实的态度，树立正确的价值观。
本课程针对高年级学生，结合地震学原理和实际应用，注重培养学生的理论知识和实践技能。
课程目标旨在帮助学生深入理解地震正演技术，提高解决实际问题的能力，同时培养学生的科学素养和责任感。
在教学过程中，教师需关注学生的个体差异，因材施教，确保课程目标的实现。
通过本课程的学习，学生将具备地震正演模拟的基本能力，为地质勘探和地震预测工作打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 地震波传播原理：介绍地震波的类型、传播速度、反射折射现象等基本概念，重点讲解地震波在地下介质中的传播规律。
教学内容：地震波分类、传播速度、反射折射定律、折射率、反射系数等。
2. 地震正演模拟方法：讲解正演模拟的基本原理，介绍常见的正演方法及其优缺点。
教学内容：正演模拟原理、射线理论正演、波动方程正演、有限差分法、有限元法、边界元法等。
3. 地震正演应用与案例分析：分析地震正演在地质勘探和地震预测中的应用，结合实际案例，让学生了解正演技术在解决实际问题中的具体运用。
教学内容：正演在地质勘探中的应用、正演在地震预测中的应用、国内外典型地震正演案例分析。
教学安排与进度：1. 第一周：地震波传播原理2. 第二周：地震正演模拟方法3. 第三周：地震正演应用与案例分析教材章节：《地震勘探原理》第三章 地震波传播理论，第四章 地震正演模拟，第五章 地震数据处理与应用。
二维地震正演模拟方法技术研究
二维地震正演模拟方法技术研究一、本文概述随着地球物理学的深入发展和油气勘探的不断推进，二维地震正演模拟方法技术在地震勘探领域的应用越来越广泛。
该技术通过模拟地震波在地下介质中的传播过程，为地震资料解释、储层预测和油气勘探提供重要的理论支撑和实践指导。
本文旨在深入研究二维地震正演模拟方法技术，探讨其基本原理、发展历程以及当前的研究热点和难点，为进一步提高地震勘探的精度和效率提供理论支持和技术保障。
本文将对二维地震正演模拟方法技术的基本概念进行阐述，包括其定义、特点以及应用领域等。
接着，回顾二维地震正演模拟方法技术的发展历程，分析其在不同阶段的主要特点和优缺点。
在此基础上，重点探讨当前二维地震正演模拟方法技术面临的主要挑战和难点，如复杂地质条件下的模拟精度问题、大规模计算的效率问题等。
针对这些挑战和难点，本文将进一步分析现有的解决方案和发展趋势，如基于高性能计算的并行化技术、基于人工智能的反演方法等。
同时，结合具体的应用案例，分析二维地震正演模拟方法技术在油气勘探、矿产资源调查等领域的实际应用效果，以验证其有效性和可靠性。
本文将对二维地震正演模拟方法技术的未来发展进行展望，提出可能的研究方向和应用前景。
通过本文的研究，旨在为推动二维地震正演模拟方法技术的发展和应用提供有益的参考和借鉴。
二、二维地震正演模拟理论基础二维地震正演模拟是地球物理学中一种重要的方法，其理论基础主要基于波动方程和地震波的传播原理。
在二维空间中，地震波的传播受到介质速度、密度、弹性等因素的影响，这些因素决定了波场的空间分布和时间变化。
理解和应用波动方程是二维地震正演模拟的关键。
波动方程是描述波在介质中传播的基本方程，对于地震波而言，常用的波动方程有弹性波方程和声波方程。
在二维正演模拟中，我们通常采用声波方程，因为它相对简单且能够较好地模拟地震波的主要特征。
声波方程描述了声波在弹性介质中的传播规律，包括波速、振幅、相位等参数的变化。
浅谈地球物理勘探技术中的三维地震勘探技术
浅谈地球物理勘探技术中的三维地震勘探技术摘要：基于煤矿采区三维地震解释成果与实际揭露地质现象仍然存在一定差距的实际情况，通过分析煤田三维地震数据采集、资料处理及地质解释过程，提出一些实际工作中的注意事项，为煤田三维地震勘探工程中的相关技术人员提供参考资料。
关键词：地球物理；勘探技术；地震勘探；技术分析随着浅层煤炭资源的开采完成，煤矿开采深度在不断地加深，地质条件也越来越复杂。
随着煤矿安全、高效生产的需要，采区三维勘探技术成为详细查明小断层、陷落柱、采空区、煤厚变化等地质资料的有效手段。
三维地震勘探具备成本低、分辨率高等特点，能够为煤矿的安全、高效生产提供有利支持。
1三维地震勘探原理三维地震勘探是指：在三维空间中，采用炸药或震源车等方式进行激发，产生振动波（弹性波），通过研究地震波在地层中的传播规律，以查明地质构造，确定油气、矿石、水、地热资源等矿藏赋存位置的一种技术方法。
2煤田三维地震勘探技术主要步骤2.1野外地震数据采集煤田勘探工作，大部分是在野外进行，在野外进行工作时，我们通常是利用地震勘探数据采集器进行数据采集，采集的目的层一般为煤系地层。
煤田勘探过程中需确保数据采集的准确性，这样才能够保障下一步工作的顺利进行，这对于安全生产及经济收益的提高，都具有巨大的现实意义。
野外勘测地震数据采集需要工作人员采集数据的同时，对于各个钻孔位置、深度及炸药量都要进行周密计划和管理。
将炸药放在预先计划好的位置上，同时对各个位置进行记录，在炸药被引爆之后，会产生非常强大的地震波，利用地震波的反射来获取地质结构资料。
2.2数据勘探作业处理煤矿勘探原本就是一项复杂又难度较高的工作，三维地震勘探技术在煤田勘探的应用过程中，也必然会面临很多综合性问题，这就使得数据的获取及处理难度更大。
地震勘探工作具有一定的特殊性，它的每一个步骤的工作既需要具有一定独立性，又要能够与其它各个环节相互联系和配合，彼此之间是相互协作，相辅相成的关系。
最新Tesseral+2D正演模拟培训讲义
FOLLOW ME （正演模拟培训讲义）从一个bmp 文件建立一个模型并进行全波场模拟:（一）粘贴一个bmp 文件1、给一个深度比例尺的速度—深度模型图在画图软件中把模型的比例尺和范围做准，并输出一个bmp 格式文件备用。
2、在工具条上点击 打开Tesseral 主界面（图1），并填写正确的顶、底、左、右坐标，并在Surface 组参数中选“Invisible ”不可见地表 ，如果是地震(声波)波场模拟，地表一定不能出现。
“Invisible ”表示上行波将不再向下反射回到该模型按“确定”后，在删掉跳出的物理参数填写表后，出现一个空白的坐标网格图（图2）。
图1 图23、在工具条上选择 点左键光标变为多边形，表示可以开始画图。
手工在屏幕上画多边形请看”Tutorial-Hinds&Kuzmiski May 2002”。
现在讲如何从一个bmp 文件描绘一个模型。
从坐标外的一点开始，画一个矩形后双击，出现一个红色边界的矩形框后出现参数表，可以不填，点击“确定”，则完成了一个空白的矩形的建立（图3）。
4．点击打开文件，再点击Picture Files ，选出准备好的bmp 文件（图4）。
图3 图45．文件显示的窗口中，确认所选的顶、底、左、右坐标无误后，点击OK（图5）。
6．bmp文件就以正确的比例贴在Tesseral 的绘多边形的窗口上（图6）。
图5图6（二）描绘多边形1．开始描绘第一个多边形，从左侧的坐标线外起始，然后精细地用鼠标描绘地形线到坐标的右侧外点一下，然后下拉到底部，点一下，再向左下角拉线，点一下，然后双击左键矩形封闭。
在出现的参数表上填写第一层的参数2800米，其余用缺省值（图7）。
2．完成后点击OK，第一个多边形则做好了（图8）。
图7图83．为了看清楚原图的线，也可以选用 消色键（图9）。
4．画以下的多边形，原则是整的多边形从坐标线外起始画，内部多边形在某一个多边形内部封闭，当两个多边形重叠以最上面呈现的部分有效，压在下面的失效（每个多边形的参数表，你都填写正确的P 波参数，其余用缺省值，原则是从上到下，从整到零。
地震槽波勘探技术原理
地震槽波勘探技术原理一、槽波原理及特征1.1 槽波形成原理矿井地下工作面指的是开采地下煤矿所设置的开采区域，矿井与各个地下工作面的位置关系如图1所示，由矿井井口可以下到联络巷，从而可以到达地下的各个采煤区域，即不同的工作面。
图 1 矿井及地下工作面位置示意图一个标准的工作面由四面围成，包括左右两侧的回风巷和进风巷（或者运输巷，两条巷道的名字根据矿方命名），与矿井联系的联络大巷，以及切眼。
其中切眼处连接采煤机，从而由切眼向联络大巷回采煤矿。
图2为工作面的平面展布示意图。
一个工作面赋存在地层中间，其上部顶板和下部底板分别由不同岩性的岩石层构成，与工作面内的煤层在地质和物理属性上存在差异。
在工作面回采过程中，一些特殊的地质构造会造成回采风险，威胁人身安全。
因此，提前预知危险地带是煤矿勘探的一个有意义的工作，而独特的工作面赋存状态为该工作提供了契机，我们利用相应的地球物理属性完成勘探工作。
图 2 工作面示意图由理论经验所知，工作面内的煤层纵波速度为1500-2500m/s，密度为1.0-2.0，顶板和底板多为砂岩页岩，其纵波速度大约为2500-3500m/s，密度为2.5-3.5。
顶板底版波阻抗为煤的3-5倍（图3）。
两种高波阻抗介质中夹一层低阻抗介质，而煤层和顶板、底板之间的反射系数很大，一般在0.4-0.6，或者更大，导致煤层中激发的地震波大部分能量在顶、底界面之间来回反射并干涉，从而形成一种特殊的地震波——槽波，形成机理如图4所示。
图 3 煤层与顶底板的波速、密度和阻抗差异图 4 煤层中的波传播，横(s)纵(p)波经过反射、干扰、叠加，形成特殊的导波1.2 槽波的特征槽波为一种柱面波，分为两种类型：（1）Rayligh型槽波，是p波和sv波叠加干涉形成，在x和z方向都有分量，主要为与传播方向一致的z方向；（2）Love 型槽波，主要由顶板反射回的sh波和底板反射回的sh波叠加干涉形成，在x和z方向都有分量，主要为与传播方向垂直的x方向（图5）。
模型正演技术在复杂构造解释中的应用
缸 科 技 ２ １年第５ ０２ 期
模 型正演技 术在 复杂构造解 释 中的应用
陈 先 红 ① 王 树 华 ① ②
① 胜 利 油 田物 探 研 究 院 ２ ７ ２ 山 东 东 营 ；② 胜 利 油 田西 部 新 区 研 究 中 心 ５ ０２
摘 要 针对地下构造复杂 ，地表地 震条件不好 ，地震 资料 品质 差的复杂地 区，如何确 定地震 构造样式 、落实构造 圈闭，一直是 复杂构造解释的难题。应 用模型正演技术 ，通过设 置观察 系统、地质建模 、速度建模 ，利 用射 线追踪或 波动 方程模 拟地 震成像 。通过 对准噶 尔盆地西北缘哈拉 阿特 山构造 带的应 用表 明，该技术有助 于勘探初期地震解释方案 的确定 。 关 键 词 复 杂构 造 模 型 波 动 方 程 正 演 构造 样 式 速 度 分 析
１ 地 质 模 型 建 立
１１ 模 型 地 质 层 位 标 定 ．
由ｌ多个古生 界断块叠 加而成 的双重构造 ，双重构造内的各断块均表 ０ 现 为断层转折褶 皱 ，它 们是潜在 的勘探 目标群 】 。陈刚教授提 出走 滑单剪的构造解释模式 ， 为哈山及 其前缘 变形带总体表现为早期逆 认 冲推覆与后期走滑 图冲断复合叠 加的非对称半花状 构造样式 ，且具有 东西分段 的特点 。在充分 吸收前 人成果 的基础 上 ，我们以原始地震资 料为基础 ，结合资料 的属性分析 、时频 分析 等成果 ，给出了初步地震
为提 高正演的真实性 ， 次地震波动方程正演模拟 ，采用了 当时 本 野外 实际采集的观测系统 ：中间放炮 ，点震源激发 ， 间距２ ｍ，总 道 ５ 共３ ８ ，采样间隔２ ｓ ８道 ｍ ，采样点数３０ ， ００ 子波 的激发频率为３ Ｈ 。根 ０ｚ 据需要正演 的资料 的实 际情况 ，在可选用的地震波动方程 中采用了 中 小规模 的声 波方程模型 。声波方程模 型仅考虑纵波速度和密度特性 ， 计算速度较快 。其 计算速 度比垂直入 射模型慢 ，比弹性波方程模型要 快 ，基本达 到了我 们的要 求。本次正演采用的具体的模型参数为网格
地震波传播正演模拟方法和装置
地震波传播正演模拟方法和装置地震是一种对人类社会具有巨大破坏力的自然灾害，为了更好地理解地震的发生机制、预测地震的影响以及进行有效的抗震设计，地震波传播的研究显得至关重要。
地震波传播正演模拟作为一种重要的研究手段，可以帮助我们深入了解地震波在地下介质中的传播规律。
地震波传播正演模拟方法主要基于物理学原理和数学模型来描述地震波在地下的传播过程。
常见的方法包括有限差分法、有限元法和射线追踪法等。
有限差分法是一种应用广泛的数值方法。
它通过将求解区域划分为网格，然后对波动方程进行离散化处理，用差分格式近似替代微分方程中的导数项，从而得到一组代数方程。
通过求解这组代数方程，可以得到地震波在各个网格点上的数值解。
有限差分法的优点是计算效率较高，适用于处理大规模的计算问题。
但其精度在复杂介质中可能会受到一定限制。
有限元法是另一种重要的数值方法。
它将求解区域划分为有限个单元，通过构建单元的插值函数来近似表示波场。
然后，基于变分原理将波动方程转化为一个泛函的极值问题，从而得到一组线性方程组。
有限元法在处理复杂几何形状和非均匀介质时具有优势，能够较好地模拟波的散射和折射现象，但计算量相对较大。
射线追踪法是一种基于几何光学原理的方法。
它通过追踪地震波传播的射线路径来计算波的传播时间和振幅。
这种方法计算效率高，尤其适用于长距离传播和高频波的模拟。
但射线追踪法在处理波的衍射和散射等现象时存在一定的局限性。
除了上述方法，还有一些其他的正演模拟方法，如谱元法、伪谱法等，它们在不同的应用场景中都发挥着各自的作用。
在地震波传播正演模拟中，装置的选择和应用也非常关键。
高性能计算机是实现大规模模拟计算的重要工具。
强大的计算能力和存储容量能够支持处理复杂的模型和大量的数据。
同时，专业的地震模拟软件也是不可或缺的。
这些软件通常集成了各种正演模拟方法，并提供了友好的用户界面和丰富的后处理功能，方便研究人员进行模型构建、参数设置和结果分析。
三维波动方程正演技术在地震采集施工方法设计优化中的应用
２ 三 维 波 动 方 程 正 演 模 拟 对 采 集 施 工 方 法 优 化 设 计 及 验 证
针对 苏北 盆地 勘探 部署 几 上几 下 的 困难 地 区 ，即面积 超过 ｌ ｋ 的 Ｊ 城 区提 出基于地 质 目标 的三 Ｏ ｍ。 Ｈ 维波 动方 程 正演模 拟 及采 集方 法设 计 优化 研究 ，希望 通过 三 维地震 波 场模 拟来 指导 和 验证地 震采 集施 工
果 不符 合地震 波 的动 力学 特 征 ，针对 复 杂地质 构 造会 出现 盲 区 。为此 ，应 用 地震 波 的运 动学 和动力 学原 理 ，计算 给 定地质 模 型 的地震 响应 ，以准 确分 析 油气 藏地 震 波 的波场 特征 即三维 波动 方程 正演 ，是 地球
物理 学 家一 直努力 的 目标
・１９・ ９
三 维 波 动 方 程 正 演 技 术 在 地 震 采 集 施 工 方 法 设 计 优 化 中 的 应 用
成云 要苎魏 一，
，
燕 ，徐 继 伟
， 蔫 江石勘局球理探，苏州２７ 璧 曼 （ ～ 地物勘处江扬２０ 苏油探……一 … … ～ … ５） ０ 一～ … …
按 照反射 和 透射规 律 将波 场分 解 为上 行 波和 下行 波 ，即反 射 波和 透射 波 。该方 法有 两 个优 点 ，一是计 算 速度 较其 他数 值算 法 如有 限差 分法 、有 限元法 等 要快 ；二 是节 省 内存 ，对 于 二维 问题 ，只需 要若 干个 一
维数 组存 储 波场 ；对 于 三维 问题 ，只需要 若 干个 二维 数组 存储 波 场 ，即可 完成 正演 计算 ，正确模 拟 一次
采空区地震波场的正演模拟
波在采空区中可 以进行传播。而且 由于采空区与未采 煤层 以及煤 层顶 底板 以及 围岩 具 有 一定 规 模 的 速度 和 密度 差异也 即波 阻抗差 异 ， 一差 异会 在地震 波场 中引 这
表 １ 采空区模型观测 系统参数表
＊ 收 稿 日期 ：０ ２０ —７ ２ １ —２１
第一作者简介 ： 冯冲（ ９６） 男 （ １ ８一 ， 汉族）吉林 四平人 ， ， 助理工程师， 现从事地球物理勘探管理工作 。
Ｐ Ａ数值模拟分析［］ 陕西煤炭 ，０ １４ ：５２ ． Ｊ． ２ １ （ ） ２—７
Ｅ Ｏ Ｓｈ ｄｋ ｌ］ ｃ ｍｉｔｅＲＨ， ａｔｉＥ ．Ｔ ｅ ｌｎ－ｅｍ ｔｅｇｈ ｏ Ｌ ｉ Ｚ ｈ ｏ ｇｔｒ ｓｒｎ ｔ ｆ ａ ｌ ｄ ｂ ｎ ｅ ｒｎｔ ［ ］ Ｉｔ Ｊ Ｒｏｋ Ｍｅｈ ｎ ｃ ａ ｕ ｏ ｎｔｇａ ｉ Ｊ ． ｎ． ． ｃ ｃ．Ｍｉ ｃ ｅ ．Ｓ Ｌ
立 了 ２大类 采空 区 的地 质结 构模 型 ， 即以无塌 陷 的空洞 形 式存 在 的采 空 区模 型和 以有塌 陷 的垂 直 “ 三带 ” 结 式 构存 在 的采空 区模 型 。
１ 观 测 系统 参数 （ 见表 １ ）
２ 采 空 区模 型各 地层及 地质 体物 性参数 （ 见表 ２ ） ３ 采 空 区地 质结构 模型
大学 学报 ： 自然科学版 ，９ ９ ５ ：５ —５． １９ （） ４ ６４ ８
［ ］ 蒋金泉 ， ８ 曲华 ， 刘传孝． 巷道 围岩弱结构灾变 失稳与破 坏 区 域形态 的奇异性Ｅ］ 岩石力 学与 工程学报 ， ０ ５ ２ （ ８ ： Ｊ． ２０ ，４ １ ）
３ ７ —３ ７ ３ ３３ ７ ．
关 键词 ： 空 区； 采 正演模 拟 ； 地震 勘探
地球物理正反演方法
地球物理正反演方法姓名:班级：学号：时间:2012.9.12参考文献：1.聂勋碧等. 有限元一虚谱法混合法正演模拟. 八十年代中国地球物理学进展，学术书刊出版社，1989,502~5102.Bir ch F. The velocit y o f compressio nal w aves in r ocks to 10kb. J Geop hy s, 1961, 66: 2199～22243.王山山等. 混合法双程无反射波动方程偏移.石油地球物理勘探，1 9 93 , 2 8 (5 ) : 53 6 ~ 5423.Cer jan C, Ko sloff D, Kosloff R a nd Reshef M . A no nreflecting bo undary co ndit ion for discr ete acousticw av e and elastic-w ave eqation. Geop hy sics, 1985, 50: 705～708正演模拟在地球物理勘探研究中，根据地质体的形状、产状和物性数据，通过构造数学模型计算得到其理论值（数学模拟），或通过构造实体模型来观测模型所产生的地球物理效应的数值（物理模拟）叫做正演模拟。
在地球物理资料解释过程中，常常利用正演模拟结果与实际地球物理勘探资料进行比较，不断修正模型，使模拟结果与实际资料尽可能地接近，进而使解释结果更接近客观实际。
这种比较的过程也叫做选择法。
地震波场正演模拟方法的研究在近十几年中取得了很大进展，出现了众多的正演方法。
正演模拟方法在地震资料和数字处理中有广泛的应用，如各种波场迭代计算型反演、A V O 特性研究、多波多分量资料分析等方面都需要进行正演模拟计算。
同时兼顾计算速度、精度等因素而又实用的正演方法是正演研究面临的重要问题之一。
特别是对于大量使用正演计算的处理方法，这个问题显得更加突出。
因此, 研究者非常重视提高正演算法综合性能的研究，混合型算法的不断推出证实了这一点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2．一维计算模拟的基本公式
在计算机上实现必须以离散形式进行
式中，xn =x(n△)为x(t)在t＝tn＝n△时 刻的样值，其余类推，N为子波的全部 采样个数 ，Rn=R(n△)为反射系数序 列。
正演模拟种类：物理模拟和计算模拟 物理模拟：是用一些已知参数的介质做成一 定几何形态的模型来模拟地下地质结构采用超 声波模拟地震波,专用换能器模拟震源和检波器, 将野外地震勘探过程在实验室内重现,得到理论 地震记录的方法技术。具有与实际情况更为接 近的优点。 计算模拟：是用计算计实现的正演模拟。它 包括一维和二、三维模拟。具有效率高，计算、 修改参数方较方便,使用更为广泛。
模块功能简介
射线法正演模拟模块特点
模块(1)～(4)适用于含断层、岩性尖灭的复杂介质模 型，能模拟断点、岩性尖灭点上绕射波；模块(1)～ (3)能模拟一次波和多次波的波场，模块(4)能分别模 拟介质中的纵波、转换横波、纯横波一次波的波场； 接收的记录分量有水平和垂直分量；能模拟地震波 的运动学（某个界面上的某类波的旅行时间）和地 震波的动力学（考虑波前扩散、介质吸收、透射损 失及界面曲率的影响）；能计算整个模型的波场， 也可只计算指定的任意层的任意种类的波场两分量 记录。
声测井合成地震记录
射线法模模块功拟能原简理
5.1.2 传输方程的解
零阶近似的振幅系数可以足够好地描述 体波最重要的动力学特征，其表达式为
u0u00
J0V00 JV
式中，V对应P波或S波速度，ρ是介质密度， J（τ0）和J（τ）分别为时刻τ0及τ时的雅 可比值。
地震地质模型示意图
模型构制
模型构制
3.1 界面描述及参数给定
界面由一系列界面上的离散点坐标组成， 离散点之间的深度由三次样条函数插值求 得，故模型的输入参数包括界面的离散点 坐标，该界面两侧的纵波速度值，而对应 的横波速度值及密度值可由人工给定，也 可由经验公式换算。
模型处理
模型处理是对模型构制得到的 一系列线段组成的地质分界线赋予 层位地质属性。即将线段定义为分 界面（层位及断层面），给定分界 面两侧的弹性参数，按一定原则对 层位进行自动排序。
一、基本概念
正演模拟：指用物理模型和数学模型代替地下 真实介质，用物理实验和数学计算模拟地震记 录的形成过程，以得到理论地震记录的各种方 法、技术。 在地震勘探中,正演模拟占据着重要的地位。 它不仅对于地震勘探基础理论的研究具有十分 重要的意义，而且在生产实际中也起着越来越 重要的作用。例如，前述的某些补偿处理需要 用到正演模拟，人机联作解释中很重要的一部 分也是正演模拟。
平行薄层所组成。 (2)薄层假设为等时厚，每层时间厚度均为半个
△(采样间隔)。 (3)地震波为平面波法线入射． (4)每一界面的反射子波形状都相同，仅振幅和符
号依据各界面反射系数而变。 (5)忽略透射影响和多次反射。
2．一维计算模拟的基本公式
在上述假设条件下，反射地震记录x(t)可以看 作是地震子波b(t)与反射函数R(t)(离散时为反 射系数序列)的褶积。即
层位自动编号及排序
模型处理
应遵循下列主要原则： （1） 编号从左至右，再从上至下； （2） 编号在前的某一层位的两个端点 纵坐标其中之一要小于该编号后的所有 层位的纵坐标。
(3) 水平位置不同但深度相近的层位， 交平缓的层位编号在前。
四、一维计算模拟（褶积模型） 1．一维计算模拟的基本假设
一维模拟包括如下基本假设 (通常称之为古皮特模型)： (1)地层横向均匀，纵向由一系列不同弹性性质的
3
模块功能简介
.
声
波
模拟共炮点记录（CSP）模块
方
程 有
限
元
模拟自激自收记录（CDP）模块
法
正
演 模
模拟垂直地震剖面（VSP）模块
拟
（零偏、有偏多种观测方式）
模
块
4
模块功能简介
.
弹 性
模拟共炮点记录（CSP）模块
波
方
程
有
模拟自激自收记录（CDP）模块
限
元
法 正 演
模拟垂直地震剖面（VSP）模块 （零偏、有偏多种观测方式）
模
块
有限元法正演模拟模块特点
模块功能简介
模块能适用于含断层、岩性尖灭的复杂介质 模型；能模拟介质中所有波的波场（面波、 反射波、直达波、绕射波）；接收记录的分 量有位移及位移速度的水平和垂直分量。
三、 模型构制原理及算法
模型构制是将地质模型简化为地震地 质模型的过程，简化的方式必须考虑前述 正演公式的适应条件，同时也要尽量使模 型参数数量最少。地质模型可以分解成三 部分组成：(1)速度均匀的区域；(2)弯曲或 不连续界面，它是两个不同速度变化区域 的分界面；(3)不连续点(断点和岩性尖灭点) 组成的绕射点。
它有下列几个方面的用途： 1．野外采集方面：提供野外地震勘探 野外数据采集的观测系统设计的参数 2．处理方面：为地震资料处理确定合 适的处理参数；
3．解释方面： ➢帮助地震资料的解释，判断地震剖面上 的波的类型； ➢ 验证地震资料的构造及岩性解释的正确 性，尤其验证构造高点的位置是否正确； ➢ 为地震资料反演构造提供理论走时； ➢ 为地震资料岩性解释提供合成记录。
二、 系 统 功 能 简
介
系统功能简介
地质模型的人机交互构制 渐近线法正演模拟 有限元法正演模拟 褶积模型 图形输出
1. 一维和二维地震褶积记录
模块功能简介
（1）对声波时差及密度测井资料进 行合成一维地震记录 （2）模拟给定的二维地质模型的地 震褶积记录如楔状模型、砂泥互层 的韵律层模型的褶积记录。
第七讲正演模拟技术
物探新方法技术（地震勘探）
第七讲：地震波场正演模拟技术
物探新方法技术（地震勘探）
第七讲：地震波场正演模拟技术
一、基本概念 二、地震地质模型建立方法 三、渐近射线追踪方法 四、有限差分法正演模拟 五、有限元正演模拟方法 六、物理模拟技术
【思考题】 （1） 正演模拟、计算模拟和物理模拟的概念。 （2） 计算模拟与物理模拟的优缺点。 （3） 何为古皮特模型？ (4） 射线追踪的步骤？ (5) 何为两点射线追踪、初值问题的求解？ (6) 物理模拟的两个相似性准则。