曲流河油藏地震正演模拟分析
声波有限差分法正演模拟c语言程序
#include 《地震数值模拟》实验报告 一、实验题目 叠加地震记录的相移波动方程正演模拟 二、实验目的 1.掌握各向同性介质任意构造、水平层状速度结构地质模型的相移波动方程正演模拟基本理论 2.实现方法与程序编制 3.由正演记录初步分析地震信号的分辨率。 三、实验原理 1、地震波传播的波动方程 设（x,z）为空间坐标，t为时间，地震波传播速度为v(x,z)，则二位介质中任意位置、任意时刻的地震波场为p(z,x,t)：压缩波——纵波。则二维各向同性均匀介质中地震波传播的遵循声波方程为 2、傅里叶变换的微分性质 p(t)与其傅里叶变换的P(w)的关系： 3、地震波传播的相移外推公式 令速度v不随x变化，只随z变化，则利用傅里叶变换微分性质把波动方程(变换到频率-波数域，得： 4、初始条件和边界条件 按照爆炸界面理论，反射界面震源在t=0时刻同时起爆，此时刻的波场就是震源。根据不同情况，可直接使用反射系数脉冲或子波作震源。如果直接使用反射系数作震源脉冲，则初始条件可表示为： 5、边界处理 （1）边界反射问题 把实际无穷空间区域中求解波场的问题化为有穷区域求解时，左右两边使用零边界条件。物理上假设探区距Xmin与Xmax两个端点很远，在两个端点上收到的反射波很弱。但是，上述条件在实际中不能成立，造成零边界条件反而成为绝对阻止波通过的强反射面。在正演模拟的剖面上出现了边界假反射干涉正常界面的反射。 （2）边界强反射的处理 镶边法、削波法、吸收边界都能有效消除边界强反射。 削波法就是在波场延拓过程中，没延拓一次，在其两侧均匀衰减到零，从而消除边界强反射的影响。假设横向总长度为NX，以两边Lx道吸波为例，有以下吸波公式： 四、实验内容 数学物理方程--有限 差分法 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 数学物理方法课程报告题目：声波有限差分法数值模拟 学生姓名：xxx 学号：xxx 学院：地球科学与技术学院 专业班级：xxxx 教师：xxx 2016年 4月12日 声波有限差分法数值模拟 Xxx （地球科学与技术学院研15级 学号：xxx ） 摘要：数值模拟是最常用的正演模拟的方法。它通过给出的结构模型和物理参数， 模拟地震波的传播轨迹，了解其规律以及过程，然后通过计算来推断观测点的地震记录。根据求解方法，地震波方程数值解法可分为有限元法、伪谱法、有限差分法。根据本门课程的要求，并且有限差分法具有内存占用较小，精度较高等优点，本文 主要采用这种方法进行模拟。 关键词：数值模拟，声波，有限差分 正文 1、 引言 在勘探过程中，数值模拟的作用很大。例如：1、采集上，可用于设计或者优化野外观测系统；2、处理上，可以通过数值模拟来检验是否采用了正确的反演方法。将正演反演不断的逼近，从而使结果更加准确；3、解释上，还可以检测一下解释的资料是否正确。 而有限差分法是数值模拟最常用的方法，本文利用有限差分法，通过对声波进行正演模拟，来了解其在地下的传播规律及特点。 2、 二维各向同性介质声波方程数值模拟 使用规则网格差分对二阶方程进行求解。 具体过程： 在x 方向上，关于0x 对称分布的2N 个网格节点的坐标分别为x q x N ?-0， x q x N ?--10，……，x q x ?-10，x q x ?+10，……x q x N ?+-10，x q x N ?+0。其 中，x ?表示节点间的最小间距；i q 表示任意正整数。2N 个网格节点所对应的函 数值已知，分别为()x q x f N ?-0，()x q x f N ?--10，……，()x q x f ?-10， ()x q x f ?+10……，()x q x f N ?+-10，()x q x f N ?+0。利用Taylor 级数展开求解 ()x f 在点0x 处的一阶导数近似值。 ()()()()()()()()()()()()()[]120220220100! 21 ! 21 +?+?+ +?+ ?+=?+N i N N i i i i x q O x f x q N x f x q x f x q x f x q x f ()()()()()()()()()()()()()[ ] 120220220100! 21 ! 21 +?+?+ +?+ ?-=?-N i N N i i i i x q O x f x q N x f x q x f x q x f x q x f 其中，i=1,2，…，N 将上述两式相加，省略式中的误差项，得到 ()()()[]()()()()()()()()()()022*********! 21 !41!21221 x f x q N x f x q x f x q x q x f x f x q x f N N i i i i i ?+ +?+?=?-+-?+ (1) 将相减后得到的式子整理成矩阵形式，有 ()()()()()()()()()()()()()()()()()()()???? 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This paper in order to solve the interface program of seismic forward modeling between Matlab and VC++ based on Matcom4.5,by using an example which achieved the results of simulate the wave equation in EDA media by a new method which is mixed programming between Matcom4.5 and VC++,the results show the advantage of efficiency by mixed programming between Matlab and VC++ based on Matcom4.5. Keywords: Matcom；VC++；Matlab；Mixed programming；Forward modeling 0引言 近年来，随着勘探程度深入化和勘探目标的复杂化，地震勘探无论在采集、处理还是解释技术方面都面临越来越多的挑战。复杂构造油气田、岩性油气藏和裂缝性油气藏等隐蔽性油气藏的勘探与开发越来越受到地球物理工作者的重视。为此，需要发展复杂介质的地震波传播理论，使其进一步接近地下介质的实际情况。正演模拟研究对复杂介质中波的传播具有指导意义[1]。 目前在地震数据处理中应用比较广泛的软件是MATLAB，但由于MATLAB本身的程序编写的一些局限，使得它在处理许多应用问题时灵活性不够。本文引入MATCOM软件平台，它的功能相当强大，可提供近千个MATLAB的基本功能函数，通过必要的设置，可以直接实现与C++的混合编程，而不必再依赖MATLAB；笔者基于MATCOM4.5的VC++与MATLAB的接口技术实现EDA介质中的地震波正演模拟，此方法提高了代码的使用效率，说明MATCOM与VC++混合编程的可行性，取得较好的效果，为技术人员提供了另一种实现正演模拟的途径，同时也为开展相应其他研究工作奠定了基础[2]。 1VC++与MATLAB接口 Visual C++是Windows平台下主要的应用程序开发环境之一，它能方便地实现软件开发，开发的系统具有界面友好、执行速度快、易维护和升级等优点。C++ 望对新手和刚接触PROMAX的朋友有帮助。 同时我希望常用CGG或OMEGA的朋友也可以把它们的模块中英文对照发上来让大家更加方便的学习处理软件！！！ 〔一〕数据输入与输出 1。Disk Data Input . 磁盘数据输入 读取ProMAX内部格式的地震道数据磁盘文件。 2。Disk Data Insert . 磁盘数据插入 与Disk Data Input配合使用，同时读取多个磁盘数据文件。 3。Disk Data Output . 磁盘数据输出 输出ProMAX内部格式的地震道数据磁盘文件。 4。Tape Data Input. 磁带数据输入 输入ProMAX内部格式的地震道数据磁带。 5。Tape Data Insert . 磁带数据插入 与Tape Data Input配合使用，同时读取多个磁带数据。 6。Tape Data Output . 磁带数据输出 输出ProMAX内部格式的地震道数据磁带。 7。Archive to Tape. 磁带备份 将ProMAX工区或测线的全部数据备份到磁带上。 8。List/Restore from tape . 备份带恢复 将archive格式备份带上的内容恢复到磁盘上。 9。Time Slice Input . 时间切片输入 创建三维时间切片。 10。SEG-A Input . SEG-A格式磁带输入 输入SEG-A格式地震数据磁带。 11。SEG-B Input . SEG-B格式磁带输入 输入SEG-B格式地震数据磁带。 12。SEG-C Input . SEG-B格式磁带输入 输入SEG-C格式地震数据磁带。 13。SEG-Y Input . SEG-Y格式磁带输入 输入SEG-Y格式地震数据磁带。 14。SEG-Y Output . SEG-Y格式磁带输出 输出工业标准SEG-Y格式地震数据磁带。 15。Landmark SEG-Y Input. Landmark SEG-Y 格式磁带输入 输入由Landmark SeisWorks 软件输出的SEG-Y磁带。 16。Landmark SEG-Y Output . Landmark SEG-Y 格式磁带输出 输出Landmark SEG-Y 格式磁带。 17。SEG-D Input . SEG-D格式磁带输入 输入SEG-D格式地震数据磁带。 18。Floppy Input . Floppy 格式磁盘数据输入 输入Floppy 格式磁盘数据。 19。Well Log Input. 测井曲线输入 输入LAS或LIS格式测井曲线。 20。Geocor IV Input 地震波数值模拟方法研究综述 在地学领域，对于许多地球物理问题，人们已经得到了它应遵循的基本方程(常微分方程或偏微分方程)和相应的定解条件，但能用解析方法求得精确解的只是少数方程性质比较简单，且几何形状相当规则的问题。对于大多数问题，由于方程的非线性性质，或由于求解区域的几何形状比较复杂，贝y 不能得到解析解。这类问题的解决通常有两种途径。一是引入简化假设，将方程和几何边界简化为能够处理的情况，从而得到问题在简化状态下的解答。但这种方法只是在有限的 情况下是可行的，过多的简化可能导致很大的误差甚至错误的解答。因此人们多年来寻找和发展了另一种求解方法一- 数值模拟方法。 地震数值模拟(SeismicNumericalModeling) 是地震勘探和地震学的基础，同时也是地震反演的基础。所谓地震数值模拟，就是在假定地下介质结构模型和相应的物理参数已知的情况下，模拟研究地震波在地下各种介质中的传播规律，并计算在地面或地下各观测点所观测到的数值地震记录的一种地震模拟方法。地震波场数值模拟是研究复杂地区地震资料采集、处理和解释的有效辅助手段，这种地震数值模拟方法已经在地震勘探和天然地震领域中得到广泛应用。 地震数值模拟的发展非常迅速，现在已经有各种各样的 地震数值模拟方法在地震勘探和地震学中得到广泛而有效 的应用。这些地震波场数值模拟方法可以归纳为三大类，即几何射线法、积分方程法和波动方程法。波动方程数值模拟方法实质上是求解地震波动方程，因此模拟的地震波场包含 了地震波传播的所有信息，但其计算速度相对于几何射线法要慢。几何射线法也就是射线追踪法，属于几何地震学方法，由于它将地震波波动理论简化为射线理论，主要考虑的是地震波传播的运动学特征，缺少地震波的动力学信息，因此该方法计算速度快。因为波动方程模拟包含了丰富的波动信息，为研究地震波的传播机理和复杂地层的解释提供了更多的佐证，所以波动方程数值模拟方法一直在地震模拟中占有重要地位。 1地震波数值模拟的理论基础 地震波数值模拟是在已知地下介质结构的情况下，研究地震波在地下各种介质中传播规律的一种地震模拟方法，其理论基础就是表征地震波在地下各种介质中传播的地震波传播理论。上述三类地震波数值模拟方法相应的地震波传播理论的数学物理表达方式不尽相同。射线追踪法是建立在以射线 理论为基础的波动方程高频近似理论基础上的，其数学表形式为程函方程和传输方程。积分方程法是建立在以惠更斯原理为基础的波叠加原理基础上的，其数学表达形式为波动方程的格林函数域积分方程表达式和边界积分方程表达式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叠加地震记录的相移波动方程正演模拟数值模拟实验共22页
数学物理方程--有限差分法
声波波动方程正演模拟程序总结
数学物理方程有限差分法
地震模型正演
数学物理方程有限差分法
基于MATCOM 平台的VC++与MATLAB混合编程地震正演模拟(完整版)
promax
地震波数值模拟方法研究综述