12575.有限差分法地震波場模擬與逆時偏移

1、分類號UDC學校代碼：10616密級學號：2011020393成都理工大學碩士學位論文有限差分法地震波場模擬與逆時偏移龔敏指導教師姓名及職稱王山山副教授申請學位級別碩士專業(yè)名稱地球探測與信息技術論文提交日期2014年05月論文答辯日期2014年05月學位授予單位和日期成都理工大學(年月)答辯委評閱人2014年05月摘要有限差分法地震波場模擬與逆時偏移摘要地震數(shù)值模擬是地震勘探學和地震學的重要基礎，是模擬地震波在介質中傳播的一種數(shù)值模擬技

2、術。地震波場正演模擬研究中主要包括兩大核心理論，一是研究地震波動力學特征的波動理論，二是研究地震波運動學特征的射線理論。隨著地震波理論在天然地震和地震勘探中的應用，地震模擬技術便運應而生，并且隨著地震波理論和計算機技術的發(fā)展，地震數(shù)值模擬技術自20世紀60年代以來也得到了飛速發(fā)展，形成了日前具有有限差分法，有限元法，虛譜法和積分方程法等各種數(shù)值模擬方法的現(xiàn)代地震數(shù)值模擬技術。交錯網格高階有限差分是用交錯網格取代一般矩形差分網格，通過交錯

3、網格的半程計算，可以得到足夠高階的空間和時間精度的差分格式。本文首先從泰勒級數(shù)展開式出發(fā)，采用交錯網格的高階有限差分法、基于特征值分析的吸收邊界法，通過分析穩(wěn)定性、頻散等要求，得到適合彈性波波動方程的任意偶數(shù)階精度的差分格式、各邊界及角點處的吸收邊界條件差分格式，實現(xiàn)二維彈性波在各種復雜地質模型中的交錯網格差分數(shù)值模擬。實驗結果表明，交錯網格高階有限差分法具有精度高、通用性強、穩(wěn)定性好等特點。地震偏移是反射地震學的核心內容，地震偏移是在

4、波動方程的基礎上，通過將同相軸歸位到其正確空間位置并聚焦繞射能量到其散射點來消除反射記錄中的失真現(xiàn)象。逆時偏移方法是通過波動方程在時間軸上對地震資料進行反向外推來實現(xiàn)的。本文介紹了逆時偏移的基本原理，利用高階有限差分求解雙程波動方程，推導了高階有限差分波場延拓公式，并利用該公式實現(xiàn)了疊后逆時偏移。模型數(shù)據試算表明，該方法具有成像精度高、橫向分辨率高、不受傾角的限制、適用于橫向速度變化和復雜構造情況等特點。關鍵詞：彈性波波動方程有限差分交