各向异性粘弹性孔隙介质伪谱法波场正演模拟

摘要

随着人们对地球介质认识的不断深入和地震波传播理论的不断发展，所建立的有效介质模型与地下油气储层的实际情况日益接近。复杂介质模型的地震波场正演模拟研究，对进一步了解实际地层中地震波的传播规律，实际地震资料的地质解释与油气储层预测均有重要的指导意义。为此，理论介质模型的建立应该综合考虑实际地球介质所表现出来的各向异性、粘弹性以及流体孔隙性特征。 以固体各向异性理论、Biot双相介质理论和粘弹性理论为基础，从各向异性双相介质出发，引入岩石骨架的粘滞性，建立了三维各向异性粘弹性孔隙介质的本构关系，并进一步推导了地震波在三维各向异性粘弹性孔隙介质中的波动方程。以二维为例，用伪谱法分别实现了各向异性介质、各向异性粘弹性介质、各向异性双相介质以及各向异性粘弹性孔隙介质的波场正演模拟，对模拟结果进行了一系列的对比和波场特征分析。模拟结果表明，各向异性粘弹性孔隙介质模型较好地解释了实际地球介质的粘弹性、各向异性和含流体孔隙特性等波场特征；同时也表明伪谱法是一种有效的正演模拟方法。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章前言

1.1研究目的及意义

1.2地球介质的研究现状

1.2.1各向异性介质的研究现状

1.2.2各向异性粘弹性介质的研究现状

1.2.3各向异性双相介质的研究现状

1.3波场数值模拟方法分析

1.3.1波场数值模拟方法

1.3.2地震波场震源模拟

1.3.3边界吸收条件

第2章各向异性粘弹性孔隙介质的波动方程

2.1各向异性粘弹性孔隙介质的应力位移关系

2.2各向异性粘弹性孔隙介质的应力应变关系

2.3各向异性粘弹性孔隙介质的波动方程

2.3.1三维各向异性粘弹性孔隙介质的波动方程

2.3.2二维各向异性粘弹性孔隙介质的波动方程

2.3.3波动方程的退化验证

第3章伪谱法数值解法

3.1伪谱法的基本原理

3.2记忆变量

3.3三维各向异性粘弹性孔隙介质波动方程的递推公式

3.4二维各向异性粘弹性孔隙介质波动方程的差分方程

3.5边界条件

3.5.1衰减边界条件

3.5.2反周期扩展法

第4章地震波场伪谱法数值模拟

4.1各向异性介质数值模拟

4.2各向异性粘弹性介质数值模拟

4.3相介质数值模拟

4.3.1各向同性双相介质数值模拟

4.3.2各向异性双相介质数值模拟

4.3.3各向异性双相介质波场特征

4.4各向异性粘弹性孔隙介质数值模拟

4.4.1各向同性粘弹性孔隙介质的波场特征

4.4.2各向异性粘弹性孔隙介质的波场特征

第5章结论

5.1主要结论与认识

5.2进一步研究展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间的研究成果