微地震正演方法研究

摘要

微地震监测技术，作为研究地层内部微破裂过程的一种方法技术，在油气藏勘探开发领域有着广泛的应用。微地震正演数据模拟作为微地震监测技术中的一个重要组成部分，对微地震监测技术的发展起着不可或缺的作用。微地震正演模拟主要包括波动方程法和射线追踪法，它们各自具有不同的优势。本次论文编写着重于研究基于射线追踪方法的波场模拟。射线追踪方法在地震波的震源精确定位以及层析成像等处理环节中都有着广泛的应用。本文从射线射线追踪的原理出发，对三维逐段迭代法射线追踪和基于双线性插值的射线追踪算法都进行了研究，并且将其在三维水平和倾斜层状介质中进行了实现。本文对逐段迭代法和基于双线性插值算法的射线追踪的精度、速度以及适用范围进行了分析探讨。
　　本文对基于双线性插值算法的射线追踪的速度提升方面做了一定的研究：一是从算法上进行了改进，减少了最小旅行时计算中搜索的次数，进而提升了速度；二是在多震源的情况下，依据双线性插值算法的特点，利用震源和检波器的互换原理，减少计算网格旅行时的次数，对速度进行了提升。对随时间、空间变化的微地震事件的震源位置以及发震时间的自动生成做了研究，通过射线追踪将生成的各个事件的旅行时以及倾角和方位角信息追踪出来，最终合成了三维三分量的微地震记录。

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第一章 绪论

1.1 选题的目的及意义

1.2 国内外微地震波场模拟技术的发展及研究现状

1.2.1 微地震监测技术发展及研究现状

1.2.2 微地震波场模拟发展及研究现状

1.3 本文主要研究内容及结构

1.4 论文创新点

第二章 微地震正演的基本理论

2.1 基本射线理论

2.1.1 射线理论满足的基本方程

2.1.2 程函方程和相位函数

2.1.3 传输方程和振幅系数的计算

2.1.4 地震波遇到不同介质分界面的情况

2.2 地震波振幅及相位特性

2.2.1 地震波振幅特性

2.2.2 地震波振幅的影响因素

2.3 微地震资料的三分量特点

第三章 射线追踪方法研究

3.1 三维逐段迭代法射线追踪

3.1.1 三维逐段迭代法射线追踪概述

3.1.2 三维逐段迭代法射线追踪透射点一阶近似修正公式

3.1.3 三维逐段迭代法射线追踪模型算例

3.2 三维旅行时双线性插值射线追踪

3.2.1旅行时双线性插值

3.2.2 最小旅行时搜索

3.2.3三维旅行时线性插值射线追踪的实现方法

3.2.4 三维旅行时线性插值射线追踪的模型算例。

3.3 射线追踪方法的适用范围

3.3.1 高速层情况

3.3.2 射线追踪耗时

3.4 三维旅行时双线性插值射线追踪改进

3.4.1 双线性插值射线追踪算法的改进

3.4.2 震源与检波器的互换原理

3.5 小结

第四章 三维三分量微地震记录的合成

4.1 层状介质微地震正演建模

4.1.1 微地震正演建模的考虑因素

4.1.2 微地震正演建模的步骤

4.2 射线追踪求取相关的射线参数

4.3 三维三分量微地震记录的合成

4.4 三维三分量微地震记录合成算例

4.4.1 一条裂缝的算例

4.4.2 多条裂缝，单张记录多个事件的算例

结论与展望

结论

展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢