初至波表层模型层析反演及其应用

摘要

作者简介：喻维秋(1979-)，男，现在就读于成都理工大学信息工程学院固体地球物理专业研究生，于2007年7月硕士毕业。 针对地震勘探中的复杂地表问题，论文实现了一套地震初至波表层模型层析反演方法。该方法是利用地震波射线的走时和路径，反演介质速度结构的一种高精度的反演方法。它利用地震直达波、回折波、折射波以及三者组合的初至波和层析反演方法具有的纵、横向变速优势，实现适应速度任意变化的复杂表层模型反演。通过理论模型和实际资料的处理，证明了该方法的正确性和有效性。 根据地震波传播的基本原理，本文首先对初至波在表层模型中的传播规律及类型特征进行了分析；接着，论文在分析网络最短路径算法求解地震射线追踪问题的原理、方法技术以及存在问题的基础上，改进并完善了动态网络最短路径地震射线追踪方法。该方法具有运算速度快，占用计算机内存少等特点，能适于各种复杂的非均匀介质，极大地提高了射线追踪的精度。然后，基于本文改进的动态网络最短路径地震射线追踪方法，建立了层析反演目标函数并详细推导了求解方法，从而实现了初至旅行时表层模型层析反演，通过理论模型试算证明了该方法的正确性和可行性。最后，运用初至旅行时表层模型层析反演方法对实际地震资料进行了处理，反演得到了可靠的地表速度模型，为解决复杂地区地震资料静校正、波动方程延拓近地表校正和叠前深度偏移等问题奠定了良好基础。

目录

文摘

英文文摘

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第1章前言

1.1选题背景及其意义

1.2现有方法评述

1.2.1射线追踪正演的方法现状

1.2.2层析反演的方法现状

1.3本文的主要研究内容和研究思路

1.4主要研究成果

第2章地震勘探中的直达、折射和回折波

2.1地震波传播的基本原理

2.1.1惠更斯(Huygens)原理

2.1.2费马(Fermat)原理

2.2直达、折射和回折波的传播规律

2.2.1直达波的传播规律及特征

2.2.2折射波的传播规律及特征

2.2.3回折波的传播规律及特征

2.3初至波与层状介质的对应关系

第3章动态网络最短路径射线追踪正演

3.1最短路径射线追踪方法原理

3.1.1速度模型和网络的建立

3.1.2节点最小旅行时的计算和射线路径的确定

3.1.3最小旅行时节点的确定

3.1.4存在问题及一些改进方法

3.2动态网络最短路径方法

3.2.1节点分布和动态网络

3.2.2节点旅行时的求取

3.2.3射线路径的确定

第4章初至旅行时表层模型层析反演

4.1基本原理及反演步骤

4.1.1初至波旅行时层析成像基本原理

4.1.2初至波旅行时层析反演的步骤

4.2建立层析反演目标函数

4.2.1目标函数的建立

4.2.2目标函数的求解(带阻尼的LSQR算法)

4.3理论模型测试

4.3.1模型正演测试

4.3.2层析反演测试

第5章初至旅行时层析反演应用

5.1 DY地区地震资料实例应用

结论与建议

附录 Dijkstra算法

致谢

参考文献