各向异性介质

摘要： 在广义传播矩阵(general transmitting matrix,GTM)方法分析各向异性介质传播特性的基础上,对分层双轴各向异性介质进行分析.构造双轴各向异性介质中横向场的状态矢量和耦合矩阵,得到双轴各向异性介质中的本征波,引入GTM,获得分层双轴各向异性介质的反射系数和透射系数.对不同介质涂覆结构的角度特性和频率特性进行分析,数值计算结果与商业软件结果高度一致.进一步将电磁传播矩阵与弹跳射线(shoot-ing and bouncing ray,SBR)法相结合,获得介质涂覆目标的电磁散射特性,所得雷达散射截面结果与商业软件结果之间的均方根误差小于3 dBsm,体现了该方法的准确性.

摘要： 弹性波高斯束偏移是一种兼顾成像精度与计算效率的多分量地震成像方法,但当前的研究多集中在各向同性介质声波、弹性波成像和各向异性介质声波成像,针对各向异性介质弹性波偏移的文献相对较少.为此,在前人的研究基础上,发展了各向异性介质弹性波射线追踪方程,以二维各向异性弹性波Kirchhoff-Helm-holtz积分为基础,利用弹性动力学表征的格林张量推导了各向异性介质中弹性波波场正、反向延拓公式,提出了一种针对各向异性介质多分量地震数据的成像方法.通过在成像公式中引入权函数,很好地压制各向异性介质成像中不同波型引起的串扰.通过引入符号函数,解决了转换波成像过程中的极性反转问题.TTI介质洼陷模型和TTI介质多层构造模型试算结果表明:与各向同性介质弹性波高斯束偏移方法相比,各向异性介质弹性波高斯束偏移成像结果的信噪比较高、同相轴连续性较好、构造位置更准确;使用多分量地震记录,利用纵、横波波场信息成像,有效提高了成像分辨率;与传统的基于标量波场的成像方法相比,所提方法的适应性更好.

摘要： 多参数全波形反演,提高了复杂构造地震成像和解释精度.按照地球介质假设,分别总结了声波介质、弹性介质、各向异性介质以及粘弹性介质多参数全波形反演的研究进展情况、存在的问题及解决策略.探讨了同步反演和顺序反演在多分量地震数据多参数全波形反演中的重要作用.着重剖析了多参数全波形中参数耦合化问题产生的原因,分析了各种解决方法的优势和弊端.指出了多参数全波形反演从理论到实际应用存在的瓶颈,对于开展多参数全波形反演研究具有重要的借鉴意义.

摘要： 拟声波最小二乘逆时偏移是一种极具潜力的地震波成像工具,但该方法遭受各向异性拟声波近似的限制,TTI介质正演模拟不稳定、反偏移记录中遭受伪横波二次扰动及数值频散假象,另外拟声波最小二乘逆时偏移还面临计算效率低、收敛速度慢、对速度等模型参数依赖性高等问题.为了克服各向异性拟声波最小二乘逆时偏移的缺陷,在反演框架下,本文借助Low-rank有限差分算法首次提出并实现了TTI介质纯qP波线性正演模拟及纯qP波最小二乘逆时偏移;为了进一步提升反演成像效率,同时改善反演成像方法对模型参数误差的依赖性及对地震数据噪声的适应性,通过引入叠前平面波优化策略,发展了TTI介质纯qP波叠前平面波最小二乘逆时偏移成像方法.在编程实现方法的基础上,通过开展模型成像测试,展示了本方法的优势和潜力:一方面加快了反演成像效率,另一方面也提升了方法的抗噪性,同时还降低了方法对模型参数的依赖性.

摘要： 基于准P(quasi-P,qP)波方程研究了TTI介质逆时偏移方法,通过引入横波速度,改善数值模拟的稳定性.提出了联合有效内边界存储和检查点(checkpiont)方法降低存储需求的TTI介质逆时偏移成像方法,实现了震源波场的精确重建,为高精度逆时偏移成像奠定了基础,也使方法更好地适应大数据计算.借助图形处理器(Graphic Processing Unit,GPU)的高效并行计算能力,大幅度提升震源波场重建以及TTI介质逆时偏移成像的计算效率.应用BP2007各向异性理论模型数据进行测试的结果表明,TTI介质逆时偏移成像方法成像精度高、适用性强、稳定性好.%A reverse time migration method for tilted transversely isotropic (TTI) media that combines the efficient internal boundary storage and checkpoint method to reduce storage is proposed.In this method,shear-wave velocity is introduced into the qP-wave equation to improve the stability of the numerical simulation.To reduce the required storage,a combined efficient internal boundary storage and checkpoint method is proposed,thus realizing accurate reconstruction of source wave fields and improving its applicability to large data computation.Parallel computing of graphic processing units is used to enhance the efficiency of the source wave field recalculation and reverse time migration for TTI media.A test using BP 2007 Anisotropic Velocity Benchmark data revealed the feasibility and effectiveness of the proposed method.

摘要： 作为各向异性逆时偏移技术的基础,复杂各向异性介质情况下精确而稳定的波场模拟至关重要.本文给出一种针对复杂倾斜横向各向同性(tilted transversely isotropic,TTI)介质的稳定的纯qP波波场模拟方法.该方法基于Xu提出的伪微分算子分解思路,通过分析新算子的频散特性,引入旋转坐标系下的自共轭算子以保证稳定性,导出新的TTI介质一阶纯qP波控制方程;在Lebedev交错网格框架下推导了新方程的高阶有限差分形式,给出2次计算波场梯度的数值算法实施策略,以进一步保证波场模拟精度.均匀各向异性介质及复杂TTI介质模型的数值试算结果表明:新控制方程不受伪横波影响;相对于有限横波qP波波场模拟等算法,新算法可得到更稳定的各向异性纯qP波波场,即能更适应各向异性对称轴参数的空间变化,可应用于高精度纯qP波逆时偏移,改善对各向异性介质的成像质量.

摘要： 水力压裂过程中的微地震震源机制能够反映出破裂的震源类型,提供裂缝信息预测破裂的打开方式.除此之外,对震源机制的研究也能够帮助追踪裂缝流体的运移,分析压裂区域的应力场状态.同时,震源机制反演也可以作为水力压裂中质量控制的一个重要指标.通常来说，页岩气开发中的压裂区域是一个各向异性介质。复杂的介质特性会导致地震波响应有别于常规的各向同性介质。一个简单的剪切破裂，在各向同性介质中会产生一个无矩双力偶的纯剪切震源机制，然而在各向异性介质中，其产生的震源机制将不再是纯剪切机制，而对应一个多种机制的复合态。另一方面，由于不同类型的震源能够产生可区分的地震波响应，因此可以使用地震矩张量来描述破裂的震源类型，进而模拟不同震源的地震波响应。

摘要： 基于图论的最短路径方法能同时得到走时与射线路径以及无条件稳定.推广到各向异性介质时面临的问题是网格内走时的求取,在已知群角的时候群速度求取往往需要弱各向异性近似或者查表的方法,造成计算误差和效率低下.本文利用牛顿下山法求解群相关系方程,得到较为精确的相角以及群速度,从而求出走时.为保证计算效率,可以自适应控制下山法迭代次数,从而达到效率与精度的权衡.为了使算法适应起伏地表,在地表利用不规则网格剖分,在界面拟合曲线上插入节点,使得在起伏地表下也具较高的精度.

摘要： 针对传统的各向同性介质逆时偏移成像的不足，本文推导了声学近似的各向异性介质一阶qP波方程，并利用优化的交错网格高阶有限差分方法实现了精确的各向异性介质逆时偏移。模型试算结果表明：相比于各向异性介质弹性波逆时偏移，一阶qP波逆时偏移效率更高，利用优化的交错网格高阶有限差分算法能够有效地提高偏移成像的精度。

摘要： 多组成任意夹角垂直裂隙的排列方式比单组平行排列垂直裂隙更具一般性,因此本文基于线性滑动理论和Hudson理论,将上述多组任意夹角垂直裂隙介质等效为单斜各向异性介质,给定物性参数计算刚度矩阵,运用交错网格高阶有限差分法求解三维单斜介质弹性波一阶速度-应力方程来模拟弹性波在单斜介质中的传播过程,说明单斜介质岩石物理建模方法的正确性,并研究裂隙密度等裂隙物性对弹性波在单斜介质中传播的影响.

摘要： 众所周知地下介质远非声介质,随着计算机硬件技术发展和对野外数据高分辨率勘探需求的增加,人们希望能够更精切的模拟地下介质,得到更丰富的地层信息;然而由于各向异性与粘滞性在野外具有普遍存在性,这些使得在实际生产中同时考虑这两个方面有了必要性.文中从TI介质中弹性波的基本理论出发,并将各向同性中GSLS理论引入到各向异性中,通过声学近似方法导出基于GSLS模型各向异性衰减拟声波方程.通过测试对比,表明新的TI介质衰减拟声波方程既能准确的描述各向异性介质下的准P波传播规律,又能体现地层的吸收衰减效应;对VTI介质的HESS模型进行逆时偏移,表明考虑衰减的拟声波方程对高陡倾角断层面等复杂构造成像更清晰,深层振幅分布更加均衡,能得到更为精确可靠的保幅成像剖面.

摘要： 本文在Cerveny,Hill及zhu等人的研究基础上，用相速度形式构建各向异性介质的运动学和动力学射线追踪方程。实现了VTI介质高斯束叠前深度偏移，并且模型试算结果验证了本文方法的有效性和准确性，提高偏移成像的精度和质量。

摘要： 随着地震勘探技术的不断发展,常规的基于各向同性的介质模型假设逐步发展为符合地下实际情况的各向异性介质假设.针对各向异性的弹性波动方程方法是正演模拟的重要方法,包括二维弹性和三维弹性波动方程正演.2.5D模拟既能表征三维的波场,又大大的节约了计算量,对TI介质的研究具有良好的适用性,成为TI介质正演的研究热点.

摘要： 本文提出了一种可用于一般各向异性TI介质中多震相射线追踪的正演算法, 结合相群速度导数的一阶走时扰动方程, 采用共轭梯度求解带约束的阻尼最小二乘问题, 提出了一种可利用多震相走时资料进行一般各向异性TI介质弹性参数的反演的方法技术.为了检验算法的有效性和正确性，以井间地震成像为例, 采用多震相联合反演TTI介质的各向异性弹性参数。该模拟实验采用的震相不仅包括直达qP波、qSV波和qSH波，还加入了来自模型底界面的一次反射波(qPqP、qSVqSV和qSHqSH)。结果表明，该方法技术不仅能有效地反演各向异性弹性参数，而且多震相走时资料的联合可有效的提高成像的分辨率，是一种实用的反演算法。

摘要： 本文提出了一种可用于一般各向异性TI介质中多震相射线追踪的正演算法, 结合相群速度导数的一阶走时扰动方程, 采用共轭梯度求解带约束的阻尼最小二乘问题, 提出了一种可利用多震相走时资料进行一般各向异性TI介质弹性参数的反演的方法技术.为了检验算法的有效性和正确性，以井间地震成像为例, 采用多震相联合反演TTI介质的各向异性弹性参数。该模拟实验采用的震相不仅包括直达qP波、qSV波和qSH波，还加入了来自模型底界面的一次反射波(qPqP、qSVqSV和qSHqSH)。结果表明，该方法技术不仅能有效地反演各向异性弹性参数，而且多震相走时资料的联合可有效的提高成像的分辨率，是一种实用的反演算法。

摘要： 本文提出了一种可用于一般各向异性TI介质中多震相射线追踪的正演算法, 结合相群速度导数的一阶走时扰动方程, 采用共轭梯度求解带约束的阻尼最小二乘问题, 提出了一种可利用多震相走时资料进行一般各向异性TI介质弹性参数的反演的方法技术.为了检验算法的有效性和正确性，以井间地震成像为例, 采用多震相联合反演TTI介质的各向异性弹性参数。该模拟实验采用的震相不仅包括直达qP波、qSV波和qSH波，还加入了来自模型底界面的一次反射波(qPqP、qSVqSV和qSHqSH)。结果表明，该方法技术不仅能有效地反演各向异性弹性参数，而且多震相走时资料的联合可有效的提高成像的分辨率，是一种实用的反演算法。

摘要： 本发明公开了一种各向异性介质动态聚焦束偏移成像方法及系统。通过推导运动学和动力学射线追踪方程，提出了一种基于笛卡尔坐标系的各向异性介质射线追踪算法，将该运动学和动力学射线追踪方程引入到偏移成像中，并将高斯束传播算子修改为动态聚焦束传播算子，提出了一种基于笛卡尔坐标系的各向异性动态聚焦束偏移方法。本发明所提供的成像方法及系统可使射线束形态和能量在传播中得到更好地保持，在不降低浅层成像质量的情况下，提高了中深层成像效果，这将有助于消除常规高斯束偏移中初始束宽对偏移成像的影响。本发明所提供的成像方法及系统可以解决复杂各向异性介质构造成像问题，能为面向深层地质目标勘探问题提供解决思路。

摘要： 本发明公开了一种多角度钻取各向异性介质实验岩样装置，包括钻机底座、支撑组件、钻头组件、动力组件、润滑组件和夹持组件；支撑组件和夹持组件设置在钻机底座上，动力组件设置在支撑组件上端部；钻头组件与动力组件连接；润滑组件包括润滑液箱，钻头组件包括钻头动力传输轴和空心取样钻头，钻头动力传输轴为空心轴，钻头动力传输轴顶部与所述润滑液控制开关相连通；钻头动力传输轴由动力组件驱动转动；所述空心取样钻头设置在钻头动力传输轴下端部，且所述空心取样钻头内部与钻头动力传输轴内腔连通。钻机上方润滑液箱中的润滑液通过空心动力传输轴传递到钻头内部，实现内部润滑可针对不同岩性岩样使用相应的润滑液。

摘要： 本发明提供了一种三维任意各向异性介质的海洋可控源电磁正演方法，本发明的正演方法包括读取正演模型、在双旋度方程中添加梯度‑散度算子形成修正后的控制方程继而获得新的离散化方程组和求解该线性方程组等过程，可快速精准地获得海洋下的电场分量Eax、Eay和Eaz，步骤精简；将梯度‑散度算子直接加入到双旋度方程中，修正后的双旋度方程可简化为拉普拉斯方程，能减少系数矩阵每行非零元素的个数，可以显著地减少迭代求解器的计算时间；采用本发明的正演方法，振幅和相位与参考解的最大误差小，精度高；不需要施加散度校正，控制方程满足散度条件；在频率很低的时候，本发明算法的优势更加明显。

摘要： 本发明涉及一种方位各向异性介质的地应力预测方法、装置、介质及设备，包括如下步骤：a基于方位各向异性介质和水平应变为零的假设，分析地应力与裂缝参数的定量关系；b基于方位各向异性介质的假设和AVO理论，分析纵波反射系数与裂缝弱度参数的定量关系；c基于褶积模型、贝叶斯确定性反演框架以及步骤b中的纵波反射系数与裂缝弱度参数的定量关系，反演裂缝弱度参数和背景基质弹性参数；d基于步骤c反演的背景基质模型参数以及步骤a中地应力与裂缝参数关系，计算地下地应力分布。本发明的纵波反射系数公式的自变量参数只有5个，大大减少了自变量参数的个数，降低了反演的自由度，可以应用到AVO反演领域。

摘要： 基于热导率各向异性介质的三维地温场数值模拟方法，构建内部包含三维异常体的三维棱柱体模型并对其进行网格剖分，根据热物理参数的分布情况，给三维棱柱体模型中的每个剖分节点的热物理参数赋值，其中热导率为张量；计算空间域背景场温度，将其作为初始空间域温度总场；基于热物理参数以及当前空间域温度总场计算空间波数混合域异常温度场；对空间波数混合域异常温度场进行二维傅里叶逆变换，得到空间域异常场温度；基于空间域背景场温度和空间域异常场温度，得到新的空间域温度总场；不断迭代，直至迭代获得的新的空间域温度总场满足迭代收敛条件。本发明实现了热导率各向异性介质的三维地温场高效、高精度的数值模拟。

摘要： 本发明公开了一种各向异性介质三维大地电磁正演方法及系统，该系统包括计算区域设定单元、计算区域剖分单元、导电率赋值单元、频率赋值单元、背景场计算单元、二次场计算单元、视电阻率和相位计算单元与输出单元。该系统在二次场计算过程中采用基于紧算子的迭代框架将二次电场逐步逼近真实的二次电场，得到满足误差条件的总电场后，再利用空间‑波数域磁场积分算法计算二次磁场。考虑了介质的各向异性，在正演时，采用了一个压缩紧算子，使得算法对于任意有损介质稳定收敛，能进行快速、准确的各向异性介质三维大地电磁数值模拟，能有效地提高各向异性介质三维大地电磁数据反演的精度和效率。本发明应用于导电率各向异性介质电磁数值模拟领域。

摘要： 本发明涉及油气勘探开发领域，具体公开了一种倾斜正交各向异性介质五维地震反演方法。该方法包括：步骤一，构建倾斜正交各向异性介质(TOA)刚度矩阵；步骤二，利用地震反射系数解析方法及TOA刚度矩阵，构建TOA介质反射系数方程；步骤三，利用TOA介质反射系数方程，建立TOA介质时频域分步反演正演模型；步骤四，构建五维地震时频域分步反演目标泛函，实现TOA介质的多参数反演。本发明方法提出的TOA介质反射系数方程能够适用于TOA介质，更符合实际裂缝储层特征；本发明方法创新了在贝叶斯框架下TOA介质地震时频域分步反演方法，可以更好利用地震资料信息，提高多反演参数的可靠性，最终为复杂裂缝型储层预测提供理论和方法支撑。

摘要： 本发明涉及通信天线技术领域，特别涉及一种基于各向异性介质的圆极化栅格天线。该圆极化栅格天线包括金属地面、馈电同轴线、微带贴片、传输线、块状扰动材料，多个微带贴片呈m×n阵列设置在金属地面上，块状扰动材料设置在微带贴片下方的介质中，每个微带贴片之间通过传输线相连，馈电同轴线设置在金属地面上并位于中心的微带贴片处。与现有的圆极化天线相比，本发明的圆极化栅格天线实现了更高的带宽和增益，更低的体积要求。

摘要： 本发明公开了一种各向异性介质射线中心坐标系中15°方程波场传播方法，属于地球物理勘探技术领域，本申请的方法包括以下步骤：步骤1：在平滑后的各向异性(TI)模型中通过射线追踪获得射线路径和射线旅行时；步骤2：根据步骤1中得到的射线路径，提取相应的各向异性模型，建立射线中心坐标系；步骤3：在步骤2提取出的各向异性参数模型中，对beam傍轴单向波进行正演模拟，然后，把射线中心坐标系中获得的波场投影回笛卡尔坐标系；步骤4：最终的波场通过合成所有beam内的波场来获得。本发明的优点在于：本申请可以达到传统qP波模拟的精度，不受高入射角的限制，在模拟复杂波场主要振幅方面的精度与qP波相似。

摘要： 本发明提供一种非平凡各向异性介质电磁场数值模拟方法及系统，通过电流密度散度约束项直接对麦克斯韦电磁场控制方程进行修正，使其更加完善，避免了求解过程中额外未知量或方程的求解，减少计算负担。本发明实施例中提供的方法，并不需要对电流密度散度进行校正，可以避免现有技术中在对非平凡各向异性介质进行电流密度散度校正时，错误校正场及校正后算法重启带来的校正失效，从而有效压制了低频应用中的电磁场伪解，显著提高了求解器的收敛速度与计算效率，极大缩短了求解时间，并保证了数值解的精确度，对复杂介质的电磁响应计算以及地下地质构造的精细反演成像等问题有重要意义。