二維地震正演模擬方法技術(shù)研究.pdf

1、地震正演模擬是地震數(shù)據(jù)采集、處理、解釋三大環(huán)節(jié)的分析基礎(chǔ)，可為地震數(shù)據(jù)采集、處理、解釋提供理論依據(jù)以及科學(xué)的評估方法。通過地震正演模擬，可以檢驗采集設(shè)計的合理性，處理和解釋成果的可靠性以及反演方法和結(jié)果的正確性。 正演模擬的主要研究方法分為射線追蹤法和波動方程法。射線追蹤法主要理論基礎(chǔ)是幾何光學(xué)，在高頻近似條件下，地震波的主能量沿射線軌跡傳播，主要優(yōu)點是計算速度快，所得地震波的傳播時間比較準(zhǔn)確。 采用波動方程理論模擬地震

2、波的傳播，不僅能保持地震波的運動學(xué)特征，還能保持動力學(xué)特征。有限差分法是基于差分原理的一種數(shù)值計算法。有限差分法是一種求解波動方程的快速有效方法，可以很好地適應(yīng)劇烈變化的地下介質(zhì)情況，而且地質(zhì)模型的復(fù)雜程度并不影響運算速度。 本文在詳細分析了地震數(shù)值模擬基本理論和方法技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對二維正演模擬進行了研究，詳細論述了射線追蹤方法和波動方程方法的基本原理，并分別論述了其基本算法。其中在二維波動方程的正演模擬中，對不同階精度有限差

3、分算子進行了推導(dǎo)，對差分格式的穩(wěn)定性及邊界條件進行了討論。最終在Windows平臺上，利用C++和Fortran語言，并在前人工作的基礎(chǔ)上，完成了兩點射線追蹤試射法和時間方向四階精度有限差分正演算法功能模塊，經(jīng)多種模型的測試，計算結(jié)果正確，算法穩(wěn)定，適應(yīng)性較好。 文中結(jié)合能源勘探和工程勘查中可能存在的地質(zhì)問題，設(shè)計了多種地質(zhì)模型，包括斷層模型、透鏡體模型、薄層模型以及空洞模型等，分別進行了射線和有限差分法正演模擬，并對其效果進行