1、模 型 正 演,匯報(bào)人：侯建全,匯報(bào)人：侯建全 200609,實(shí)現(xiàn)功能,地震模型正演方法介紹 二維建模及軟件運(yùn)行流程 三維建模軟件運(yùn)行流程 核心技術(shù),正演模擬方法,波動(dòng)方程有限差分 較適用于強(qiáng)非均勻介質(zhì)模型，任意復(fù)雜的地質(zhì)模型，考慮波傳播的動(dòng)力學(xué)特性對(duì)地震響應(yīng)的影響，模擬結(jié)果較精確，計(jì)算速度要求不高的情況。 射線追蹤方法 較適用于近似水平層狀介質(zhì)模型，主要考慮反射界面的地震響應(yīng)形態(tài)，對(duì)計(jì)算速度要求較高的情況。,射線追蹤法原理,費(fèi)馬原理 求解特征方程,= 穩(wěn)定值,其中,高斯射線束方法,高斯射線束 點(diǎn)源可以表示為高斯射線束的疊加,波動(dòng)方程有限差分法,1）聲波方程地震模型正演 2）彈性波方程地震模型

2、正演,有限差分模擬遇到的主要問(wèn)題： 模擬精度以及數(shù)值頻散問(wèn)題 人為邊界反射問(wèn)題 穩(wěn)定性 計(jì)算效率問(wèn)題,1）高階差分聲波模擬中數(shù)值頻散問(wèn)題理論分析,將平面諧波代入二維聲波差分方程，可以得到相速度空間頻散曲線（設(shè) ）：,影響因素： 一個(gè)波長(zhǎng)內(nèi)離散點(diǎn)數(shù)、差分精度、傳播方向,高階差分法聲波模擬,=,高階差分系數(shù)的確定：,傳統(tǒng)2階,2M階,數(shù)值頻散試驗(yàn)dx=dz=10m, dt=1ms，高階差分效果好,不同差分精度時(shí)間頻散曲線,例子：V=3000m/s，f=50hz，則波長(zhǎng)為60m，要保證空間頻散較低，dx取10m。但穩(wěn)定性要求 ，即 ，若取dt=1.8ms，則dt/T=0.09。實(shí)際模擬中的頻散主要由

3、空間離散引起。,不同差分精度空間頻散曲線,算法穩(wěn)定性問(wèn)題,穩(wěn)定性問(wèn)題是數(shù)值求解波動(dòng)方程的基本問(wèn)題。數(shù)值計(jì)算過(guò)程中離散參數(shù)選擇不合理，造成模擬結(jié)果網(wǎng)格頻散嚴(yán)重，影響對(duì)問(wèn)題的分析。因此，需要知道計(jì)算穩(wěn)定的離散參數(shù)區(qū)域，即分析解法的穩(wěn)定性。,2D聲波2N階空間差分精度的理論上的穩(wěn)定性條件：,模擬實(shí)例,Marmousi 模型,Marmousi模型最小偏移距x0=200m剖面（SEG/IFP）,Marmousi模型最小偏移距x0=200m剖面（SeisWay）,兩種方法對(duì)比,SEG,SeisWay,3D聲波模擬 （顯示：初至切除+AGC）,2）彈性波波動(dòng)方程數(shù)值模擬,矢量波傳播 彈性波方程較聲波方程更準(zhǔn)

4、確地描述了地震波在固體介質(zhì)中的傳播 巖性勘探的要求 多波多分量勘探的發(fā)展,交錯(cuò)網(wǎng)格高階差分法彈性波模擬,彈性波模擬比聲波模擬困難,在于: 算法穩(wěn)定性與介質(zhì)泊松比有關(guān) S波速度更低，頻散更嚴(yán)重 震源實(shí)現(xiàn)較困難,措施-交錯(cuò)網(wǎng)格技術(shù) 高階差分方法,措施之一：交錯(cuò)網(wǎng)格,精度為 的交錯(cuò)差分網(wǎng)格,時(shí)間上交錯(cuò),空間上交錯(cuò),措施之二：時(shí)間高階差分,其中，2M為時(shí)間差分精度。,彈性波交錯(cuò)網(wǎng)格高階差分頻散理論分析,將縱波位函數(shù) 代入交錯(cuò)網(wǎng)格高階差分方程，可以得到縱波數(shù)值頻散曲線：,影響因素： 一個(gè)波長(zhǎng)內(nèi)離散點(diǎn)數(shù)、差分精度、傳播方向 、泊松比,不同空間差分精度P波空間離散數(shù)值頻散曲線,交錯(cuò)網(wǎng)格不同差分精度空間頻散曲

5、線,2D彈性波2M階空間差分精度的理論上的穩(wěn)定性條件,提供地下P波信息,提供地下S波信息,垂直分量與水平分量模擬記錄,縱橫波分離后PP波與PS波模擬記錄,提供地下P波信息,提供地下S波信息,模型,水平分量,垂直分量,彈性波模擬實(shí)例,水平分量,垂直分量,實(shí)現(xiàn)功能,地震模型正演方法介紹 二維建模及軟件運(yùn)行流程 三維建模軟件運(yùn)行流程 核心技術(shù),模型正演流程,建立模型,定義地質(zhì)屬性,定義觀測(cè)系統(tǒng),地震正演模擬,參考SEGY剖面建立地震模型,逆斷層模型,透鏡狀砂體模型,正花狀構(gòu)造模型,建立各種不同的二維模型,波動(dòng)方程法模型示例一,水平層狀模型,正演模擬炮記錄,模型示例二,逆斷層模型,正演模擬炮記錄,射線

6、追蹤模擬記錄,射線追蹤路徑,射線追蹤法模型一,模型示例二(逆斷層),實(shí)現(xiàn)功能,地震模型正演方法介紹 二維建模及軟件運(yùn)行流程 三維建模軟件運(yùn)行流程 核心技術(shù),綠山建模過(guò)程,輸入測(cè)線 編輯地層線 網(wǎng)格化地層生成2D 剖面 輸入層的屬性 根據(jù) 2D 剖面生成網(wǎng)格化界面 參考 SEG-Y 地震數(shù)據(jù)來(lái)拾取定義層位 根據(jù)網(wǎng)格化后的層位文本文件直接輸入 可從幾個(gè)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)(Geoquest, LandMark)輸入界面模型 生層三維模型,同類(lèi)軟件三維建模介紹,三維地震建模流程,1、設(shè)置模型范圍,根據(jù)工區(qū)的實(shí)際,可以建立深度模型和時(shí)間模型.如下圖,可以選擇合適的深度單位。,通過(guò)手工輸入模型范圍，也可以通過(guò)導(dǎo)入該

7、工區(qū)所設(shè)計(jì)的觀測(cè)系統(tǒng)確定模型范圍；模型范圍確定后可以生成初始的三維模型。,顯示初始模型,2、創(chuàng)建剖面,3、層位編輯,4、模型網(wǎng)格化,創(chuàng)建三維地震模型是根據(jù)有限的控制點(diǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)一定的網(wǎng)格化算法,計(jì)算出符合模型要求的地層數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)對(duì)多種網(wǎng)格化算法優(yōu)缺點(diǎn)的比較，選擇了四種網(wǎng)格化算法，根根據(jù)地層特征的不同，選擇不同網(wǎng)格化算法。,克里格 反距離 多元二次函數(shù) Delaunay三角剖分,介質(zhì)定義,根據(jù)工區(qū)實(shí)際地質(zhì)情況,可一估算出各層橫波和縱波速度以及各層的密度.然后,可以對(duì)這一屬性進(jìn)行定義。,5、模型顯示,通過(guò)OPENGL庫(kù),實(shí)現(xiàn)對(duì)三維模型的放大 、縮小、旋轉(zhuǎn)等操作，可以對(duì)地層進(jìn)行材質(zhì)和紋理處理，以達(dá)到真實(shí)模擬地層的目的。,三維模型觀測(cè)系統(tǒng)加載,顯示射線路徑,覆 蓋 次 數(shù) 對(duì) 比,CMP,CRP,CRP面元信息分析,偏移距覆蓋次數(shù),方位角,開(kāi)發(fā)三維模型正演模塊,在Linux系統(tǒng)下開(kāi)發(fā)并行的三維射線追蹤方法、波動(dòng)方程方法（聲波、彈性波）的正演模擬功能； 進(jìn)一步完善三維建模功能，并實(shí)現(xiàn)與多種軟件系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)的接口，豐富模型功能； 完善照明度分析方法。通過(guò)照明度分析、CRP面元分析，指導(dǎo)觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高軟件系統(tǒng)技術(shù)含量。,Linux系統(tǒng)二維模型正演,實(shí)現(xiàn)功能,地震模型正