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1.
地震波全波形反演是当今地质构造反演的潮流。在层析成像等为其提供初始模型的预处理中,地震波初至走时是一个非常重要的物理量。因而,高效高精度且稳定的走时计算方法对于各向异性建模具有重要的研究意义。为实现高效高精度且稳定的走时计算,首先利用扰动理论及泰勒公式将具有垂直对称轴的横向各向同性（VTI）介质程函方程展开,得到走时解;然后引入各向同性快速推进法（fast marching method,FMM）,运用改进后的迎风差分格式求取差分格式黏滞解获取单点走时。结合窄带推进技术,得到了一种新的基于快速匹配法的VTI介质走时计算方法。通过对均匀弱各向异性模型计算结果和解析值的对比,评估了其误差,相对误差稳定于0.5%以下。针对该方法的有效性和稳定性,对层状介质模型和盐丘模型反射波走时进行了试算,取得了较好的效果。理论分析和模型试算表明,该方法对VTI介质走时计算具有较高的精度,能够应用于各向异性层析成像和全波场偏移等研究中。 相似文献
2.
孙建国 《吉林大学学报(地球科学版)》2021,51(1):1-12
为解决深海水体速度建模问题，建立了两个利用Munk公式和海底反射走时反演深海水体速度的反演理论，一个是射线走时反演理论，另一个是波动方程走时反演理论。具体地讲，是建立了地震波走时关于Munk参数的Fréchet导数和海森矩阵公式。为得到射线走时的Fréchet导数和海森矩阵，利用了3种不同的方法，即变分法、微扰法和Taylor级数展开法。这3种方法在理论上完全等价，其最终结果也完全相同。为得到波动方程走时反演理论中的Fréchet导数和海森矩阵，利用复合函数求导的链式法则对文献中的有关结果进行变换，以将其从面向速度本身的Fréchet导数和海森矩阵变换为面向Munk参数的Fréchet导数和海森矩阵。此外，还提出了实现利用Munk公式和海底反射走时构建深海水体声速剖面的5个策略，包括利用解析公式计算海底反射走时的由下至上的射线追踪策略，选用最简单的海底边界条件把数值模拟区域限定为水体的策略，用已知的深海声道轴深度和交替反演策略将四参数反演问题转简化为单参数反演问题的策略，由点到面，利用一维声速剖面公式实现深海水体的维速度建模的策略，以及用最简单的算法实现走时反演的最优化计算策略等。与常规走时反演相比，利用Munk公式进行的海底反射走时反演最多只需要反演4个参数，并可利用交替反演将四参数反演化为单参数反演，大大地减少了走时反演的计算量。 相似文献
3.
二维地层结构和速度的走时反演 总被引：1，自引：0，他引：1
介绍了在倾斜均匀各向同性层状介质情况下，根据地震反射走时反演二维地层结构和地层一地震射线层析成像方法－走时反演。正演模型射线追踪是根据Ｆｅｒｍａｔ原理实现的，即求解满足该原理的非线性方程组得到射线与界面的交点，进而计算相应的走时。反演是先假设一初始模型，用最优化方法使射线追踪走时的残差极小。最后计算了分辨矩阵和信息密度矩阵，以评价反演结果。对有噪情形也进行了反演。 相似文献
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5.
根据各向异性介质的扰动理论来计算走时。首先简述各向异性介质的扰动理论，并推导非退化和退化情况的相速度扰动公式，而走时扰动可表示为沿未扰动介质中的射线路径的积分；当未扰动介质选为均匀各向性介质时，计算就较为简化。所给的数值例了证明了相速度扰动公式和走时计算公式的正确性。 相似文献
6.
介绍了在倾斜均匀各向同性层状介质情况下,根据地震反射走时反演二维地层结构和地层速度的地震射线层析成像方法——走时反演。正演模型射线追踪是根据Fermat原理实现的,即求解满足该原理的非线性方程组得到射线与界面的交点,进而计算相应的走时。反演是先假设一初始模型,用最优化方法使射线追踪走时与观察走时的残差极小。最后计算了分辨矩阵和信息密度矩阵,以评价反演结果。对有噪情形也进行了反演。 相似文献
7.
根据各向异性介质的扰动理论来计算走时。首先简述各向异性介质的扰动理论，并推导非退化和退化情况的相速度扰动公式，而走时扰动可表示为沿未扰动介质中射线路径的积分；当未扰动介质选为均匀各向同性介质时，计算就较为简化。所给的数值例子证明了相速度扰动公式和走时计算公式的正确性。 相似文献
8.
裂隙型单斜介质中弹性系数的计算及波的传播特性研究 总被引：3，自引：1，他引：3
根据Hudson等关于裂隙介质弹性系数计算的扰动理论及Bond变换矩阵原理，给出了各向同性介质中含多组垂直裂隙时等效弹性系数的计算方法。计算了含两组斜交的垂直裂隙形成的单斜各向异性介质中的等效弹性系数，并根据Christoffel方程推导、得出水平面内平面波传播的相速度和群速度随方位变化的特性。 相似文献
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本文详细回顾了克利斯托费尔方程(Christoffel)的推导.在此基础上,提炼出时空域和频率域克利斯托费尔方程,前者可作正演计算介质的相速度,后者可计算介质的群速度.并计算了横观各向同性介质的相速度和群速度.最后对无损耗各向异性介质的相速度和群速度的关系进行了简单讨论. 相似文献
10.
作为一种模拟地震波走时的传统途径，射线追踪不仅对地震波理论研究具有重要意义。而且也可直接应用于地震波反演及偏移成像等过程。在一般条件下，射线追踪只能用数值方法来实现，但当介质上具有垂向不均匀性时，射线路径及其走时可以由解析式给出。根据适当的解析公式，可建立反射点和射线路径以及走时之间的关系，并用VC^ 6．0编制了基于图形界面的计算程序。这些工作对于逐步开发地震波的偏移和反偏移程序具有基础性的意义。 相似文献
11.
We present the mathematical deduction and properties of the mean traveltime curves for homogeneous elliptical anisotropic
media. These curves generalize their isotropic counterparts which have been introduced in the past as a simple data quality
analysis technique at the pre-inversion stage for 2D transmission experiments, allowing the inference of prior velocity models
to gain stability at the tomographic inversion. Also, the anisotropy parameters (maximum velocity, anisotropic direction and
ratio) are shown to affect the shape of these curves. The degree of asymmetry of the anisotropic mean traveltime curves (displacement
of the mean time and standard deviation minima from the middle of the gathering line) is related to the direction of anisotropy
which can then be visually estimated. Least squares’ fitting of the anisotropic theoretical models to their experimental counterparts
is an effective method to estimate at the pre-inversion stage a macroscopic elliptical anisotropic velocity model, valid at
the scale of the experiment, and able to match the experimental mean traveltime distribution.
Sensitivity analysis has shown that the mean curve is less prone to errors than the standard deviation curve. Parameter identification
from the standard deviation curve becomes unstable for noise levels higher than 5%; data errors produce smearing of the value
of the estimated anisotropy ratio and wrong directions of anisotropy biased towards zero degrees. Also, identification from
the mean traveltime curve becomes stable when the maximum velocity is well constrained. Finally, this methodology is illustrated
with the application to the Grimsel data set. Performing MTC analysis is always recommended since it does not need high numerical
requirements, and as shown in the sensibility analysis section, errors in data can be misinterpreted as geological anisotropies.
J.L. Fernández Martínez is a visiting professor at UC Berkeley, Department of Civil and Environmental Eng., CA 94720-1710. 相似文献
12.
纵波VTI介质各向异性参数的求取 总被引：2，自引：0，他引：2
在新疆塔里木盆地某地区的宽方位三维地震数据中,通过速度分析和不同炮检距范围数据的叠加剖面的比较,发现了各向同性基于双曲线时差曲线的NMO动校正时,远炮检距数据存在比较大的剩余动校正量。分析表明,是由于VTI介质火成岩的各向异性和垂向速度变化引起非双曲线时差。应用纵波短排列地震数据求取的均方根动校正速度,分别以扫描法和旅行时法得到了各自相互验证的各向异性参数。最后,利用所提取的各向异性参数,进行VTI介质各向异性速度分析、动校正和成像,剩余动校正得到消除,成像质量得到明显改善。 相似文献
13.
投影解析速度建模 总被引：1，自引：0，他引：1
当今地球动力学的研究已逐步引起重视 ,尤其是高新探测技术的发展 ,将会大大加快其研究步伐。地球物理勘探作为重要的探测技术之一 ,已在该领域做出了重要贡献 ,比如能源探测、环境保护、防灾减灾工作中都需要物探技术。文中就地震勘探领域中地震波成像前沿技术———深度偏移的核心问题———速度模型的建立展开深入的研究。在分析现有方法缺陷的基础上 ,提出投影解析速度建模方法。该方法建立在两个重要事实依据之上 :(1)地震波旅行时误差是由描述地下反射界面的深度误差和描述地层的速度误差共同引起的 ;(2 )在反演中要保证零炮检距旅行时不变。在局部平面波前假设和拉东投影原理下 ,导出由旅行时误差计算界面深度误差和速度误差的解析公式。该方法可保证界面深度和层速度同步快速收敛。与现有方法相比 ,该解析法可以明显提高计算效率 ,且应用效果相当明显。 相似文献
14.
井间地震走时波形层析成像方法 总被引：2，自引：1，他引：2
提出了井间地震走时波形顺序反演方法。该方法先利用井间地震走时反演得到速度模型的低频成分 ,然后用井间地震波形反演获得速度模型的高频成分。数值模型试验和实际应用结果表明 ,该方法反演稳健 ,提高了走时成像的分辨率 ,克服了波形成像易于陷入局部极小的缺陷 ,实现了快速高分辨率成像。 相似文献
15.
16.
局部异常体井间地震走时层析成像研究 总被引：1，自引：0，他引：1
通过数值模拟试验 ,验证了利用井间地震走时层析成像方法技术可以分辨线性尺度为1个像元宽度的目标 ;讨论了表层低速带对基岩中异常体地震走时层析成像分辨率的影响 ;给出了高分辨率探测局部异常体井间地震走时层析成像方法技术 ,即最佳的观测系统、有效的数据采集技术、精细的数据预处理和优化的正反演算法。通过实际工程应用表明 ,该方法技术具有良好的效果 相似文献
17.
《International Geology Review》2012,54(12):1073-1086
The geologic structure of the Earth's upper crust can be revealed by modeling variation in seismic arrival times and in potential field measurements. We demonstrate a simple method for sequentially satisfying seismic traveltime and observed gravity residuals in an iterative 3-D inversion. The algorithm is portable to any seismic analysis method that uses a gridded representation of velocity structure. Our technique calculates the gravity anomaly resulting from a velocity model by converting to density with Gardner's rule. The residual between calculated and observed gravity is minimized by weighted adjustments to the model velocity-depth gradient where the gradient is steepest and where seismic coverage is least. The adjustments are scaled by the sign and magnitude of the gravity residuals, and a smoothing step is performed to minimize vertical streaking. The adjusted model is then used as a starting model in the next seismic traveltime iteration. The process is repeated until one velocity model can simultaneously satisfy both the gravity anomaly and seismic traveltime observations within acceptable misfits. We test our algorithm with data gathered in the Puget Lowland of Washington state, USA (Seismic Hazards Investigation in Puget Sound [SHIPS] experiment). We perform resolution tests with synthetic traveltime and gravity observations calculated with a checkerboard velocity model using the SHIPS experiment geometry, and show that the addition of gravity significantly enhances resolution. We calculate a new velocity model for the region using SHIPS traveltimes and observed gravity, and show examples where correlation between surface geology and modeled subsurface velocity structure is enhanced. 相似文献
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The Ou Backbone Range strikes northwards through the central northeastern Japan arc and is bounded on both sides by the active reverse Uwandaira and Sen'ya faults. We have applied a traveltime inversion method (seismic tomography) with spatial velocity correlation to active and passive seismic data in order to investigate a three-dimensional (3-D) velocity structure. The data set contains 33,993 P- and 18,483 S-wave arrivals from 706 natural sources and 40 blasts, as well as 2803 P-wave traveltime data from 10 explosions detonated during the 1997 controlled source experiment. The traveltime inversion reveals a zone beneath the Ou Backbone Range in which P-wave velocities (VP) are approximately 6–8% lower than the average velocity at equivalent depths. The low VP and a low VP to S-wave velocity (VS) ratio (VP/VS) of about 1.65 suggest the presence of aqueous fluids in the middle crust. 相似文献
19.
The procedure of fitting an ellipsoid to vitrinite reflectance anisotropy is described. Several authors on this subject use
incorrect fitting formulae. The correct formulae are given and a least- squares procedure is developed to give confidence
regions for the principal reflectances and their orientations. A FORTRAN program is offered that computes the principal reflectances
using the correct formulae. A test is constructed for whether the principal reflectance orientations are the same at two locations.
Because of the ellipsoid shape, the reflectance anisotropy can be compared to the strain ellipsoid. As an example, the methods
are used to compare two coal blocks from an openpit mine in Alberta, Canada. The test shows that the principal reflectances
of the two blocks have different orientations, indicating that the orientation of the principal strain axes is different at
the two sites. 相似文献