随机非均匀介质地震散射波场的研究

《随机非均匀介质地震散射波场的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：P631.4单位代码：11414学号：2012315021题目随机非均匀介质地震散射波场的研究学科专业地质资源与地质工程研究方向地球物理勘探博士生孟祥翠指导教师王尚旭教授二○一七年五月TheStudyonSeismicScatteringWavesinRandomHeterogeneousMediaDissertationsubmittedtoChinaUniversityofPetroleum,BeijinginpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofDoctorofEn

2、gineeringByMengXiangcui（GeologicalResourcesandGeologicalEngineering）DissertationSupervisorProf.WangShangxuMay,2017博士学位论文独创性声明郑重声明：本博上学位论文是作者个人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人和集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得中国石油大学或者其它单位的学位或证书所使用过的材料。对本研究做出贡献的个人和块体，均已在论文中做了明，确的说明并表示

3、」谢意。作者和导帅完全意识到本声明产生的法律后果并承担相应责任。作者签名：�氢＿＿日期：上丑LJ.j导师签名：�斗�日期：之过］一u博士学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解中国石油大学（北京）学位论文版权使用的有关规定，使用方式包括但不限于：学校有权保留并向有关部门和机构送交学位论文的复印件和电子版：允许学位论文被查阅和借阅：学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文：可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。本学位论文作者如需公开出版学位论文的部分或全部内容，必

4、须征得导师书一面同意，且须以中国石油大学（北京）为第署名单位。作者签名：:伍杠旯日期：为17,G./导师签名：乏乏斗己仁日期：左w-I-摘要摘要在复杂的地震探勘区域，地下介质富含小尺度的非均质体，像发育孔缝结构的碳酸岩储层、河道砂体储层以及冻土区可燃冰储层。这些小尺度非均质体基本上是随机分布的且尺度较小，因此，传统的地震成像技术无法分辨这些非均质体。地震波在这类随机非均匀介质中传播时会发生多次散射，产生地震尾波（Coda波）。由于Coda波相位是随机的，在传统的地震勘探中一般将Coda波视为噪声予以消除或者被忽略掉。但是，大量的研究表明，地震

5、散射波的能量（包络）与随机介质的统计属性密切相关。因此，可以利用散射波包络的变化，来反演随机介质的属性参数，例如非均质体的特征长度（表征非均质体大小）和扰动强度（表征非均质体速度/速度变化程度）。该研究工作非常必要且有意义，因为只有获知地下非均匀介质的属性参数，才能更好的了解和描述地下非均匀介质，才能准确的评估非均质储层的油气含量。本论文主要针对随机非均匀介质地震散射波能量建模，以及随机非均匀介质统计参数反演两个方面，开展了研究工作。首先，介绍了小尺度非均匀介质建模理论－随机介质模型，并讨论了地学中常用的高斯型、指数型以及vonKarman型

6、随机模型的特点。然后，研究了随机介质中的地震散射波能量建模方法－辐射传输理论，给出了声波辐射传输方程，介绍了求解辐射传输方程的蒙特卡洛模拟方法。为了使该建模方法更加实用，研究推导了多层模型对应的边界条件，并给出了蒙特卡洛模拟的解决方案。接下来，为了检验声波辐射传输蒙特卡洛方法的正确性，设计了若干随机模型，将声波辐射传输蒙特卡洛模拟的结果与声波方程有限差分模拟的结果进行对比，结果表明：辐射传输蒙特卡洛模拟的结果与有限差分模拟的结果吻合比较好，而且，相比于声波方程有限差分数值模拟，辐射传输蒙特卡洛模拟的计算成本远小于有限差分数值模拟。因此，辐射传

7、输蒙特卡洛模拟是一种有效的随机质地震散射波能量建模方法。最后，探索利用随机介质地震散射波数据来获取随机介质统计参数－特征长度和扰动强度。本文基于辐射传输蒙特卡洛数值模拟采用网格扫描的方法来反演随机介质统计参数。通过井间地震数值模拟实验探索和研究了该方法，为了综合考虑直达波和Coda波的能量在反演过程中的贡献，对已有的目标方程进行了修正，修正后的目标方程使反演结果更加收敛于准确值。随后，通过物理模型实验采集到随机非均匀介质透射波的数据，根据采集到的地震数据估算了该随机介质的相关长度和扰动强度。反演结果和模型的真实值吻合的很好，表明基于辐射传输蒙

8、特卡数值模拟的随机介质统计参数反演是可行的且有效的。关键字：随机非均匀介质；特征长度；扰动强度；辐射传输理论；蒙特卡洛模拟-II-ABSTRACTTheStudyo