《多层介质vsp正演方法研究》开题报告.doc

本科毕业设计(论文)开题报告题目多层介质VSP正演方法研究学生姓名院(系)油气资源学院专业班级指导教师完成时间2009年3月15日要求1、开题报告是毕业设计(论文)的总体构想，由学生在毕业设计(论文)工作前期独立完成。2、开题报告正文用A4纸打印，各级标题用4号宋体字加黑，正文用小4号宋体字，20磅行距。3、参考文献不少于5篇(不包括辞典、手册)，著录格式应符合GB741487文后参考文献著录规则要求。4、年月日等的填写，用阿拉伯数字书写。要符合关于出版物上数字用法的试行规定，如“2005年2月26日”。5、所有签名必须手写，不得打印。1课题的意义2国内外研究现状3毕业设计(论文)的主要内容4所采用的方法、手段以及步骤等5阶段进度计划。1课题的意义垂直地震剖面(VSP)是一种井中地震观测技术。与地面地震相比，VSP资料的信噪比高，分辨率高，波的运动学和动力学特征明显。VSP技术提供了地下地层结构同地面测量参数之间最直接的对应关系，可以为地面地震资料处理解释提供精确的时深转换及速度模型，为零相位子波分析提供支持。多层介质的VSP正演模拟能够对波场进行理论研究，指导野外数据采集工作设计和帮助资料处理解释。VSP相对于地面地震而言，具有以下优势地震波单程衰减，地震信号频率较高；检波器深度定位，提高了速度分析精度；检波器离目的层更近，保证了振幅信息畸变小；三分量检波器采集，能得到PP、PSV波成像数据体；可以估算各向异性参数。为了提高工作时效，降低施工成本，发展了三维VSP与三维地震数据采集一体化技术。由于资料来自同一个震源，具有很好的相关性，加大了资料的可对比性，为三维VSP与三维地震数据处理解释一体化奠定了基础。VSP资料的应用主要包括两个方面一是做地质解释，它与地面地震相比，具有方法简便精度较高的特点；二是进行地层岩性的解释。从VSP中可以提取丰富又比较准确的地质及岩性多种信息，是其他方法不能比拟的，这也是VSP得到很快发展和应用的主要原因。已知地下某一深度有某种形状和大小的地质体，求其在地面引起的物理场异常称为正演；根据地面的物理场异常，来推断地下地质体的深度和大小形状称为反演。我们知道各种物探资料都要经过反演解释，才能用于解决地质问题或者寻找油气、矿藏资源。而正演是反演的基础，本文研究多层介质的VSP正演，可以为反演奠定基础，进而间接的应用于寻找油气和解决相关的地质问题。利用VSP正演能够对VSP的波场特征进行理论研究、指导VSP野外数据采集的工作设计。总之，VSP正演方法对VSP技术的发展起着相当重要的作用，因此研究VSP正演方法具有十分重要的现实意义。2国内外研究现状从五十年代开始，经过六十年代到七十年代，苏联的加尔彼林一直进行坚持不懈的努力，从而研制了VSP观测的专门的仪器系统试验了成套的野外工作方法。1973年，加尔彼林的专著垂直地震剖面给VSP的发展奠定了基础。VSP地震勘探技术自20世纪80年代在世界范围内广泛应用至今，常规的VSP测量包括零井源距VSP和非零井源距(非零偏)VSP。现今出现了如下几种VSP技术①变井源距(变偏移距)VSP，②方位VSP，③三维VSP，④随钻VSP，⑤针对海上斜井的方向VSP，⑥在各向异性方面具有独到长处的多分量VSP。VSP技术总的发展趋势是向“四多”“多测线、多分量、多方位、多偏移距”的方向发展，呈现点线体的发展趋势。除此之外，VSP还在继续向前发展，其主要发展方向是仪器设备正在进一步改善；伴随计算机技术的发展，在理论、资料处理和解释方面进一步完善。现有的VSP技术主要有①描述储层裂缝的多方位VSP方法，②逆VSP与VSP随钻测量技术，③多分量VSP技术，④套管井VSP技术，⑤高频VSP与地面地震资料综合应用等。当今勘探和开发工作面临的挑战需要高精度，高清晰度和高可信度的技术，VSP技术是可供选择的方法之一。提高时效、降低成本、扩大应用领域是推广VSP技术的前提，为了达到此目的，在资料采集方面要发展和完善多级检波器组合技术，增加叠加次数，改进资料质量，还要进一步发展VSP资料采集同地面地震联合作业的技术。正演模拟方法主要包括两大类，即波动方程法和几何射线法。波动方程法模拟的地震波场包含了地震波传播的所有信息；射线追踪法主要考虑地震波传播的运动学特征。目前正演模拟大多用简单的褶积类正演方法来模拟目的层段的合成记录，与实际情况相似性较差。准确的方法应是用波动理论按实际野外观测系统进行炮集记录的模拟，并对炮集记录进行速度分析、水平迭加、偏移得到合成记录，再与实际资料反复对比修正，从而大大提高解释结果的准确度。3毕业设计(论文)的主要内容本次毕业论文主要着眼于多层介质VSP正演方法的研究，多层介质是指三层或者更多层的水平、倾斜介质地层，各层介质地层最基本的特征是地震波在其中的传播速度不同。该毕业论文主要讨论三层介质的几种情况①三层介质都是正倾方向且倾角相同，②三层介质都是正倾方向但倾角不同，③三层介质有正倾方向的也有反正倾方向的，④三层介质都是反正倾方向且倾角相同，⑤三层介质都是反正倾方向但倾角不同。论文中正演采用的基本方法是射线追踪和试射法，具体做法是通过MATLAB构造射线追踪正演程序，并通过MATLAB的成图功能对射线追踪的实现过程成图。射线追踪就是把震源发出的地震波当作是一条条的射线，不考虑它的波动性，遇到界面产生反射和透射，然后再利用检波装置接收反射波，得到时间序列，从而模拟地震道进行地震解释的方法。针对单层介质的情况考虑从震源发出的地震波是按射线路径传播，给定初始入射角，当地震波入射到界面后，反射回地面，计算出射地面点与检波点的距离差，如果小于给定误差则得到要求的结果了。如果大于给定误差则需根据误差的正负调整入射角，直达满足要求为止。多层介质情况要考虑透射角，原理与单层介质相同。层状介质中射线追踪理论，是通过改变射线入射角的大小来完成对目的接收器追踪的，这是一种很成熟的方法。但在实际的操作中怎样实现对角度的调节一直是个问题，如果把对角度的调整通过一定的方法，转换成对第一反射层上点的调整，通过对这些点的循环，来实现对目的道、目的层的追踪，那么就达到了简化计算的目的了。本文就是基于上这一思路，采用基于第一界面的射线追踪方法，通过编写程序，实现对直达波、透射波和反射波的射线路径追踪。并设计了多种层状模型，来证明这个方法和程序的正确性。二维地震射线追踪，就是指在二维层状空间内，以几何地震学为基础，将从炮点传到反射层，经反射，折射后传到接收点的波离散成为线性传播的一条条射线，通过对射线路径和射线到时的研究，来反映地下介质的分布情况。本论文以二维地震射线追踪为理论基础，利用试射法，通过MATLAB编程正演各种地层情况的地震波旅行时，求解出反射点的坐标。4．所采用的方法﹑手段以及步骤等本文首先构建VSP正演模型，根据射线追踪正演法合成非零偏VSP资料的原理，通过MATLAB编程正演不同模型的地震响应。论文共分为五章加以阐述第一章主要介绍垂直地震剖面VSP技术的发展概况及其实际意义；第二章详细介绍利用射线追踪正演法合成非零偏VSP资料的原理、试射法的原理及其实现步骤；第三章构建VSP正演模型，给出论文中用到的一些基本假设；第四章重点是利用试射法和MA