简介：传统上，有限差分的差分系数一般可以通过泰勒级数展开法或优化方法来极小化频散误差得到。基于泰勒级数展开的差分法在有限的波数范围内精度较高，但在这个范围之外会产生较强的数值频散；基于最小二乘的优化有限差分法能在更大的波数范围内达到较高的精度，并可以在较小的计算需求内获得全局最优解。本文将基于最小二乘的优化有限差分法从二维正演模拟推广到三维，形成了计算效率高、高精度范围宽、适合并行计算的三维声波优化有限差分方法。频散分析及正演模拟表明本文发展的有限差分方法可以很好地压制数值频散。最后，将本文发展的有限差分方法应用到三维逆时偏移的震源波场延拓和检波点波场延拓中，并结合有效边界存储策略与checkpointing技术在GPU集群上实现三维逆时偏移以提高计算效率、减少存储量。三维逆时偏移试算结果表明本文三维优化有限差分方法与传统的有限差分法相比可以获得更高精度的偏移成像结果。

简介：本文以中观孔隙结构的White模型为基础，构建了部分饱和孔隙介质模型，利用Biot方程的建立思路和Johnson推导的体变模量，推导了部分饱和孔隙介质中的纵波方程，并以平面波为例，求取了方程的衰减系数，分析了地震勘探频带范围内地震波的衰减特性。结果表明：在部分饱和孔隙介质中，地震波在低频段也会发生明显的衰减和频散现象，频率越大，衰减越大；且第二纵波的衰减比第一纵波更为明显；这一结论弥补了Biot理论在描述地震勘探频带范围内波的衰减现象的不足。文中还研究了孔隙度、饱和度和模型内径尺寸对第纵波衰减特性的影响机理，主要表现在在地震勘探频带范围内，波的衰减随孔隙度的增大而增大，随含油气饱和度的增大而减小，当孔隙内径尺寸小于二分之一外径尺寸时，波的衰减随内径尺寸的增大而增大，当内径尺寸大于二分之一外径尺寸时，波的衰减随内径尺寸增大而减小。

简介：现阶段的叠前地震反演技术中用于描述反射系数与纵、横波速度和密度之间的关系几乎完全是Zoeppritz方程的近似式，由于这些近似公式在大角度和弹性参数变化剧烈时误差较大，这不仅降低了反演解的精度，而且增加了叠前反演的多解性。本文探索了直接利用Zoeppritz方程求解精确反射系数的理论方法，并基于广义线性反演理论详细推导了基于叠前大角度地震资料的纵、横波速度和密度三参数同步反演算法，同时在反演过程引入正则化约束阻尼因子和共轭梯度算法，有效降低了反演的不适定性和提高了反演收敛性。理论模型试算和实际工区应用表明，本文提出的反演方法能够有效利用大角度（一般入射角〉30°）的叠前地震数据，获得更精确的地震弹性参数反演结果，并且反演结果忠实于地震资料，与井吻合较好。