广角反射地震资料处理方法研究及地壳结构反演

论文摘要

本文就广角反射地震资料处理,进行了在大炮检距情况下对旅行时精确计算的方法以及利用旅行时数据对地层参数——层速度、层厚度反演的研究。首先讨论了对大炮检距的精确计算方法。根据时距关系的参数方程,计算针对某一确定炮检距,相应旅行时的计算需要确定对应的射线参数,而对于初始入射角的估算,其结果精度不高,在大炮检距情况下对旅行时计算的精度影响很大。采用泰勒展开式高阶项非双曲性的计算方法既可免去射线参数计算的问题又可达到理想的精度。而对于泰勒展开式的系数计算,有解析计算方法和数值拟合方法。㈠通过对四、六阶项系数及其优化公式系数的解析计算,结果表明在炮检距/目标深度比小于1.5至2时精度很好,但随着炮检距的增大,计算结果误差不收敛。㈡采用数值拟合方法对系数计算,相对解析方法的多次项系数个数,其结果在小炮检距处误差较大,但随着炮检距的增大,其计算结果误差随着缩小,计算时距曲线与理论时距曲线趋势一致。㈢在数值计算方法中,随着泰勒展开式的系数个数的增加,其正响应的旅行时计算精度也随之提高。提出最高达三十六阶(即19个系数)展开式计算方法,其结果完全满足广角反射地震资料处理的精度要求。随后采用阻尼最小二乘法,利用旅行时对地壳深部结构进行层速度、层厚度的参数反演。其中分别讨论了雅可比导数矩阵在大炮检距情况下切实可行的计算方法和对阻尼因子λ的最优计算方法。算例的结果表明,本文所提出的正响应及反演计算方法在理论上是完全可行的。

论文目录

• 提要
• 第一章 前言
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 大炮检距地震资料时距关系研究的现状
• 1.3 地震反演方法研究现状
• 1.4 主要研究内容和方案
• 第二章 正响应计算──解析计算法
• 2.1 引言
• 2.2 水平层状介质时距关系的一般计算方法
• 2.3 非双曲线时距方程
• 2.3.1 四阶、六阶项泰勒展开式时距方程
• 2.3.2 优化四阶、六阶项泰勒展开式时距方程
• 2.4 小结
• 第三章 正响应计算——数值计算法
• 3.1 引言
• 3.2 切比雪夫多项式拟合方法的原理及四阶项、六阶项数值法计算结果的分析
• 3.3 利用高阶项的数值计算方法计算结果分析
• 3.4 小结
• 第四章 阻尼最小二乘法参数反演
• 4.1 引言
• 4.2 阻尼最小二乘法理论
• 4.3 雅可比矩阵及导数的计算
• 4.4 阻尼因子及其缩放系数的选择
• 4.5 小结
• 第五章 反演算例分析
• 5.1 引言
• 5.2 叠加噪音信号的合成数据
• 5.3 合成数据反演的结果
• 5.4 反演结果的分辨率与标准偏差
• 5.5 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 攻博期间发表的学术论文及参加的科研项目
• 致谢
• 摘要
• Abstract