基于单程波波动方程的正演模拟

一月 11, 2008 作者 summer  

基于单程波波动方程的正演模拟相对与基于双程波方程的正演模拟,有很多的优势。首先,全程波动方程模拟对偏移成像引入了多次波干扰,降低了记录的信噪比低,且计算效率低。另外,波动方程法偏移成像都是借助于单程波波动方程,所以使用单程波波动方程进行叠前正演能够更好的和偏移匹配起来。

但是采用单程波波动方程进行正演模拟,有一个很难解决的问题。就是在延拓过程中如何进行检波点延拓。偏移成像中炮点和检波点分别向下延拓,其中炮点产生震源波场,检波点处使用生成的炮记录向下延拓。但是在正演模拟中,无法描述检波点的延拓过程。

后来,贺振华等人提出来数学检波器的思想,解决了检波点的延拓问题。他们使用数学公式来描述物理检波器,使得地震波场从地面到地下的延拓成为可能,转变了传统正演方法。为新的正演方法的产生打下了基础。

这正是数学检波器的独特优点:它使正演能够像偏移一样使用单程波动方程,同时所有适用于偏移成像的众多运算方法均可为正演所用。

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6 条回复 - “基于单程波波动方程的正演模拟”
  1. 杀鸡敬猴 说:

    很专业的文章!

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  2. 单程波动方程非零偏移距正演模拟 说:

    就好像单程声波方程偏移并非克拉鲍特原创,而是他的博士生一样。
    单程波动方程非零偏移距正演模拟,最早是熊高君(贺振华的博士生)在1997年提出并实现的,97年投稿到《石油地球物理勘探》:多次波可控制的共炮记录正演模拟和《物化探计算技术》:转换p—Sv波共炮记录正演模拟,98年陆续刊出。
    贺振华教授的功绩在于运用其深厚的理论功底和实践经验,从那时起一直到现在,不仅身体力,而且指导博士研究生等不断完善这一方向,至今硕果累累,在这方面无人能敌。
    在科研中,我们重视创新和发展,往往会忽略原创作者。其实如果能尊重原创作者,与原创作者沟通,说不定会得到意想不到的启发和收获。就我而言,我的博士论文就得到了熊师兄的指点而顺利完成。

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  3. yhs 说:

    其实,你熊师兄的算法也不是尽善尽美,他的算法每次只能得到一个地震道的合成记录,运算效率太低.其实有一种方法运算效率是很高的,它可以完成一个排列的地震合成记录,况且还是基于起伏地表的.我也完成了这方面的工作,我的理论模型试算可比你的师兄的要好,实际地质模型我也做了,相当不错!现在我在写关于这方面的文章,你信么,博士先生.我QQ空间的号码是506930225.有什么问题我们可以在QQ上讨论.

    石油科技博客 于 2008-4-11 19:50:57 回复

    可惜二楼的没有留下联系方式哦

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  4. 熊师兄的算法也不是尽善尽美 说:

    熊师兄的算法也不是尽善尽美你说的对,熊师兄的方法的确不尽善尽美,所以目前大家还在研究。
    祝贺你取得的成就,这一方面的进展非常有意义。精确而适用的方法现在非常需要,据我所知,很多公司目前正在研发。祝贺你有好方法,可以发达了。

    但熊师兄开创了单程波动方程正演记录这一方向,不管以后谁取得这方面任何进展,单程波动方程叠前正演的开山始祖是我亲爱的熊师兄,我以有这样有创见的师兄和知识渊博的导师贺振华教授为荣。
    最近才知道,熊师兄已重出江湖,期待他能在这一领域,充分发挥原创的优势,改进3楼所说的不完善,尽快研发出精确、适用的叠前正演方法,并进一步向各向异性等复杂介质的正演和成像方向努力,如他所愿,为社会贡献出更多的有用的东西,虽然不挣钱,但自己也会更加开心。

    如果我说的得不对,或许是我没看到相关文献,是我学识有限,但我很希望能看到最原始的出处,这样肯定能受益更多。,所以希望能找出相关的文献,纠正我的谬误,不胜感激,也好让大家共享。

    石油博客 于 2008-10-22 16:50:44 回复

    文本原作者目前不在本地,无法回复,谢谢

    由 石油博客 于 2008-10-22 16:53:37 最后编辑

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  5. 熊师兄的算法也不是尽善尽美 说:

    大家如果在做叠前正演,不妨可以参考《共炮记录正演模拟检波点下延记录原理 》[J];石油物探; 1999年02期 9. 熊高君,贺振华,黄得济,张毅祥,姜绍仁,阎贫;
    这篇论文是熊师兄和贺振华教授经过大半年的探讨,熊师兄写的比较详细的一篇关于单程声波方程共炮记录模拟的论文,写的比较透彻,容易理解。

    贺振华教授是一个站在学科前沿的科学家,对新理论、新方法非常敏感,熊师兄完成《多次反射可控制的共炮记录正演模拟》初稿,交给贺振华教授,贺老师兴奋异常,“我从美国回来十几年,一直在思考怎样做出好的叠前正演,熊高君终于实现了”,这样的话,贺老师不止说过一次。就连投到石油地球物理勘探编辑部,也曾让俞老爷子非常振奋,投稿了很久,才给录用通知,安排在98年第五期第二篇,差一点没有放在第一。

    参考了他的论文,或许会得到启发,再看看自己的方法,是不是新的思路?
    当然,不能被熊师兄的思想禁锢,谢桂生从反射-投射算子的角度,也实现了单程波动方程正演模拟(地球物理学报,2005年第五期)。

    真诚的希望单程波动方程正演模拟这一方向都说过累累,祝愿国家的石油勘探事业更辉煌!

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  6. 熊师兄的思路 说:

    这段时间正好要做正演研究,查阅了许多资料发现,真正能精确做单程波叠前正演的,还是熊高君师兄的思路。
    谢桂生师兄的方法要计算反射-投射算子,这和几何涉嫌追踪一样,要计算类似反射角和入射角的信息,才能计算反射-投射算子。当反射界面过于复杂,也是难有作为的。但方法的确效率高,能满足一些实际情况的要求,这是优势。
    熊师兄的方法妙在从散射波考虑问题,把反射界面当成无数的散射点,入射波到达这些点激发二次源,反射波由这些源产生,但又不是直接把反射波直接延拓到地面,而是提出了检波器谐振因子或者说虚拟检波器或者说检波波场(后来贺振华教授把这一思路一般化,上升到理论高度,提出了“数学检波器”,更灵活、更容易被人接受),巧妙地把虚拟检波器延拓到反射界面去接收这些反射波,再把所有散射点(反射点)接收到的波叠加(后来贺振华教授把这一思路一般化,上升到理论高度,提出了“等时叠加原理”,更灵活、更容易被人接受,贡献非凡。),叠加结果就是检波点的共炮记录。从合成叠前记录的角度讲,这一思路没有作任何近似,这是优势,从当时的情况看,缺点就是如3楼所说——慢。但随着计算环境和存储环境的改善,即使就是这个原始的方法,也是有望实用化的。其实,对于10公里长的测线,最深度8公里,25m*25m的实际工作,就是现在的微机来做模拟,也花不了50个小时。如果用并行机,磁盘阵列储存,保守估计,我想要不了1个小时就能完成。其实实用化也没有太大的问题。
    目前要做的可能不是正演思路本身,而是研究延拓方法,熊师兄用相移加有限差分延拓,比较精确,但有限差分只有45度,对于研究起伏地表恐怕不足。另外,这一思路能否推广到弹性波?
    目前很多人在围绕单程波正演做研究。但不管取得如何大的成绩,只要你用了这条思路,虽然原创者可能是个无名小卒,但从科学道德观来讲,你也别忘了向原创者致谢!
    再者,做学问,首先要学会做人,心存感激的人,会虚心接收,会用心去体会,会学到更多,才会在学术道路上走得更远。
    说了这么多,就是想让更多的人了解、研究单程波动方程叠前正演,使得这一方向有更多成就、理论方法更完善,这无疑也是物探界每个人的想法。
    感谢开这个博客的人,希望大家都来讨论,共享好方法,共同进步。
    说的不当之处,敬请包涵,更请口下留德。

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