三維并行傅立葉變換法正演模擬.pdf

1、本文圍繞地震數(shù)據(jù)偏移與正演模擬課題開(kāi)展研究。地震數(shù)據(jù)偏移是現(xiàn)代地震數(shù)據(jù)處理的核心，與地震勘探的最終目的緊密相連，并直接影響著地震勘探的最終效果。地震數(shù)據(jù)正演模擬技術(shù)貫穿于地震數(shù)據(jù)采集、處理和資料解釋的各個(gè)環(huán)節(jié)，是進(jìn)行地震反演的基礎(chǔ)，是認(rèn)識(shí)和研究地下地質(zhì)構(gòu)造的最有效手段。 相位移法是一種頻率-波數(shù)域疊后偏移或正演模擬的基本算法，利用上行波方程和爆炸反射層模型可以得到正演模擬和偏移結(jié)果。本文從理論上闡明了相位移法的原理，并分別將相位

2、移法作用于經(jīng)過(guò)z-τ變換的波動(dòng)方程與未經(jīng)過(guò)z-τ變換的波動(dòng)方程，對(duì)兩種聲波方程分別進(jìn)行偏移與正演模擬，先偏移后正演模擬以及先正演模擬后偏移的試算。通過(guò)試算結(jié)果驗(yàn)證了正演模擬與偏移是“互逆”的過(guò)程，兩者結(jié)合可以恢復(fù)原始的深度模型。 三維模型計(jì)算的最大困難是內(nèi)存需求量和計(jì)算量龐大。三維傅立葉變換法模型算法的主要計(jì)算部分是快速傅立葉變換。本文將向量化技術(shù)和復(fù)序列傅氏變換與實(shí)序列傅氏變換的關(guān)系應(yīng)用于二維、三維快速傅立葉變換(FFT)，優(yōu)

3、化了程序，提高了計(jì)算效率并節(jié)省了內(nèi)存。理論分析和實(shí)際試算表明適當(dāng)調(diào)節(jié)空間和時(shí)間采樣間隔、震源子波的主頻和長(zhǎng)度，可減少因差分逼近微分引起的頻散，得到更佳的模擬效果。文中還利用消息傳遞并行編程環(huán)境和微機(jī)機(jī)群運(yùn)行并行程序，大大提高了計(jì)算效率，節(jié)省了計(jì)算時(shí)間。將波場(chǎng)快照與速度剖面相結(jié)合，可以更好地觀測(cè)到波的傳播過(guò)程。模型試算得到的高質(zhì)量的合成記錄表明了傅立葉變換法模型算法的可行性和有效性。 此外，本文還涉及了常規(guī)地震數(shù)據(jù)處理中的以疊加速