基于射线追踪的微地震多波场正演模拟

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1、第２７卷第４期地球物理学进展Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．４２０１２年８月（页码：１５０１－１５０８）ＰＲＯＧＲＥＳＳＩＮＧＥＯＰＨＹＳＩＣＳＡｕｇ．，２０１２宋维琪，杨晓东．基于射线追踪的微地震多波场正演模拟．地球物理学进展，２０１２，２７（４）：１５０１－１５０８，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４－２９０３．２０１２．０４．０２５．ＳＯＮＧＷｅｉ－ｑｉ，ＹＡＮＧＸｉａｏ－ｄｏｎｇ．ＴｈｅＭｕｌｔｉ－ｗａｖｅＦｉｅｌｄＦｏｒｗａｒｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＭｉｃｒｏ－ｓｅｉｓｍｉｃＢａｓｅｄｏｎＲａｙＴｒａｃｉｎｇ．ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＧｅｏ

2、ｐｈｙｓ．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），２０１２，２７（４）：１５０１－１５０８，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４－２９０３．２０１２．０４．０２５．基于射线追踪的微地震多波场正演模拟宋维琪，杨晓东（中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，东营２５７０６１）摘要对于微地震正演模拟，本文以射线追踪的原理为基础，对两点间的射线追踪问题进行了研究，应用二分算法、改进二分算法和微变网格算法对水平层状匀速模型、弯曲层状匀速模型和复杂地质模型进行射线追踪，使得计算效率和适用范围都得到了很大的改善．文中对每种算法误差范围和计算效率进行了对比验证，对于不同

3、的地质模型，选用合适的算法才能在计算速度和精度上得到双重保证，最后正演模拟了多波三分量记录．在模型建立上引入了超薄层概念，并在前人模拟的直达波、透射波、反射波基础上拟了折射波，使正演模拟的多波场信息更丰富．文中的应用实例及模型结果表明：与二分法相比，改进二分法能够对弯曲界面进行射线追踪，并能保证结果的精度．弯曲层状模型中，改进二分法与微变网格法相比计算速度有显著提高，能够应用到资料的反演中．关键词微地震，射线追踪，地质模型，正演模拟，多波场ｄｏｉ：１０．６０３８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４－２９０３．２０１２．０４．０２５中图分类号Ｐ６３１文献标识码Ａ

4、ＴｈｅＭｕｌｔｉ－ｗａｖｅＦｉｅｌｄＦｏｒｗａｒｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＭｉｃｒｏ－ｓｅｉｓｍｉｃＢａｓｅｄｏｎＲａｙＴｒａｃｉｎｇＳＯＮＧＷｅｉ－ｑｉ，ＹＡＮＧＸｉａｏ－ｄｏｎｇ（ｓｃｈｏｏｌｏｆｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈｉｎａｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｐｅｔｒｏｌｅｕｍ（ＥａｓｔＣｈｉｎａ），Ｄｏｎｇｙｉｎｇ２５７０６１，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｒａｙｔｒａｃｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓａｓｏｒｔｏｆａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｗａｖｅｆｉｅｌｄｗｈｉｃｈｈａｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｒａｐｉｄ

5、ａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｄｉｒｅｃｔａｎｄｃｌｅａｒｒａｙｐａｔｈ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｒａｙｔｒａｃｉｎｇｉｎｍｉｃｒｏｓｅｉｍｉｃｆｏｒｗａｒｄ，ｌｏｔｓｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｒａｙｔｒａｃｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｔｗｏｐｏｉｎｔｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｏｎｅｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ａｉｍｉｎｇａｔｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｌａｙｅｒｅｄｕｎｉｆｏｒｍｍｏｔｉｏｎｍｏｄｅｌ，ｃｕｒｖｅｄｌａｙｅｒｅｄｕｎｉｆｏｒｍｍｏｔｉｏｎｍｏｄｅｌａｎｄｃｏｍｐｌｅｘｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎ

6、ｄｉｎｇｒａｙｔｒａｃｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，ｓｕｃｈａｓｔｈｅｄｉｃｈｏｔｏｍｙ，ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｄｉｃｈｏｔｏｍｙａｎｄｍｉｃｒｏ－ｖａｒｉａｂｌｅｍｅｓｈａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ａｒｅｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｌｌｙｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｃｏｐｅｇｒｅａｔｌｙｏｎｔｈｅｐｒｅｍｉｓｅｏｆｏｒｉｇｉｎａｌｔｒｉａｌｒａｙｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｅｒｒｏｒｒａｎｇｅａｎｄｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｆｏｒｅａｃｈａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｎｔｈ

7、ｉｓｐａｐｅｒｈａｓｂｅｅｎｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ａｐｒｏｐｅｒａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｓｅｌｅｃｔｅｄｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｃｈｉｅｖｅｆａｓｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｐｅｅｄａｎｄｈｉｇｈａｃｃｕｒａｃｙｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ．，ａｎｄｔｈｅｎｆｏｒｗａｒｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｆｏｒｍｕｌｔｉ－ｗａｖｅｆｉｅｌｄｔｈｒｅｅ－ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｒｅｃｏｒｄｓ．Ｔｈｅｎｏｔｉｏｎｏｆｕｌｔｒａ－ｔｈｉｎｌａｙｅｒｈａｓｂｅｅｎｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎ

8、ｔｏｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｕｒｉｎｇｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｔｈｅｒｅｆｒａｃｔｉｏｎｗａｖｅｉｓｔａｋｅｎｉｎｔｏｃｏｎｓｉ