Tesseral-培训讲义1-概述

培训手册在个人计算机上的声波和地震波模拟正演模拟（forwardmodeling）：在地球物理勘探研究中，根据地质体的形状、产状和物性数据，通过构造实体模型来观测模型所产生的地球物理效应的数值（物理模拟）叫做正演模拟。在地球物理资料解释过程中，常常利用正演模拟结果与实际地球物理勘探资料进行比较，不断修正模型，使模拟结果与实际资料尽可能地接近，进而使解释结果更接近客观实际。BUILDINGANEWMODELEDITINGAMODELRUNNINGCOMPUTATIONVIEWINGCOMPUTATIONRESULTPROCESSINGBLOCK•NEXTPART目录概述建立一个新模型（第一部分）编辑一个模型（第二部分）运行计算器（第三部分）浏览计算成果（第四部分）处理模块（第五部分）BUILDINGANEWMODELEDITINGAMODELRUNNINGCOMPUTATIONVIEWINGCOMPUTATIONRESULTPROCESSINGBLOCK•NEXTPART概述Tesseral公司简介Tesseral技术有限公司是一个地球物理软件公司,总部设在加拿大卡尔加里。Tesseral技术有限公司于1997年3月在加拿大卡尔加里建立。公司的领导人亚利克山大科斯塔科维奇博士，是Tesseral-2D全波建模技术的研发者。Tesseral技术有限公司的经济合作伙伴有：•法律投资有限公司•加拿大政府组织（加拿大国际研究委员会，阿尔伯塔研究委员会）Tesseral技术有限公司的技术研究和开发合作单位之一是STCU（乌克兰科学和技术中心）北京安久吉利科贸有限公司是Tesseral技术有限公司产品Tesseral2-D在中国的独家代理。通讯地址：北京海淀区北三环中路39号418室，邮编：100088，电话：[phone]，传真：[phone]，E-mail:[e-mail]2-D产品开发的简短里程碑：•从1997-1999集中力量开发Tesseral2D的第一版本，进行市场调研和宣传。•自1999-2002在乌克兰的基辅完成了Tesseral2-D的技术优化和第三版本的开发。•2002年在美国SEG和欧洲EAGE参展介绍,并进入中国市场。在北美和欧洲在两年内已有34个用户；在中国现在有8个用户。•2002年12月份推出了Tesseral2-D4.0版本。•2004年9月的最新版本是Tesseral2-D4.5地震全波场正演模拟，过去在地球物理研究中，之所以没被广泛地应用，主要原因在于没有足够的计算机能力；其次是没能找到基于射线追踪和有限差分标量波动方程的简化算法，以便减少计算工作量。因此，我们的地震勘探工作方法只能是基于各种反演处理方法的结果，来认识复杂的地下地质情况，并且事先无法评估反演的结果是否正确，最终只能用昂贵的钻井来验证。Tesseral2-D–是第一个基于PC的商业化的全波场模拟软包。用它可以非常容易地建立复杂的地质模型剖面，并且模拟不同的地震观测系统。炮点参数页用于定义震源方式、子波形态和频率等。接收点参数页用于定义排列长度、排列与炮点之间的关系和输出模拟结果的参数等。Tesseral2-D软件包与以前相比，可以即快又精确地计算，P-波和SV-波在各向异性介质中的传播。Tesseral2-D–用一种基于有限差分计算的，既经济又可靠的计算方法。这样则有可能很快地模拟，非常复杂的地质介质，包括固体和液体联合的介质和各向异性介质。另外，在Tesseral研发期间，排除了许多在波动方程数值解中固有的算法问题，大大减少了计算缺陷。Tesseral2-D–采用人机交互的方式建立、检查速度-深度模型，并与常规地震数据处理和解释直接集成。系统中包含一个典型的地质环境数据库，包括P波和S波的速度及密度和岩性符号等。这样可以很方便地输入岩石物理特性来构建地质模型。同时，也可以把不同网格距和不同文本格式的外部模型输入到该系统进行模拟计算。Tesseral2-D包含四个主要的功能块:•Modelbuilder—模型建立器•ComputationEngine—计算引擎•Viewer—浏览器•ProcessingBlock—处理软件包模型建立器用于交互设计、定义2D速度-密度地质模型，输入地球物理参数。可以用输入LAS格式的声速测井曲线来定义P波和SV波的速度和密度值。它的能力包括：•用一组重叠的多边形来构建模型。•模拟物理参数的复杂分布-包括梯度变化和带有三种裂缝系统的薄互层各向异性介质。•以不同的测量单位和事先定义的精度显示信息。•调整调色板的颜色描绘参数的分布。•输入地震观测系统•用在其它软件包中生成的网格数据建立的模型允许用户输入测井曲线LAS文件（P和SV速度和密度）并且转换为TESSERAL的网格文件，用LAS-文件使它可能很容易地生成包含成百至上千层的薄层模型。多种便利的建模方式交互手绘复杂构造多种便利的建模方式测井曲线建立薄层模型多种便利的建模方式输入JPEG文件拓绘多种便利的建模方式输入SEGY文件直接建模计算引擎提供5种波动方程有限差分数值解的算法:垂直波场传播-对于垂直1-D传播的地震波快速计算地震反射波的传播时间和振幅。标量介质模型-仅用P波速度且是模拟2-D模型波场传播的最快的方法。声学介质模型-有效地逼近在真实地质情况下地震能量传播的2D波动效应。弹性介质模型-允许用户精确地、一致地模拟在固体介质中2D地震能量的传播。包括逼近地质介质的全波场效应，如象转换波和横波。弹性各向异性介质模型-是弹性波动方程的一个变形。它把垂直和水平方向（在它被定义的地方）之间物理特征的差别计算在内。各向异性特征值用Thompson’s汤普森参数e和d定义。每一个计算公式可以包括两个附加的方式：1）波的能量衰减允许估算介质对地震能量的吸收。2）产生初至到达时间场它提供了有关地震波场的附加信息。Explodingsurface和Explodingreflectors层爆炸震源方式允许用户很快地得到近似算法的地震剖面。浏览器：可以采用适当的方式,浏览由计算引擎计算的合成地震记录和波场传播的快照。并输出计算结果，以便在Tesseral软件包中，或以外的其他系统，进行后续处理。它也可以非常方便地对比不同的波场分量,改变信号的振幅值等。解释人员可以：•很容易地控制振幅参数，放大小信号和平滑数据，加随机噪音或整体时移。•即可以个别地浏览快照，也可以生动活泼地连续放映波场快照，以便了解一个特别的地震同相轴的波场传播方式。•分析地震波场的不同的运动分量。•用灰度或彩色调色板，用变面积和波形道的方式显示地震剖面，转换信号等。可视化和服务程序有如下1.Zerobalancing零配平2.Lineargain线性增益3.Normalization规格化4.Automaticgaincontrol自动增益控制5.Add“whitenoise”加白噪6.Randomshift加随机时移7.Smoothing平滑8.Timeshift整体时移处理软件包：可以处理在Tesseral软件包里生成的合成炮集记录，包括速度分析，CMP抽道，DMO叠加以及叠前、叠后时间偏移和叠前、叠后深度偏移。它也可以非常方便地对复杂介质估固算AVO效应。目前Tesseral2-D软件包含如下处理程序:1.AVO.解释2.抽道集3.速度谱分析4.切除5.动校正6.叠加7.CMP叠加8.DMO叠加9.叠前克希霍夫偏移10.加权叠前克希霍夫偏移．11.转换波-方式的叠前克希霍夫偏移12.叠后克希霍夫偏移13.加权叠后克希霍夫偏移14.FK-域叠后克希霍夫偏移15.VSP-CDP叠加16.加权克希霍夫VSP偏移17.VSP剖面18.叠前深度偏移19.加速的叠前深度偏移20.叠前深度偏移+时间算子21.时-深转换处理程序菜单RUN菜单下的处理功能EDIT菜单下的处理功能部分处理功能展示速度分析CDP叠加叠前克希霍夫偏移(深度比例尺）Tesseral2-D可以处理从其它系统得到的地震数据FK-域叠后偏移(大西洋)左图为压制了入射波以后的VSP炮集记录，右图为入射波旅行时曲线校正后得到的时间剖面左图为VSP-CDP转换后的时间剖面，右图为偏移剖面abTESSERAL的特色各向异性介质模拟,下图为在各向同性和各向异性介质中模拟的VSP波场对比左图展示了TTI各向异性介质中有关透射转换横波的例子：(a)模型中下面一层为各向异性介质，它的倾斜对称轴为45º。模拟的垂直VSP炮集(波场Z-分量)示于图(a)，其中的绿色箭头指示在各向异性介质中传播的转换波。(b)在模型下层为各向同性介质中模拟，得到的垂直VSP炮集(波场Z-分量)，可见在各向同性介质中，这样的转换波是不存在的。K=K(α)X-comp.Vp=2177m/sVs=888m/sρ=2160kg/m3Vp=1967m/sVs=1312m/sρ=2050kg/m3Vp=2131m/sVs=869m/sρ=2100kg/m3Vp=2177m/sVs=888m/sρ=2160kg/m3Z-comp.MODEL---α°абвг当水平层状介质之上有近地表的复杂介质时，若把激发点在地面，而把接收点放在近地表复杂介质以下的水平层上方，这样使观测值避开了近地表复杂介质的干扰，因此依然可以观测出AVO振幅的大趋势变化，只是个别道的振幅发生小量畸变。TESSERAL的特色各向异性介质模拟,应用在表层为各向异性介质的AVO效应模拟中Vp=2177m/sVs=888m/sρ=2160kg/m3Vp=1967m/sVs=1312m/sρ=2050kg/m3Vp=2131m/sVs=869m/sρ=2100kg/m3Vp=2177m/sVs=888m/sρ=2160kg/m3MODELA=A(x)Z-comp.X-comp.X,mAreflабвг当水平层状介质之上有近地表的复杂介质时，把激发点、接收点都放在地表时，AVO振幅的规律变化已经无法分析和辨认了，模型正演的结果表明，对带有近地表复杂介质的陆上地震资料进行AVO分析是难以取得理想结果的。TESSERAL的特色各向异性介质模拟,应用在表层为各向异性介质的AVO效应模拟中模拟道集及其后续的深度偏移处理，使我们看到了考虑各向异性对于确定目标岩块位置的影响。左图示当考虑各向异性时，岩块的偏移结果与模型完全吻和，右图示当不考虑各向异性时，岩块的位置偏离模型600-700m（在偏移剖面上模型作为剖面的底衬）对于克希霍夫偏移在生成合成记录的同时，也计算时间场。时间场考虑了所有的波场效应，即在弹性介质中波的传播特征。对于一个带有TTI各向异性介质的模型，时间场等时线的弯曲特征，与各向异性介质的位置相对应。所以时间场的特征，代表了TTI各向异性介质的影响。SP-29的时间场带有各向异性校正的深度偏移没有各向异性校正的深度偏移TTI各向异性的厚度TTI各向异性的厚度SP-1的时间场薄层的，裂缝的，不均匀的和带有倾斜边界的其它类型的各向异性介质，提高了我们对，如象TTI各向异性现象的认识。这些TTI介质在偏移剖面上，对于地质目标体的横向定位上，具有重大影响。实际上，通过对带有任意方向轴对称的各向异性介质，所产生的地震波的模拟，以及对这些模拟数据的叠前深度偏移，使我们在深度偏移的结果上看到了TTI各向异性的影响。TESSERAL的特色各向异性介质模拟,也说明了各向异性介质对偏移精度的影响TESSERAL软件包能为你做什麽1.在勘探设计中，通过波场快照分析，确定最佳的观测系统参数。2.在地震数据处理中，通过波场快照分析，识别和判断目标层反射和干扰波同相轴。从而控制：a）不连续性和构造要素的适度处理；b）在复杂地质模型中保持地震记录的动力学特征；c）防止人为处理假象。3.为地球物理软件开发生成一组采样数据。4.对感兴趣的地下指定带地层进行生动地图解演示,验证解释成果。5.用作教学研究工具。