Частотно-зависимые лучи Ломакса для квазипродольных волн в трехмерных трансверсально-изотропных средах с наклонной осью симметрии
https://doi.org/10.18303/2619-1563-2024-2-40
Аннотация
Описывается простой и эффективный метод расчета частотно-зависимых лучей квазипродольных волн в трехмерных трансверсально-изотропных средах с наклонной осью симметрии. Предлагаемый подход аппроксимирует распространение локально плоского фрагмента волнового фронта, который оказывается чувствителен к распределению параметров модели в некотором объеме среды в окрестности луча. Зона чувствительности зависит от длины волны к каждой точке на луче. Для повышения эффективности численной реализации используются приближенные выражения для фазовых и групповых скоростей в предположении, что среда является слабоанизотропной. Представленные численные эксперименты подтверждает работоспособность предложенного метода.
При поддержке: М.И. Протасов разработал алгоритм построения квазипродольных частотно-зависимых лучей в рамках проекта ФНИ FWZZ-2022-0022. Д.А. Неклюдов реализовал алгоритм построения квазипродольных частотно-зависимых лучей и численно его исследовал на ряде реалистичных моделей на предмет его применимости для задач сейсмики при поддержке Российского научного фонда (грант № 21-71- 20002). Результаты работы были получены с использованием вычислительных ресурсов суперкомпьютерного центра Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (scc.spbstu.ru).
Об авторах
Д. А. Неклюдов
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН
Россия
Россия
НЕКЛЮДОВ Дмитрий Александрович – кандидат физико-математических наук, старший научный
сотрудник лаборатории методов интерпретационной обработки сейсмических данных
630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3
М. И. Протасов
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН
Россия
Россия
ПРОТАСОВ Максим Игоревич – доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией
методов интерпретационной обработки сейсмических данных
630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3
Список литературы
1. Бабич В.М., Булдырев В.С. Асимптотические методы в задачах дифракции коротких волн. М.: Наука, 1972. 456 с.
2. Кравцов Ю.А., Орлов Ю.И. Геометрическая оптика неоднородных сред. М.: Наука, 1980. 306 с.
3. Неклюдов Д.А., Протасов М.И. Моделирование времен пробега и акустических волновых полей лучевым методом с аппроксимацией распространения широкополосного сигнала применительно к задачам сейсмики // Геофизические технологии. 2021. № 3. С. 4–17. doi:10.18303/10.18303/2619-1563-2021-3-4.
4. Неклюдов Д.А., Протасов М.И. Трехмерные лучи Ломакса и их использование для моделирования акустических волновых полей в сложных средах // Геофизические технологии. 2023. № 2. С. 56–71. doi:10.18303/2619-1563-2023-2-56.
5. Протасов М.И., Осипов К.С. Частотно-зависимое лучевое трассирование для неплоских границ // Технологии сейсморазведки. 2014. № 3. С. 25–31.
6. Ben-Menahem A., Beydoun W.B. Range of validity of seismic ray and beam methods in general inhomogeneous media – I. General theory // Geophysical Journal International. 1985. Vol. 82 (2). P. 207–234. doi:10.1111/j.1365-246X.1985.tb05135.x.
7. Bube K.P., Washbourne J.K. Wave tracing: Ray tracing for the propagation of band-limited signals: Part 1 – Theory // Geophysics. 2008. Vol. 73 (5). P. VE377–VE384. doi:10.1190/1.2963514.
8. Červeny V., Soares J.E.P. Fresnel volume ray tracing // Geophysics. 1992. Vol. 57 (7). P. 902–915. doi:10.1190/1.1443303.
9. Červeny V., Molotkov I.A., Psencik I. Ray theory in seismology. Charles University Press, 1977.
10. Dehghan K., Farra V., Nicolétis L. Approximate ray tracing for qP-waves in inhomogeneous layered media with weak structural anisotropy // Geophysics. 2007. Vol. 72 (5). P. SM47–SM60. doi:10.1190/1.2743668.
11. Farra V. High-order perturbations of the phase velocity and polarization of qP and qS waves in anisotropic media // Geophysical Journal International. 2001. Vol. 147 (1). P. 93–104. doi:10.1046/j.1365-246X.2001.00510.x.
12. Fowler P.J. Practical VTI approximations: a systematic anatomy // Journal of Applied Geophysics. 2003. Vol. 54 (3–4). P. 347–367. doi:10.1016/j.jappgeo.2002.12.002.
13. Lomax A. The wavelength-smoothing method for approximating broad-band wave propagation through complicated velocity structures // Geophysical Journal International. 1994. Vol. 117 (2). P. 313–334. doi:10.1111/j.1365-246X.1994.tb03935.x.
14. Protasov M., Gadylshin K. Computational method for exact frequency-dependent rays on the basis of the solution of the Helmholtz equation // Geophysical Journal International. 2017. Vol. 210 (1). P. 525–533. doi:10.1093/gji/ggx188.
15. Vasco D.W., Nihei K. Broad-band trajectory mechanics // Geophysical Journal International. 2019. Vol. 216 (2). P. 745–759. doi:10.1093/gji/ggy435.
16. Vasco D.W., Peterson J.E., Majer E.L. Beyond ray tomography: Wavepaths and Fresnel volumes // Geophysics. 1995. Vol. 60 (6). P. 1790–1804. doi:10.1190/1.1443912.
17. Yarman C.E., Cheng X., Osypov K., Nichols D., Protasov M. Band-limited ray tracing // Geophysical Prospecting. 2013. Vol. 61 (6). P. 1194–1205. doi:10.1111/1365-2478.12055.
18. Thomsen L. Weak elastic anisotropy // Geophysics. 1986. Vol. 51. P. 1954–1966. doi:10.1190/1.1442051.
Рецензия
Для цитирования:
Неклюдов Д.А., Протасов М.И. Частотно-зависимые лучи Ломакса для квазипродольных волн в трехмерных трансверсально-изотропных средах с наклонной осью симметрии. Геофизические технологии. 2024;(2):40-54. https://doi.org/10.18303/2619-1563-2024-2-40
For citation:
Neklyudov D.A., Protasov M.I. Frequency dependent qP-Lomax rays in three-dimensional weak TTI media. Russian Journal of Geophysical Technologies. 2024;(2):40-54. (In Russ.) https://doi.org/10.18303/2619-1563-2024-2-40
Просмотров:
148
Послать статью по эл. почте 