基于波场分离虚源成像方法与研究.pdfVIP

·488· 中国地球物理2011 (15)信息技术与地球物理 基于波场分离的虚源成像方法研究 TheVirtualSource MethodResearchBasedonWavefield Imaging Separation 乔宝平卑胡天跃 Qiao Tianyue Baoping‘Hu 北京大学地球与空间科学学院北京100871 复杂地区陆上地震勘探经常遇到的问题是，复杂上覆地层往往会导致数据同相轴畸变严重，从而需要 我们在速度分析以及静校正方面花很多精力。而在大多数情况下，目的层附近的地层结构要简单的多，复 杂的上覆地层将会影响目的层的成像精度。为了解决这一问题，Andrey 方法。这种方法不仅可以消除近地表地层对地震波场的透射响应，而且还完全避免了近地表复杂地层速度 模型的建立。该方法通过VSP数据将观测系统延拓到复杂上覆地层以下，从而消除了常规地震勘探中所面 临的复杂的速度分析和静校正问题，提高了成像分辨率。但是，由于采集孔径和远场近似等条件的限制， 在虚源成像的过程中，同时也会产生一些虚假的同相轴和伪多次波。为了压制这些伪同相轴，进一步改善 虚源成像的质量，本文尝试在波场分离的基础上，对虚源成像的方法做进一步的研究。 假设存在一任意边界的、线性的、没有内部衰减的声学介质体，在这个声学体的表面上分布有一系列 的等同震源，在其内部的A、B两点布设有两个检波器(Valcri 分，可以得到由爿点激发，B点接收的波场，如下式所示： 矽(彳，曰)。一!；f『驴(s，B)旦掣一驴．(s，彳)皇竺!兰：星11ds 一7 ’ 拥 一7 4石1w(a,)I。!L、 On／ 由上式可知，为了得到A点激发，召点接收的波场，不仅需要知道A，B两点记录的波场值，而且还 要知道波场沿闭合曲面的方向导数值，同时从上式还可以看出积分是沿着整个声学体表面进行的。而在实 际的应用过程中这两点均无法满足。因此在虚源成像过程中，需要引入远场近似的假设以避开方向导数的 计算，但是这样会导致近场能量的缺失。同时由于采集孔径的限制，也不可能获取整个积分曲面上的各点 的波场值。因此在成像的过程中，不可避免地会引入一些虚假的同相轴和伪多次波。分析表明，大多数虚 假同相轴是由自由表面多次波和与上覆地层有关的多次波引起的。所以本文尝试通过波场分离的方法消除 这些与上覆地层有关的下行多次波，以压制由于采集孔径的限制而产生的伪同相轴，改善虚源成像的质量。 基于以上原理，本文建立了一个含有近地表复杂地层的速度模型，并对其进行了数值模拟，以分别获 取重构出的波场和真实的地层响应。实验结果表明，与真实的地层响应相比，利用全波场重构出的地层响 应中含有很多虚假的同相轴和伪多次波，尤其是在近场时刻，这种假象更为突出，以至于不能分辨出地下 真实的地层响应。而利用分离后的波场重构出的地层响应中，伪同相轴和各种假象已经得到了很大的压制， 不仅避免了近地表复杂地层的干扰，而且可以较为准确地反映出地下的真实结构，提高了成像分辨率。 通过以上分析表明，虚源成像的方法确实可以避开近地表复杂地层的影响，对深层的地质目标体进行 较好的成像。当利用分离后的波场代替全波场进行成像时，可以在很大程度上压制那些由于采集孔径和远 场近似的限制而产生的伪同相轴，进一步改善成像剖面的质量。 参考文献 Calvert．VirtualSource：newmethodfor and4Dbelow 【11 AndreyBakulin,Rodney imaging complex AbsWacts，2004，23：2477-2480． Expanded Bakulin．Onthefundamentalsofthevirtualsource 【2