TI介质地震波传播特征与正演方法教案.ppt

TI介质地震波传播特征 与正演方法研究 地震各向异性为研究地球介质结构、组分提供了新信息，开展地震各向异性的研究对认知地球介质结构、勘探开发复杂油气藏、预报地质灾害等方面均具有重要的理论和实际意义。 我们通过对地震记录道形成的基本物理过程与地下地质结构的对应关系的研究，并基于单程波动方程也能实现叠前偏移的事实，在定位原理、数学检波器原理和等时叠加原理等理论的基础上，利用TI介质单程传播算子，实现了TI介质单程波法正演模拟。 在各向异性声学系统qP波波动方程基础上，这里拓展各向同性介质声波方程广义屏方法，以均匀各向异性介质为背景介质，从VTI介质qP波波动方程的频散关系推导出高阶广义屏近似qP波单程双域传播算子，不仅使其在大角度传播上达到足够精度，而且适应任意非均匀强横向变速各向异性介质，该算子具有高精度、快速高效双域计算的特点。 通过应用广义屏近似方法（Wu，1994；De Hoop，2001；Han，2004），对各向异性介质扰动散射波平方根垂直波数Taylor近似展开，可将VTI介质qP波单程波垂直波数可以写成上式。 通过应用广义屏近似方法（Wu，1994；De Hoop，2001；Han，2004），对各向异性介质扰动散射波平方根垂直波数Taylor近似展开，可将VTI介质qP波单程波垂直波数式可以写成 各向异性的Salt模型，各向异性参数与速度为线性关系。模型水平和垂直方向的网格数分别Nx＝1290，Nz＝300。采样间隔dx 10m，dz＝10m。脉冲子波为雷克子波，主频20Hz。 令qP波的偏振方向为，qSV波偏振方向为，是qP波偏振向量与的夹角，是与qSV波偏振向量与的夹角， 令qP波的偏振方向为，qSV波偏振方向为，是qP波偏振向量与的夹角，是与qSV波偏振向量与的夹角， 地球介质广泛存在波动各向异性，地震各向异性主要表现在地震波传播速度是传播方向的函数、体波间的相互耦合、横波发生分裂等[1]。 在野外地震勘探中，常常采用检波器接收地下的反射地震信号，它具有很好的定时性和空间定位性，不仅可以真实客观地一记录任意时刻的地震波，而且可以被安放在地表的任何位置，不局限于水平界面。 1单程波法仅考虑一次反射波和不规则点的绕射波，不存在多次波，可以得到高信噪比的合成记录，而且对速度模型的误差不像双程波那样敏感； 2计算速度快，占用内存少; 3.目前工业上应用的偏移算法大多是基于单程波动方程的，因此用单程波法进行正演还可以与这些常规的基于单程波动方程的偏移方法相匹配，不仅有利于速度建模，而且有利于发展新的偏移算法，用其检验算法的正确性。 定位原理的正确性及可操作性是不难理解和验证的，首先它正确地反映了非零炮检距的地震反射正演的基本特征，即已知震源S 位置及子波 和反射R 位 置及反射率或波阻抗差 求接收一记录G 位置和记录 。为了减少人工干预的程度，我们将不事先给定深度h处的反射点R所在反射界面的倾角 这与射线追踪 不同 ，因此经过R点反射的波在地面的位置G是不确定的。确定G是正演的任务之一。现假定G是正确的，则按照定位原理自S和G各自向下延拓一定距离， 震源和检波点波场必然汇合在R点 是否汇合可用相关等方法进行检验 。反之，若G点不正确，则不管延拓到何种深度，震源和记录波场将不会在R点重合，据此可唯一确定G，正演的问题也就随之解决了，延拓时只需要使用从单程声学方程推导出的单平方根延拓方程，因为波自S和G向下延拓均是单向传播。 科学家在研究中发现：大多数沉积岩石呈现各向异性，至少是弱各向异性 ，诞生了Thomsen理论。 介质的各向异性是由弹性矩阵体现的，但弹性参数的物理意义不明显。 Thomsen理论由两部分含义： 一个是各向异性介质Thomsen表征参数；另一个是Thomsen弱各向异性理论。 * * 根据散射理论，可将矩阵分解为背景矩阵和扰动矩阵 根据散射理论，可将矩阵分解为背景矩阵和扰动矩阵 根据散射理论，可将矩阵分解为背景矩阵和扰动矩阵 根据散射理论，可将矩阵分解为背景矩阵和扰动矩阵 根据散射理论，可将矩阵分解为背景矩阵和扰动矩阵 根据散射理论，可将矩阵分解为背景矩阵和扰动矩阵 * * 地震各向异性的主要表现是地震波的传播速度随传播方向和偏振状态的不同而发生变化，不同类型的体波之间相互耦合，横波发生分裂等。 在各向异性介质中,群速度是弹性波的另一个重要特征，在地震波旅行时正演和反演中起着非常重要的作用。 为了得到群速度公式,需要利用Berryman公式与Crampin公式。 According to elastic theory, the five waves in elastic interface satisfy the boundary conditions, i.e., displaceme