弹性波震源逆时成像研究

发布时间：2020-04-06 01:59

【摘要】：震源定位是地震学研究中的经典问题之一。通过逆时延拓观测记录,使波场聚焦到震源处可以实现对地震震源的成像,这种方式称为震源逆时成像。实际地震波在地球介质中的传播过程非常复杂,通常可以将其近似成弹性波传播过程。基于标量声波方程的震源逆时成像忽略了弹性波场的矢量特征,只能利用单一震相(P波或者S波)的波场信息,并未充分利用弹性波记录的有效信息。本文开展了基于弹性波理论的震源逆时成像方法研究。直接利用弹性波矢量波场,不同波型(P和S波)常会互相干扰。将不同波场分离后再进行独立处理,可以有效削弱这种干扰。针对弹性波地震记录进行P、S波场分离的方法通常需要一定的前提假设,当分离复杂地震记录时依旧很困难。在成像处理过程中进行波场分离,则可以避免对复杂地震记录进行波场分离的困难。这需要对波场正演或反向延拓过程中的混合波场进行分离。这种形式的波场分离对于认识纵横波的传播特性以及基于弹性波场的成像与反演方法都具有重要的作用。本文的研究可以概括为以下几个方面：(1)比较了纵横波分离的正演模拟方法本文总结了基于一阶速度-应力方程的P、S波分离的正演方法,分析了不同分离方式。比较了不同方法的模拟效果,讨论了震源实施方式。探讨了P、S分离正演模拟在分析微地震数据,直接提取转换波信号中的相关应用。(2)提出了P、S波干涉互相关成像条件用于弹性波震源逆时成像结合P、S互相关成像条件和波场干涉处理的思想,本文提出一种新的成像条件用于弹性波震源逆时成像,称为PS波干涉互相关成像条件。这个新的成像条件能够压制稀疏观测等产生的干扰,利用震源辐射花样的时空对称特征,使成像能量聚焦于震源中心处,提高了能量的时空聚焦程度和成像结果的分辨率,便于精确确定震源位置。(3)研究了基于单井监测微地震数据的震源逆时成像单井观测方式是水力压裂微地震监测中常用的观测系统,通过在井中布置多级三分量地震检波器接收微地震的P和S波信号。井中监测的微地震信号信噪比高但覆盖孔径小。通常对微地震在垂直平面内进行二维定位后,利用P波偏振方向获得的方位角信息将震源位置投影到三维空间实现三维定位。在本章中,我们研究利用单井微地震数据直接进行三维震源逆时成像的可行性。合成数据试验表明单井数据三维逆时成像可以确定震源方位角,但其不确定性角高,对数据中的噪声敏感。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.4

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3 黄棣e，

本文编号：2615838