各向异性介质条件下的地震波形层析成像研究

地震波形层析成像能够对地下介质物性进行高分辨率的量化成像，在岩性识别与流体检测中具有重要应用。大量数据表明地下介质普遍存在各向异性，本项目旨在各向异性介质条件下的地震波形层析速度反演,为实现这一目标，我们将（1）开展各向异性波动方程的频率域正演方法研究,其中心是频率域的实现方法；（2）开展频率域波形层析研究反演地下各向异性速度模型；（3）开展走时层析成像同步反演速度和各向异性参数模型研究，为波形层析反演提供可靠的初始模型，由于地层速度和各向异性参数的量级及其在反演中的敏感度都有很大的差异，研究重点是如何获取稳定的收敛的迭代解；（4）开展实际地震数据的应用研究，包括信噪比的影响、低频信号缺失的弥补、地震射线分布不均匀等非线性的影响，以及反演问题的分辨率和可靠性分析，实现高分辨率速度图像的重构。本研究对层析成像反演理论的完善与提升具有重要意义，使地震方法研究复杂介质的能力得到进一步提高。

大量数据表明地下介质的地震各向异性是普遍存在的，除了介质本身各向异性以外，薄互层交替的区域整体也表现出各向异性的特征，这种各向异性对大偏移距的地震数据的走时影响很大。在各向异性介质条件下的地震波形层析成像当中考虑这类各向异性的影响可以使得反演过程能更接近真实数据，对提高地震波形层析成像的分辨率是非常有必要的。因此,本课题在各向异性介质条件下的频率域波动方程正演模拟研究的基础上,研究了针对各向异性介质的频率域波形层析反演机制,实现了高效的频率域反演算法。本课题研究的创新点：（1）提出了基于子空间各向异性参数与速度同步反演的走时层析成像方法，避免了多参数在反演当中的相互干扰，为全波形反演提供可靠的初始速度模型和各向异性参数模型，（2）在全波形反演的声波波动方程中直接引入各向异性参数，避免了传统方法中通过拉伸研究区域长宽比率近似介质的平均各向异性特征的办法，同时全波形反演在频率域中实现，使得PML边界条件能更准确的实现，也适合多震源的问题。在全波形反演当中考虑了各向异性的影响之后，大偏移距的数据也能合理的在反演当中得到使用，大大提高了反演结果的分辨率，反演结果对应的数据的波形和走时也能更好的还原实际数据。该研究拓展了全波形反演的适用范围，完善了全波形反演理论，也使得地震方法研究复杂介质油气藏的能力得到进一步增强。