【摘要】：在復雜地表和復雜地下構造地區(qū),即“雙復雜”地區(qū),由于散焦、聚焦及高速層屏蔽等因素的影響,導致了地震采集資料信噪比低、地震成像困難。地震照明分析技術是研究觀測系統(tǒng)對勘探目標的地震波振幅或波場的模型分析技術。地震照明不僅可以得到震源激發(fā)的地震波場在地下介質中的分布情況,即單向照明,而且還可以得到能反映震源激發(fā)和檢波點接收效應的雙向照明。因此,基于地震照明分析的觀測系統(tǒng)優(yōu)化設計,可以提高觀測系統(tǒng)對勘探目標的探測能力,進而改善其成像質量。雖然國內外眾多學者已經(jīng)對地震照明分析技術進行了大量的研究工作,但是至今人們對地震照明仍然缺乏統(tǒng)一的認識,使得地震照明分析缺乏應用標準,工業(yè)應用效果和認可度參差不齊。地震照明已經(jīng)從射線追蹤理論時代逐漸進入波動方程理論時代。但是由于單程波方程本身的缺陷,使之不能滿足高度復雜區(qū)域的地震照明分析。相比之下,雙程波動方程具有模擬精度高、波場信息豐富、不受構造傾角限制等優(yōu)點,能夠適應任何復雜地質條件下的地震照明分析,故基于雙程波動方程的地震照明分析技術具有巨大的應用前景。本文在前人研究的基礎上,從地震照明的基本原理和概念出發(fā),對現(xiàn)有主要的地震照明函數(shù)進行了系統(tǒng)的歸納總結,并提出了多種分類標準；認為任何地震照明函數(shù)都可以歸屬于只考慮震源或檢波器的單向照明和同時考慮震源與檢波器的雙向照明兩大類地震照明。從地震波理論出發(fā),推導了單程波動方程和雙程聲波方程波動方程,并詳細研究了它們的數(shù)值模擬方法,為基于波動方程的地震照明分析技術研究奠定了的方法基礎。對基于波動方程的單向照明和雙向照明進行了詳細的研究,模型計算結果表明：單程波動方程自身的缺陷,導致基于單程波方程的地震照明能量不準確,特別是在具有強散射損失的鹽下區(qū)域；雙程波動方程能夠獲得精確的地震照明,但是照明結果中會出現(xiàn)明顯的上下行波場能量的干涉現(xiàn)象,干擾地震照明分析。為此,本文針對雙程波動方程震源單向照明,采用坡印廷矢量將地震波場分解為只包含上行波的反射波場和只包含下行波的入射波場,根據(jù)分解后的地震波場分別定義了兩個地震照明函數(shù),即入射照明和反射照明。數(shù)值模擬結果顯示,基于坡印廷矢量波場分離方法是完全正確的；入射照明比單向照明更能反映下行地震波場的能量分布特征。針對單程波動方程雙向照明進行了改進,包括XIE-WU雙向照明和DUC-DC雙向照明；改進的雙向照明不僅提高單程波動方程雙向照明的精度,而且還克服了XIE-WU雙向照明不能滿足不同檢波器應該接收到不同地震波場的缺陷。此外,本文還研究了基于雙聚焦原理的雙聚焦照明分析技術,并提出了觀測系統(tǒng)的疊前偏移分辨率函數(shù)。最后,采用波動方程地震照明進行了觀測系統(tǒng)優(yōu)化設計研究,實現(xiàn)了面向勘探目標的地表最有利激發(fā)接收區(qū)域的優(yōu)選、加密區(qū)組合震源地震波聚焦方向設計和滿足疊前偏移分辨率要求的觀測系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化設計。
【圖文】：

究了基于波動方程的數(shù)值模擬方法和地震照明方法原理，并對雙程波動方程單向照明和逡逑單程波動方程雙向照明方法進行了適當?shù)母倪M；最巧討論了波動方程地震照明方法在地逡逑震采集觀測系統(tǒng)優(yōu)化設計中的應用。本文研究的技術路線如圖１－１所示。逡逑資料收集與文獻調巧逡逑Ｉ邐＾邐Ｉ１逡逑地震照明基本原理研究邐波動方程數(shù)值模棋方法研巧逡逑廠．．．ｙ邋六ｉ．．．．．．ｉ邋．．．＇…Ｉ－．．．ｉ．．．．．．．．．．．戶逡逑基本原理和物邐現(xiàn)巧地震照明方邐單程聲波波動邐雙程聲波波動逡逑理怠義邐法的總結與分類邐方程數(shù)值模巧邐方程數(shù)值模巧逡逑Ｕ邋＾邋Ｕ邐Ｉ邋＾邐＾邋Ｉ邋＾邐＾邐＾邐＾逡逑邐＊——？波動方程地震照明方法研究邋邐＾邐逡逑地震波單向照明＾＾邐？地震波雙向照明逡逑Ｉ邐．邐邋Ｉ邐邐．逡逑Ｕ邐……「廣： ］——ｎ邐１邐１邐＾邋Ｉ邋Ｉ邋ｉ邋－邋Ｉ逡逑單程和雙程聲波波動邐入射照明和反邐改進的ＸＩＥ￣邐改進的ＤＵＣ－邐巧z波動方程逡逑足程單內照明邐射照明邐ＷＵ巧向照明邐ＤＣ巧向照明邐雙巧焦照明逡逑Ｉ邐＾＿－＝］邋￣￣邐＾ｒ—＾邋Ｕ￣￣邋Ｊ—＾邐＾逡逑Ｉ基于波動方程地震照明的觀Ｉ邐１逡逑測系統(tǒng)優(yōu)化設計研究逡逑；邐邋Ｉ，邐－－邐Ｉ邐＇＇邋￣邐……－邐；邐逡逑地表最巧利澈發(fā)邐X椙磕康牟愕貜膊芰垮位謁勱拐彰韉墓坼義匣蚪郵漲蠐叛″蔚募用蘢楹蟖v源設計邐n,系統(tǒng)優(yōu)化設計逡逑＾邋Ｉ邐ｔ邐Ｉ邐＾逡逑果分析和論文編逡逑圖１－１研究技術路線逡逑１．４研九成果和創(chuàng)弟斤點逡逑在前人研巧的基礎上

于反射角度或枯速遮巧等因素使反射波不能被檢波器接收到，即\F說目標不能被＂照明＂，逡逑也就不能迪過偏移處理獲得目標的像。囚此，真正意義上的地震照明包含＂照＂和＂明＂逡逑兩個過程，即（源－檢）雙向照明。圖２－ｌａ所示的情況表示目標被照明，圖２－化所示的逡逑情況表示目標不能被照明。通過對地震反射波資料采集原理的分析，，我們巧認識到，逡逑整個觀測系統(tǒng)對勘探目標的地震照明度或在地表接收勘探目標反射的能力不僅取決于逡逑震源能量是巧能到達Ｒ標位置，還取決Ｔ－邋ｎ標反射波能量能巧傳播網(wǎng)地衷并彼檢波器接逡逑收，二者不巧或缺。因此，通過地彶照明分析可Ｗ直接評價地震觀測系統(tǒng)的探測能為或逡逑成像能力，從帕指導觀測系統(tǒng)的優(yōu)化設計。逡逑￥■＂？霉波震源邐槍波器排列邐＾地震波震源邐j⒉ㄆ髖帕繡義�？邋？邋ｑw澹楨澹駑澹駑澹駑義習赍義希懾邐蹋義希幔╁危猓╁義賢跡玻憊鄄庀等竦卣鷲彰魘疽饌煎義希玻澹駁卣鷲彰韉姆擲噱義瞎諭廡磯嗟淖梗謊д嘸壕緣囟日彰鞣制砑際踅辛舜罅康牡難芯亢陀τ�，并取辶x系昧朔崴兜某曬Ｓ捎誆ǔ∧Ｄ獾姆秸礎⒌靨僬彰韉娜锨沙潭齲住┭芯恐氐愕牟煌�，人辶x廈翹岢雋舜罅康牡卣鷲彰鞣椒�，并提取溜暽多地怔愓明度菈匌。虽然諒T┑卣鷲彰鞫群義鮮撓τ枚既〉昧艘歡ǖ撓τ瞇Ч

本文編號：2532317