【摘要】：地震干涉法通過對(duì)記錄到的地震信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)、多維反褶積等處理,可以得到新的地震記錄。由于地震干涉法可以適用于被動(dòng)源信息,所以可以利用其對(duì)背景噪聲信號(hào)進(jìn)行重構(gòu)和成像。地震干涉法只能在檢波器位置重構(gòu)虛擬震源記錄,這個(gè)條件極大地限制了地震干涉法的應(yīng)用范圍�；谀嫔⑸淅碚摰腗archenko方法不同于常規(guī)的地震干涉法,其實(shí)現(xiàn)了在無需知道地下目標(biāo)區(qū)域上覆構(gòu)造的情況下在非檢波器處重構(gòu)虛擬震源,即重構(gòu)出虛擬震源的位置可以在地下介質(zhì)的任意位置,而且這個(gè)格林函數(shù)是含有一次波和多次波的精確格林函數(shù)。Marchenko方法的這些優(yōu)異特點(diǎn)相對(duì)于只能在檢波器位置重構(gòu)近似格林函數(shù)的地震干涉法是一個(gè)巨大的超越,所以,Marchenko方法又被稱為地震超越干涉法。另一方面,基于Marchenko方法重構(gòu)出的地下介質(zhì)某處的格林函數(shù)經(jīng)過分解,可以得到上行格林函數(shù)和下行格林函數(shù),Marchenko成像就是基于這兩個(gè)單程格林函數(shù)的全新成像方法。由于在格林函數(shù)重構(gòu)的過程中只需要輸入一個(gè)宏觀的非精確速度模型,所以Marchenko成像方法相對(duì)于需要精確速度模型的傳統(tǒng)地震成像方法也有了質(zhì)的提升。另外,傳統(tǒng)的基于單次散射理論的成像方法結(jié)果中的假象主要來源于其不能很好地分辨和處理層間多次波,而Marchenko成像不受地震數(shù)據(jù)中含有的層間多次波的影響,可以直接得到精確的成像結(jié)果。本文基于地震干涉法和Marchenko方法兩種方法,研究了多源波場(chǎng)的重構(gòu)和Marchenko成像。主要包括基于地震干涉法的主動(dòng)源低頻重構(gòu)、主動(dòng)源和被動(dòng)源聯(lián)合Marchenko成像以及基于噪聲源多維反褶積反射響應(yīng)重構(gòu)的被動(dòng)源Marchenko成像。具體包括以下幾個(gè)部分:(1)基于對(duì)互相關(guān)地震干涉法理論的深入研究,提出了基于頻率優(yōu)勢(shì)的低頻重構(gòu)方法。相對(duì)于傳統(tǒng)的低頻重構(gòu)方法,本方法的低頻信息來自于真實(shí)的被動(dòng)源透射波信息,故低頻信息來源可靠。同時(shí),基于本文提出的低頻重構(gòu)方法,寬頻帶地震數(shù)據(jù)中原有主動(dòng)源數(shù)據(jù)的高頻端得到了完整保留,低頻端得到了有效的重構(gòu),且最終的Marchenko成像結(jié)果中不包含由于低頻噪聲導(dǎo)致的虛假反射界面。(2)本文提出了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)源和被動(dòng)源聯(lián)合Marchenko成像。主被動(dòng)源聯(lián)合Marchenko成像是地震干涉法和Marchenko方法的結(jié)合,首先利用基于頻率優(yōu)勢(shì)的低頻重構(gòu)方法得到寬頻帶的地震數(shù)據(jù),然后將寬頻帶地震數(shù)據(jù)經(jīng)過本文提出的數(shù)據(jù)預(yù)處理方法進(jìn)行處理,得到Marchenko方法重構(gòu)格林函數(shù)所需要的反射響應(yīng)。主被動(dòng)源聯(lián)合Marchenko成像方法同時(shí)利用了低頻信息較強(qiáng)的高速屏蔽地層穿透能力和Marchenko成像對(duì)層間多次波的壓制作用。數(shù)值算例結(jié)果表明,基于寬頻帶地震數(shù)據(jù)的Marchenko成像結(jié)果中由低頻缺失導(dǎo)致的旁瓣效應(yīng)消失,真實(shí)的反射界面更加聚焦,最終獲得了高精度的地下構(gòu)造成像。(3)作為對(duì)主被動(dòng)源聯(lián)合Marchenko成像在理論和應(yīng)用上的拓展,本文提出了被動(dòng)源Marchenko成像,將Marchenko成像的應(yīng)用推廣到了被動(dòng)源領(lǐng)域。首先基于噪聲源多維反褶積重構(gòu)出不包含自由表面多次波的反射響應(yīng),將這個(gè)反射響應(yīng)和一個(gè)精確的速度模型應(yīng)用到Marchenko方法中重構(gòu)格林函數(shù)以及Marchenko成像。數(shù)值算例驗(yàn)證了被動(dòng)源Marchenko成像的有效性。其次,在數(shù)值算例中,本文將非精確的速度模型應(yīng)用到Marchenko方法中,最終的成像結(jié)果驗(yàn)證了被動(dòng)源Marchenko成像的健壯性。數(shù)值算例還對(duì)比了基于互相關(guān)和多維反褶積的Marchenko成像結(jié)果,得到了多維反褶積Marchenko成像結(jié)果受最小二乘反演的穩(wěn)定性、格林函數(shù)精確度和速度模型精確度影響的結(jié)論。被動(dòng)源Marchenko成像有效避免了基于反褶積方法的去子波過程和自由表面多次波消去(比如SRME處理)過程。實(shí)現(xiàn)了考慮一次波、層間多次波、自由表面多次波的Marchenko成像。
【圖文】：

圖 2.1 卷積型互易定理示意圖型互易方程，假設(shè)的三維聲波介質(zhì)模型如圖 2. S，其中 S S S0，，被面 S 包圍的是體積 V點(diǎn)源激發(fā)，空間 V 內(nèi)的一點(diǎn) x 出接收的格如圖 2.1 所示條件下的亥姆霍茲為()(|)()22 k Gx A x A·····················()(|)()202 k Gx B x B····················· /v(x),x V0 且 A, B V被認(rèn)為球體 V 內(nèi)的5）兩式兩邊分別同時(shí)乘以 (|)0G xB和 G ( x|A)|)()(|)()|)(|)(|)(|)0022AxBxBxABxAxAxB G GGG············ d ( fg) gdf fdg，可得|)(|)](|)(|))(|)0002AxBxAxBxBGGGG ···········

吉林大學(xué)博士學(xué)位論文估計(jì)當(dāng) t≥0 時(shí) g ( B ,t|A,0) g(B, t|A,0)的值來恢復(fù)因果格林函數(shù)。2、相關(guān)型互易方程方程與卷積型互易方程不同，式（2.16）中的相關(guān)積分是由一個(gè)非共軛和一個(gè)共軛的格林函數(shù)的積來表示的，相位之間的相減與旅行時(shí)相減相同。這意味著偶極原和單極源的積**()/|/|iGdGGdGdnGdGdne 能夠預(yù)測(cè)更短的旅行時(shí)以及更短的射線路徑的事件。這里可以用一個(gè)直達(dá)波與 SSP 一次波的相關(guān)得到 VSP 一次波的情形來形象地描述。如圖 2.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P631.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2601914