Page 23 - 《应用声学》2021年第3期

第 40 卷 第 3 期 李梦真等： 井间地震波场数值模拟和弹性波逆时偏移 341

䐍⿫/m 䐍⿫/m 与图 10(b) 成像相比，在图 12 中可以清晰地看
0 100 200 300 0 100 200 300
0 0 到，狭缝两端点之间的像完全消失了，这证明了狭缝
两端点间的像是由透射 P-S 和 S-P 转换波产生的。
100 100
通过这样的计算实验，验证了弹性波逆时偏移在井
⤝㕍ㄟ⛩
200 200 间地震模型中可以获得任意倾角界面的成像结果。
␡ᓖ/m 300 ␡ᓖ/m 300 ⤝㕍Ⲵѝ 其中对于高倾角的界面，在地层界面处产生的透射
转换波是成像的主要信号来源，这些透射转换波在
䰤䜘࠶
波场分离时应该作为有用信号而保留。
400 400
⤝㕍ㄟ⛩
ᡰሏ/m
500 500
0 100 200 300
0
600 600
(a) ۳̆ӭሮܦฉவሮF-K (b) ुভฉᤤ௑Ϡረᄊፇ౧ 100
Ϡረข४҂ᄊፇ౧
200
图 10 垂直狭缝在不同偏移方法下的结果
Fig. 10 Results of the vertical slit under different ງए/m 300
migration methods
400
先对图 8 中波场成分的名称进行说明。当震源
500
在左侧产生弹性波 (纵波和横波) 后，经过狭缝中间
部分的流体时都变为纵波，再穿透流体层后会产生 600
转换波而被检波器接收。由于狭缝宽度远小于波长，
图 12 消除 P-S 和 S-P 波后的成像结果
在分析中可忽略弹性波在狭缝中的传播路径。对于
Fig. 12 The imaging result after eliminating P-S
穿过狭缝的纵波和横波，可写为P-P波和S-S波。将
and S-P waves
传播到狭缝之前的纵波和穿过狭缝后又变为横波
的转换波，简写为透射P-S波；横波在穿过狭缝后也
4 结论
可产生透射P波，写为S-P波。如果在波场分离中再
进一步去掉这些透射转换波，即在图 9 消去直达波 本文主要对三层的地层模型和不同角度的狭
和 P-P 波、S-S 波的基础上再消去透射 P-S 波和 S-P 缝进行了井间地震的数值模拟和弹性波的逆时偏
波，其对应的结果显示在图 11 上。再对处理过的信 移，得出以下的结论：
号做多炮叠加偏移成像，得到如图12的成像结果。 (1) 不同成像条件的研究。对于三层的地层模
型，使用检波器归一化成像条件，能够使靠近震源一
௑ᫎ/s
0 0.1 0.2 0.3 0.4 侧的界面被成像，同时在震源一侧产生了噪声；而使
0
用震源归一化成像条件时，能够使靠近检波器一端
100
的地质结构成像得到增强，而使震源一侧界面成像
200 变弱。
ງए/m 300 (2) 当使用反射波和透射转换波进行偏移时，

通过对不同倾角的狭缝进行成像，证实了弹性波逆
400
时偏移可以针对任意倾角的界面获得清晰的成像；
500
而作为对比，基于声波方程的单程波 F-K 偏移无法
600 对高倾角界面进行有效成像。

◦
图 11 消去 P-S 和 S-P 波后的结果 (3) 对于高倾角界面，特别是 90 倾角的狭缝，
Fig. 11 The result after eliminating P-S and S-P 在弹性波逆时偏移中主要依靠纵波和横波在透射
waves 中产生的转换波进行成像；如果消除这些转换波而