科研进展

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Geophysics| 基于波场分离的声—粘弹耦合波动方程的海底双检数据Q补偿弹性波最小二乘逆时偏移

作者: 发布者:邹桂红 责任编辑: 发布时间:2024-04-23 浏览次数:32

同于陆上地震勘探,在海洋环境下,震源在海水中激发,地震波在海水中以声波形式向下从传播,当到达海底界面时,纯纵波转换成纵波、横波,以弹性波形式继续传播。在海洋环境中,传统的成像方法都是使用单一的弹性或粘弹性波动方程进行成像,这种方法比较简单,只需要在海水中令S波的速度为0,但是该方法存在严重缺点,该方法在海水区域也采用弹性波方程,增加了巨额的计算量,且存在稳定性问题。随OBS/OBN集技术的发展,海底电缆可记录海底反射的纵波和横波信息,实现多分量成像。为了克服单一弹性波方程在深海环境中模拟与成像的影响,使用声-粘弹耦合控制方程进行波场延拓。当地震波在海水中传播时,使用声波方程描述海水中的声压波场,当地震波传播至海底区域时,使用波场分离的粘弹波动方程描述海底以下固体介质的弹性波场。为了克服崎岖海底的影响,将声-粘弹耦合模型进行曲网格剖分,剖分成近乎正交的贴体网格,并进行坐标变换,使得崎岖海底界面映射为水平海底,波动方程也通过链式法则由笛卡尔坐标系变换为计算域曲坐标系。水陆双检数据通常用来通过上下行波分离压制海上多次波、鬼波等。但研究发现,水陆双检数据同时应用于声-粘弹耦合介质LSRTM中,可改善成像质量,压制串扰噪声,提高收敛速度。而本论文声-粘弹耦合介质方法本身可同时应用声波数据和粘弹性波数据,不需要在整个计算区域利用声波方程与粘弹性波方程计算两遍,因此,声粘弹耦合方法对于OBS/OBN水陆双检数据的同时应用具有天然优势。基于伴随状态理论,推导得到l 联合声波及矢量纵横分离粘弹性波的伴随状态方程。本文提出了一种水陆双检数据的崎岖海底构造的OBD-VSV-QLSRTM方法。通过两个数值试算,证明了该方法具有改进成像结果、Q衰减补偿、具有更高的计算效率和精度、压制串扰噪音和减弱P波和S波之间的串扰的优点。

研究成果近期发表在地学领域TOP期刊Geophysics,由李振春教授团队完成。论文第一作者为中国石油大学(华东)地球科学与技术学院李金丽博士,通讯作者为中国石油大学(华东)曲英铭教授。

论文信息:Jinli Li, Yingming Qu*, Yifan Li, Chongpeng Huang, Zhenchun Li, Ocean bottom dual-sensor Q-compensated elastic least-squares reverse time migration based on acoustic and seprarated-viscoelastic coupling equations. GEOPHYSICS, 2024, 89(3): S155–S173. https://doi.org/10.1190/geo2023-0433.1