地下岩层在构造应力/地层压力的持续加载下，表现出很强的应力依赖弹塑性变形和各向异性特征。基于经典弹性波反射/透射（R/T）理论的常规AVO正反演技术，忽略了应力对地层R/T的影响；而声弹R/T理论基于小应变假设，仅包含二阶和三阶弹性常数（2oeCs与3oeCs），严重低估裂缝闭合、张开、增生等弹性-非弹性变形对弹性波R/T的影响。本文基于强应力加载岩石弹性波传播的Padé声弹性理论，构建了三种典型加载模式（静水压、轴压和剪切）条件下，Padé Piola-Kirchhoff应力形式的运动方程，用于描述大静应力下小动态扰动波动的传播特性，建立了弹塑性变形地层界面的弹性波R/T方程，系统分析了R/T系数随应力和入射角的变化特征。与经典弹性R/T理论和传统声弹R/T理论相比，Padé声弹R/T模型在临界角附近表现出更好的连续性与物理一致性，有效捕捉裂缝闭合、张开、增生等引起的非线性响应（图1）。三种典型加载模式（静水压、轴压、剪切）对反射系数的影响差异显著（图2）。
图1. 不同围压条件下，向下入射P波对应的(a)反射P波、(b)反射S波、(c)透射P波、(d)透射S波的绝对值随入射角变化关系：黑色曲线为弹性理论结果，彩色虚线为经典声弹性理论预测，彩色实线为Padé声弹性理论预测
图2. 三种典型加载模式(10 MPa)下行(a)与上行(b)入射P波的反射系数绝对值随入射角变化的对比：黑色曲线为传统弹性理论结果，彩色曲线为Padé声弹性理论预测值
本文研究成果为超深层高压油气和高压页岩气的地震AVO正反演及地震反射地球深部探测提供了全新的理论工具和技术手段。
研究成果近期发表在中科院一区TOP期刊IEEE Transcations on Geoscicence and Remote Sensing，论文通讯作者为中国石油大学（华东）地球科学与技术学院符力耘教授，第一作者为博士研究生杨海迪。Yang H D, and Fu L Y. Stress-dependent Reflection and Transmission of Elastic Waves in Rocks with Elastic-inelastic Deformations under Confining, Uniaxial, and Pure Shear Prestresses [J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2025.https://doi.org/10.1109/TGRS.2025.3558412
