地应力会改变岩石弹性参数,进而改变地震波传播与反射响应,是深层复杂地层地震正演模拟不可忽视的关键因素。当前已有的应力相关反射系数解析公式,但其大多仅适用于单一界面,无法表征层状地层中多次反射、转换波以及层间能量透射损耗,难以还原地下真实波场响应。
本文依托声弹性理论,构建一套考虑上覆初始地应力的复合矩阵反射率正演方法,能够对应力层状介质开展多类型地震波场模拟;当地应力置零时算法可退化为经典反射率法,验证理论自洽性。结合线性滑移理论、标准线性固体模型,将该算法进一步拓展适配弹性与粘弹性非耦合界面,定量剖析地应力、界面柔度、流体黏度、频率对地震反射振幅的调控规律。理论模型与实钻井资料测试结果表明,相较于传统单界面应力反射系数方法,新方法能够模拟地层之间的透射能量损耗,合成地震道与实测资料匹配效果更优,可为应力环境下层状储层波场仿真、地震反演研究提供可靠的正演手段。

图1.受上覆应力作用的层状介质示意图

研究成果发表在地球物理期刊Geophysical Journal International。论文第一作者为中国石油大学(华东)博士生朱晓剑,通讯作者为中国石油大学(华东)宗兆云教授,合作者为中国石油大学(华东)陈阜斌博士后、张繁昌教授、杨继东教授、沈奕教授和孟庆峰教授。
论文信息:Zhu X, Zong Z*, Chen F, Zhang F, Yang J, Shen Y and Meng Q. 2025. Modelling the seismic reflection characteristics in stressed layered media using reflectivity method. Geophysical Journal International. DOI: 10.1093/gji/ggaf384.