正演模拟倾斜裂缝对应的散射波场
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【摘要】随着地震波勘探技术的不断发展，对复杂介质的研究也越来越深入。我国西部和南部地区存在大量的孔洞带、裂缝带和孔洞缝交织带等，它们往往具有很强的渗流功能和储集作用。要想对他们做精确的描述，就需要用小尺度刻画复杂储层。这就对计算能力提出了很大的挑战。因此，引用可变网格的思想，也就是在需要小尺度刻画的区域内用小网格计算，其余的区域用大网格计算。这样既可以节约计算机的计算量，又能够实现对孔洞缝的精细描述。
【关键词】非均匀介质 地震散射波场 正演模拟 格林函数积分法 地震勘探
1 引 言
各种矿产资源通常存在于非均匀的地质构造中，地震散射波理论可以很好的适用于非均匀性强的介质。因此，地震波散射理论已经成为现阶段石油勘探过程中不可或缺的工具[1]。自二十世纪90年代以来，地震波散射的研究取得了很大的发展。Li在1993年提出了具有横向大延伸的非均匀性固体介质的全弹性波的散射波理论[2]。Li和Hudson在1996年，研究出了一整套横向大延伸的非均匀性固体介质中的全弹性波的多次散射理论 [3]。Wu在1994，1996年提出了各类薄板的近似[4、5]；DeHoop在2000年进一步研究了各类相屏
方法[6]。
在前人研究成果的基础上，本文在散射理论的基础上，结合可变网格的思想，推导了横向和纵向均加密的可变网格的散射波场公式。正演模型测试了该方法的正确性，最后给出了数值实例。
图3？子波在区间[190，250]时的波形图
（1）此模型倾斜裂缝带所在的位置的背景速度是2500m/s，裂缝带的速度是1000m/ s。裂缝带速度小于背景速度，所以裂缝的散射波的极性跟地层反射波的极性是相反的，裂缝散射波的存在会使地层反射波的能量减小。
（2）倾斜裂缝带的缝间距越大，对应产生的散射波的能量就越弱。
（3）当倾斜裂缝密度大，也就是倾斜裂缝间距小的时候，倾斜裂缝带所对应的散射波具有整体性。随着缝间距的增大，倾斜裂缝带对应的整体性越来越差。
3.2 倾斜裂缝的速度对散射波的影响
模型参数：模型2410米*2000米，分界面在600米和1200米的位置，第一层界面的速度是2000m/s，第二层界面的速度是2500m/ s，第三层界面的速度是3000m/s。第二层的中间位置有11条倾角45°的倾斜缝。
图4 不同裂缝速度对应正演记录
从图中看出：散射波的能量与散射体的速度有关，在散射体形状不变的条件下，当散射体的速度跟背景速度差异较大时散射波的能量较强。
4 结论
通过对倾斜裂缝模型进行正演模拟，验证了散射波正演模拟算法良好的适应性及可靠性，得到以下结论：
（1）倾斜裂缝带的缝间距越大，对应产生的散射波的能量就越弱。倾斜裂缝间距越小，倾斜裂缝带所对应的散射波越具有整体性。随着缝间距的增大，倾斜裂缝带对应的整体性越来越差。
（2））散射波的能量与散射体的速度有关，在散射体形状不变的条件下，当散射体的速度跟背景速度差异较大时散射波的能量较强。
参考文献
[1] 秦雪霏.地震波多次散射波场属性分析[D].吉林：吉林大学，2007
[2] Aki. K. Analysis of the seismic coda of local earthquakes as scattered waves[J]. Geophysics，1969，74：615-631
[3] 尹军杰，刘学伟，李文慧.地震波散射理论及应用研究综述[J].地球物理学进展，2005，20（1）：123-134
[4] Li Xiaofan. Elastic scattering of P and S wave from a continuous and heterogeneous layer[J]. R.R.Univ of Cambridge， 1993，34（7）：1-61
[5] 吴如山，[美]安艺敬一.地震波的散射衰减[M].李裕澈，卢寿德等译.北京：地震出版社，1993
[6] 尹军杰.地震散射波场特征的数值模拟研究[D].北京：中国地质大学（北京），2005
[7] 吴国忱.各向异性介质地震波传播与成像[M].中国石油大学出版社，2006
[8] Ru-Shan Wu.Synthetic seismograms in heterogeneous media by one-return approximation[J].Pageoph，1996，148：155-173