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随着地震勘探程度的不断加深，地震勘探的难度也在不断加大。对于一些复杂的勘探区域，传统意义上的陆地或者海上勘探已经不能取得较好的效果。地震干涉法就是在这种背景下产生和迅速发展起来的。该方法不仅可以在一定程度上弥补常规观测系统的局限和不足，而且可以对油藏开发实现真正的4D监测。本文从地震干涉法的基本原理出发，详细讨论了反射波和折射波信息提取的影响因素及其应用范围，利用合成数据和实际数据验证了地震干涉法重构波场信息的可行性和有效性。具体研究工作分为以下四个方面: 首先，在互易定理的基础上，本文详细介绍了互相关型以及褶积型地震干涉法的基本原理。通过地震干涉法可以缩短（或增加）地震波的传播路径，实现折射波与虚折射波的转换，多次波与一次波的转换以及地表与地下观测系统之间的转换。其次，本文介绍了反射波信息提取的基本原理。给出了单层水平介质条件下地震干涉法成像观测系统设计的定量表达式，解释了炮点的离散化对反射波信息恢复所带来的干扰和破坏。具体讨论了炮点的有限性及不同参数对反射波重构精度的影响。再次，本文讨论了时窗截取对折射波重构所带来的影响，介绍了虚折射干涉法和褶积型超级虚折射干涉法的基本原理，及其在折射波信息提取中的缺点和不足。针对以上问题，提出了互相关型超级虚折射干涉法和混合虚折射干涉法，并讨论了其应用范围和效果。在干涉法的基础上进行了反褶积处理，有效地压制了子波旁瓣的影响，在模拟资料和野外数据上，都取得了较好的应用效果。最后，本文对所做工作进行了总结，并对其中存在的问题进行了讨论。 获得的创新性研究与应用成果包括:(1)本文给出了单层水平介质条件下，关于反射波重构的观测系统设计的定量表达式，并在炮间距足够小的情况下，给出了其近似表达式，从运动学的角度定量解释了固定相位的概念。(2)提出了调谐采样间隔的概念。为了准确恢复出反射波场，必须保证炮点采样间隔不大于调谐采样间隔，否则会在重构的反射波场中出现伪同相轴和谐振噪音。(3)研究了不同参数对反射波重构的影响。其中地质目标体的深度以及检波点之间距离的变化对成像质量影响较小，而介质速度和检波点的埋藏深度的改变对成像质量有比较大的影响，对于深层的地质目标体，需要增加检波点的埋藏深度或者减小炮间距来增加干涉成像的质量。(4)本文提出了互相关型超级虚折射干涉法，并在褶积型超级虚折射干涉法基础上，进一步提出了混合虚折射干涉法。该方法不需要知道近地表的速度信息，适用于复杂的近地表地质情况，不仅可以克服虚折射波场激发时刻和位置未知的不足，而且可以很大程度上提高折射波的信噪比，保证了不同偏移距下折射波振幅恢复的一致性。(5)针对两次互相关所产生的非物理同相轴的影响，本文提出了频率域反褶积干涉法，该方法可以有效压制子波旁瓣的影响，弥补了低频和高频能量的损失，提高了恢复的折射波场的稳定性和分辨率。(6)通过起伏地表条件下的合成数据和实际数据的处理结果，验证了基于反褶积的混和虚折射干涉法在提取折射波信息上的有效性和稳定性。