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随着油气地震勘探事业的发展,裂缝/孔隙型油气储集体的高精度地震勘探越来越重要。对于低孔隙度、低渗透率油气藏占油气储集量60%以上的中国而言,发展可有效描述和开发裂隙/孔隙型油气圈闭的地震技术显得更为紧迫。为了实现上述目标,要求对这类复杂裂缝/孔隙型介质中地震波场特征及其传播规律给予深刻理解,对裂隙/孔隙气的刻画与成像方法技术进行深入研究。显然,裂隙/孔隙介质中弹性地震波场模拟以及叠前逆时深度域偏移研究具有重要科学意义和潜在的实际应用价值。特别是孔隙/裂隙介质中弹性波叠前深度偏移研究更是地震学、勘探地震学领域的研究前沿。
通过分析裂缝裂隙及孔隙介质中地震波传播及其地震勘探研究意义、研究历史及研究现状,在总结裂隙/孔隙介质模型基础上,作者选择了广泛扩容各向异性模型(即EDA模型)作为本博士学位论文研究的介质目标。在弹性地震波场模拟研究方面,考虑到有限差分、有限元等模拟算法在求解空间偏导数时,所具有的局部性以及傅氏变换所具有的全局性,故选择以傅氏变换为核心工具的伪谱法进行弹性波场的三分量模拟。对人为边界效应、稳定性等进行了处理,编制了相应软件,实现了弹性波场模拟,并分别对二维和三维具有不同对称轴的EDA介质中多分量地震资料进行了数值仿真研究,从时间切片和地震记录中(EDA介质中)地震波传播的运动学和动力学属性进行了分析。在孔隙/裂隙介质中弹性波场叠前深度偏移方面,作者利用伪谱法模拟弹性波场的成功实践,研究了二维裂隙/孔隙诱导的EDA介质中弹性波场伪谱法叠前逆时深度偏移方法,分析了不同成像条件选择这一叠前逆时偏移中关键因素,对偏移成像效果的影响。编制软件实现获得了EDA介质中弹性波伪谱法叠前逆时深度域偏移技术,并进行了系列模型地震炮集资料叠前偏移处理,比较了不同的各向同性模型、各向异性模型对叠前偏移的影响。基于上述研究,取得了如下有创新意义的初步成果:
1)获得了可有效数值仿真孔隙/裂隙介质中弹性波场的二维和三维伪谱法模拟技术及相应的软件包;
2)发展了孔隙/裂隙介质中弹性波场深度域伪谱法逆时叠前偏移方法和技术,开发了相应的软件包;
3)二维和三维地震波场模拟资料分析表明,多分量地震资料的采集可为裂隙/孔隙区的定位及其发育程度、优势发育方向描述提供重要的数据基础;
4)弹性波场深度域伪谱法逆时叠前偏移技术具有重建陡倾构造,小断距等复杂地质目标体的能力;忽略裂隙/孔隙诱导各向异性效应的叠前偏移会造成成像结果的定度失真。