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利用地震响应随时间变化表征油藏性质变化的时移地震油藏监测技术是重要的开发地震技术，是连接油藏工程、地质工程和地球物理工程的重要纽带。多波多分量时移地震油藏监测技术能有效利用更为充足的地震信息，降低时移地震反问题的不确定性，提高时移地震资料解释精度，将油藏表征从定性分析提高到定量解释。
论文在油藏岩石物理模型研究的基础上，对时移地震数值模拟进行了研究，结合高阶有限差分与交错网格，将通量校正传输技术推广并应用到一阶速度-应力弹性波动方程体系求解中，有效地压制数值频散现象，利用推广的完全匹配层吸收边界条件有效压制边界反射干扰，实现了各向同性与各向异性介质多波多分量时移地震高精度数值模拟，并针对薄互层油藏各向异性问题进行了探讨，为时移地震可行性研究、指导地震资料采集、处理和解释提供重要工具。
论文分析了不同储层不同油藏参数变化时移地震AVO响应变化，研究了盖层各向异性对AVO曲线变化影响，提出利用时移地震AVO曲线不同变化规律区分不同油藏参数变化的方法，并从简化的Zoeppritz方程出发，结合岩石物理模型，推导了纵波时移地震AVO与多波时移地震AVO反演方程，确定了时移地震AVO区分不同油藏参数变化关系，实现了油藏从定性表征到定量解释转变，数值模拟试验表明了方法的有效性。
论文利用分离波场数值模拟得到的多波多分量时移地震数据，研究了油藏参数变化的叠前敏感时移地震属性，得到了不同偏移距叠加剖面上反射波时移地震属性变化规律，提出了利用不同地震属性组合进行时移地震解释的方法，从而减少时移地震属性解释多解性，提高解释精度与可靠性。
论文还研究了时移地震资料处理中振幅保真处理、面元一致性处理与互均化处理等关键技术，并结合实际油田时移地震资料进行了分析与研究，取得了实际效果。