用數學模型和物理模型代替地下真實介質，通過計算機數值計算和物理實驗，模擬模型的地震回響，得到理論地震記錄的方法。地震模擬一般指正演模擬，主要分為數值模擬和物理模擬。
基本介紹
- 中文名：地震模擬技術
- 外文名：seismic modelling technique
- 學科：地球物理勘探
- 模擬方法：數值模擬、物理模擬
- 結果：地震回響記錄
- 作用：正演
數值模擬,物理模擬,
數值模擬
通過計算機數值計算實現的正演模擬。給出岩層的岩性組合及各層的厚度、密度、地震波速度等參數，計算理論地震記錄。它包括一維模擬、二維模擬及三維模擬。
一維數值模擬適用於岩層水平、層內均勻、各向同性的介質，由給定的反射係數序列合成地震記錄。在忽略透射損失(令透射係數為1)及多次反射(令上行波反射係數為0)的最簡單條件下，反射地震記錄可看成是地震子波從各反射界面反射回地表的疊加 (圖1)，或地震子波與反射係數序列的褶積。反射係數序列可由聲波測井或其它測井數據求得;地震子波可以假設或從實際地震記錄提取。
若考慮多次反射，返回地表的上行波將是同一層介質下行波在界面上的反射波與下一層介質上行波的透射波之和; 而下行波將是上一層介質下行透射波與同一層上行波的反射波之和(圖2a)。此時只能採取遞推算法計算反射係數序列 (圖2b)。
若進一步考慮介質的吸收作用，可以將吸收作用包含在反射係數序列或地震子波中。通常吸收作用與頻率有關，在頻域中進行計算要方便得多。
在岩層傾斜或構造複雜條件下，必需採用二維甚至三維模擬。當測線垂直岩層走向布置且忽略岩層的走向變化時，採用二維數值模擬。這本質上是從二維剖面模型出發的合成地震剖面(圖3)。計算模擬方法分射線追蹤與波動方程兩大類。①射線追蹤法。是一種正演方法，它以幾何地震學射線理論為基礎，根據給定的模型追蹤反射波地下傳播的射線路徑，計算出從震源到接收點的旅行時，從而獲得理論地震記錄。它具有靈活、方便、效率高、適應性強的特點，適用於速度變化較複雜的模型。②波動方程法。以物理地震學的波動方程為基礎，採用疊後波動方程偏移的方法，由地下向地面逆向延拓得到自激自收剖面，常用的方法有繞射疊加法、有限差分法及有限元法。若採用更完善的方法，還可以模擬波型轉換、反射係數隨入射角的變化、面波和首波等。
物理模擬
用已知參數的材料做成一定幾何形態的模型模擬地下地質結構，用超音波模擬地震波;壓電陶瓷換能器模擬震源及檢波器，將野外地震勘探施工過程在實驗室內重現，獲得模型地震記錄。為使室內模擬觀測的波場特徵更接近實際，要求物理模型與野外地質模型滿足相似性準則，即它們在幾何關係、運動學與動力學上相似。
(1)幾何相似。要求模型的角度等於系統的角度，對應長度成比例。
(2)運動學與動力學相似。要求實際系統與模型的速度比、密度比相似。
地震模擬可用於研究勘探區內主要反射層的深度、反射波品質、多次波發育程度、能量衰減，預測地震方法套用的可行性，對比反射波相應的地質層位，識別多次波，提高地震資料構造解釋與岩性解釋的可靠性。它是地震資料人機聯作解釋的重要部分，無論對地震勘探的理論研究，還是指導生產都占有重要地位。
