深部金屬礦地震探測混合震源波場模擬與聯合成像

《深部金屬礦地震探測混合震源波場模擬與聯合成像》是依託吉林大學，由韓立國擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：深部金屬礦地震探測混合震源波場模擬與聯合成像
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：韓立國
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

採用隨機介質模型來描述深部金屬礦產資源地質構造，建立三種形式的金屬礦隨機介質模型，分別是隨機圍岩介質背景下金屬礦體確定性分布模型、確定性圍岩背景下金屬礦體隨機分布模型和隨機圍岩介質背景下隨機礦體的分布模型。在上述金屬礦地質模型基礎上，研究深部金屬礦產資源地震探測混合源（主動與被動）波場模擬方法，採用單程波波動方程分別對主動源與被動源地震波場進行正演模擬，在時間和頻率域內分析兩種震源作用下的地震波形及數字特徵，找出它們的耦合匹配關係，在此基礎上，研究深部金屬礦產資源主動源與被動源地震勘探波場的統一表達關係，利用該表達關係做進一步的正演模擬，建立主動源與被動源地震信號混合採集的金屬礦地震勘探新模式，模擬出整體波場特徵和觀測方式。研究主動源與被動源的獨立波場逆時成像算法，在統一表達式下研究主動源與被動源混合採集地震數據的聯合成像算法，並對理論模型和相近實際數據做聯合成像處理。

結題摘要

地震勘探在深部固體礦產資源探測領域將成為首選的地球物理方法，但將地震反射法用於金屬礦探測需要解決兩個問題，其一是如何描述金屬礦體及其與圍岩的關係，其二是在建立科學的金屬礦地球物理模型後弄清楚地震波的傳播特性，在此基礎上實施地震數據採集和資料解釋。 採用隨機介質模型來描述深部金屬礦產資源地質構造，建立三種形式的金屬礦隨機介質模型，分別是隨機圍岩介質背景下金屬礦體確定性分布模型、確定性圍岩背景下金屬礦體隨機分布模型和隨機圍岩介質背景下隨機礦體的分布模型，通過波動方程正演模擬研究地震波的傳播特徵，採用單程波波動方程對主動源與被動源地震波場進行模擬，分析兩種震源作用下的地震波傳播特徵並找出它們的匹配關係。 主動源與被動源地震信號混合採集、耦合匹配和聯合成像是重點研究內容，為了更好地實施兩者之間的波形、能量與形態的匹配，套用了地震干涉法的基本理論，通過理論模型和實際採集的被動源地震數據的干涉成像，形成了低頻信息豐富的擬地震波場記錄，使之與主動源地震記錄能構成信息的匹配和互補。主動源多源地震混合激發採集是深部金屬礦地震勘探的有效措施之一，而混合地震記錄的高保真分離方法就成為了這項措施的關鍵。首先基於互易定理提出了一種簡單實用的稀疏反演分離算法，可較好地套用於規則化後的二維觀測系統中，對於非規則的觀測系統可將其通過互易定理和缺失道插值將數據完備後完成波場重建。 作為混合採集波場的核心要素，混合度越高越好，其代價是混合噪聲隨之倍增，加大去噪分離難度。針對高混合度的混合採集數據，我們提出了多時域聯合疊代去噪的方法可高保真地預測有效地震信號。對於高度混合的混合炮記錄，混合噪聲的預測要比有效信號的提取更加困難，因此通過後者實現炮分離可能是更好的選擇。將多源混采原理套用於虛擬震源法，由於虛源構建質量與震源間距密切相關，因此震源密度的不足嚴重影響所構建道集的質量，而多震源同時激發採集技術能夠很好的改善這一點，從而得到高質量的虛震源道集，被動源地震干涉成像技術也是主要研究成果之一，它為多源地震聯合成像奠定了基礎。 針對混合震源地震數據的波場高精度成像，首先提出了高解析度高精度的初至時移動校正及速度分析方法，較好地消除了拉伸畸變效應；其次，提出了時頻域隨機噪聲壓制方法；第三，研究了隨機介質模型下主動源與被動源的全波形反演方法；最後研究了混采數據直接偏移成像方法。