双相各向异性随机介质伪谱法地震波场特征分析

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1、第,’卷第%期"&&(年%月物理学报SC9),’，HC)%，3O:89，"&&(!&&&5#"(&P"&&(P,（’&%）P"’#.5&+3N23MQRKJN3KJHJN3!"&&(NT8A)MTU=)KCB)"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""双相各向异性随机介质伪谱法地震波场特征分析!!）"）#）$"）#）李红星陶春辉!）（东华理工大学核工程技术学院，抚州#%%&&&）"）（国家海洋局海底科学重点实验室，

2、杭州#!&&!"）#）（国家海洋局第二海洋研究所，杭州#!&&!"）（"&&’年’月%日收到；"&&’年(月%日收到修改稿）各向异性、双相孔隙以及非均匀性是描述油气储层时应综合考虑的)结合随机介质理论和双相介质模型建立了双相各向异性随机介质模型，采用伪谱法模拟了双相各向异性随机介质地震波场，结果表明：双相各向异性随机介质地震波场存在散射波、旅行时扰动等复杂的波场特征，这些特征强烈依赖于随机介质模型参数)在大非均匀空间尺度下，非均匀幅度主要影响波的旅行时扰动；在小非均匀空间尺度下，非均匀幅度主要影响

3、波的散射)该研究使人们有可能在统计意义下反演油气储层的非均匀特征，有益于加深对地震波在油气储层中传播规律的认识)关键词：双相各向异性，随机介质，伪谱法，地震波!"##：(!#&*，+,#&-，&"%&了介质的各向异性和孔隙特征，却忽略了实际介质!D引言所具有的非均匀随机性)近年来，已经认识到大地模型的非均匀特性是影响地震波整体特征的关键因实际地球介质，特别油气储集层是一个复杂的素，一些文献已对随机介质中的声波或弹性波场特［"+—#!］介质系统，随着对地层岩石性质认识的深入和地震征进行了讨论)在前人

4、研究的基础上，利用随波理论的发展，人们研究的介质模型与实际情况日机介质和EJKL模型建立了双相各向异性随机介质［!—,］益接近)E8C>早期发表的一系列文章建立了孔模型)采用伪谱法正演模拟了双相各向异性随机介［.］隙各向异性介质理论)/FC:G8A和HI:建立了E8C>质地震波，发现双相各向异性随机介质模型对应的［+，’］喷射流（EJKL）模型，M7::7将这一理论推广到横向地震记录中有散射波、旅行时扰动、地震波尾等复杂［(，!&］各向同性双相介质情况)杨顶辉等基于固5流耦的波场特征)当非均匀的空

5、间尺度以及非均匀幅度合思想，建立了一般含流体多孔隙各向异性介质中变化时，研究波场特征的变化特点，发现波的散射形［!!—!#］的弹性波波动方程)在!(+’年以后，N:76O8A证式强烈依赖于介质的统计特性)在大非均匀空间尺实了裂隙诱导各向异性和横波分裂的存在，并提出度下，非均匀幅度主要影响波场的旅行时扰动；在小了扩张各向异性模型)此后，地震各向异性的研究非均匀空间尺度下，非均匀幅度主要影响波场的散逐渐成为地震学的前沿和热点，每年都有大量的研射)该研究使人们有可能在统计的意义下反演出介究成果公开和论文

6、发表，尤其在各向异性弹性波的质在小尺度上的非均匀特征，有益于加深对地震波［!%—!+］正演方面)国内研究者在弹性各向异性介质在实际地球介质中传播规律和油气储层描述的及双相、黏弹各向异性介质中的波场特征分析、振幅认识)与炮检距关系分析、弹性参数反演等方面做了大量［!’—".］重要的研究工作)但是这些介质模型仅考虑!海洋公益性行业科研专项经费（批准号："&&’&,&&,）、国家自然科学基金（批准号：%&++.&#’，%((&.&&%）、地下信息探测技术与仪器教育部重点实验室（中国地质大学，北京）开放课

7、题（批准号：-/0&’&"）、国家海洋局第二海洋研究所基本科研业务费（批准号：12&’&"）、国家高技术研究发展计划（批准号："&&,33.!,&%&）和国家海洋局青年海洋科学基金（批准号："&&+#!!）资助的课题)$456789：:;<=>7:?98@=8A7)BC65期李红星等：双相各向异性随机介质伪谱法地震波场特征分析!A-@)$（$，%）**［$;（$，%）)"’］，（@）!"双相各向异性随机介质模型!其中，*为$;的方差，"为$;的平均值4’基于#$%&模型的双相各向异性介质中波传播方

8、程［’(］为-"伪谱法波场数值模拟!!!·!)"!*"（!!’"+!!#），（’）［!@］"!伪谱法又称为傅里叶变换法，主要特点是空!"!间微分利用傅里叶变换，时间微分采用差分格式4)（"!）*（!)#,""!傅里叶变换法的主要优点是空间网格可以较大，计!"算精度非常高4其对时间的二阶微分的差分格式+#!!#）+#"$（#)"），（!）"!如下：!")"&）·%，（-）!++（!+!!）)!+（!）++（!)!!）"*)·（$%#）)（$%""!*!；（A）"!（!!）其中，!*’