任意空间取向TI介质中速度随方位变化特征

本文基于任意空间取向TI介质中坐标变换的方法,扩展研究了任意强弱、具有任意空间取向对称轴的TI介质中体波相速度和群速度的方位变化;通过模型数值计算,获得了相速度与群速度方位变化图案,并比较了二者偏差.研究发现,各向异性越强群速度与相速度的偏差越大;并且,TI对称轴的空间取向和测线方位影响速度方位变化.相对于TI对称轴,速度方位变化图案不变;但是,随着TI对称轴空间取向和测线方位的改变,其速度方位变化呈现一定的规律性.研究结果可以精确地预测任意空间取向TI介质中速度方位变化,有利于地震各向异性数据处理与解释.     

任意空间取向TI介质中体波速度特征

对于倾斜叠层和非垂直裂隙岩层,用具有任意空间取向对称轴的TI (ATI)模型来描述更符合实际观测. 本文基于坐标变换的方法,研究任意强弱ATI介质中体波速度的角散和方位变化特征. 研究结果表明,ATI介质中体波速度随传播方向变化的速度图案相对TI对称轴确定,此确定的速度图案与TI的Thomsen参数相关;速度特征只依赖于传播矢量与对称轴的夹角. 因此,随着TI对称轴取向的空间变化和测线方位的变化,体波速度图案呈现多样性变化,并具有一定的对称性、渐变和重复性. 研究结果有助于进一步的理论研究和各向异性资料处理解释.     

任意空间取向TI介质中P波四次时差系数特征

同类反射波（非转换波）走时偏离双曲,称为非双曲或四次时差,在长排列各向异性地震资料处理中需要校正．本文基于我们导出的水平界面任意空间取向TI (ATI)介质中同类反射波四次时差系数(A4)的精确解析解,数值计算研究P波四次时差系数特征．正演结果表明,ATI条件下A4系数随CMP测线方位变化的特征不仅与TI介质的各向异性参数有关,而且与TI对称轴的空间取向密切相关; TI介质的各向异性参数和TI对称轴的倾角决定了A4变化特征,而且TI对称轴的方位决定了A4随测线方位变化的对称性．此研究结果将对各向异性解释及参数反演有参考意义．     

任意空间取向TI介质qP和qSV波解耦的波动方程

由于构造运动等作用,TI介质对称轴往往沿空间任意方向分布,具有任意空间取向对称轴的TI（ATI）介质更符合实际地质情况.VTI介质与ATI介质的相速度在形式上具有一致性,VTI介质中地震波的相角对应ATI介质对称轴与地震波传播方向的夹角.本文基于Tsvankin的VTI介质精确相速度公式,利用TI介质对称轴和地震波传播方向上单位向量的数量积和向量积来计算ATI介质的精确相速度.根据弱各向异性假设,导出qP波和qSV波的近似相速度,分析了近似公式的误差,讨论总结了ATI介质qP波和qSV波的相速度特征.本文中的单位向量采用观测坐标系表示,通过相角关系,可以较为方便地由ATI介质近似相速度导出频散关系,然后借助傅里叶逆变换推导出时间-波数域qP波和qSV波解耦的波动方程.数值算例表明本文的波动方程是qP波和qSV波解耦的,波场计算结果稳定,未出现明显的数值频散,验证了本文方法的有效性.     

任意空间取向TI弹性张量解析表述

本文理论给出任意空间取向TI(ATI)四阶弹性张量的解析表述,其以VTI弹性常数及其简单组合为系数,包括各向同性项、TI对称轴方向矢量分量的二次项和四次项,其中TI对称轴方向矢量可以在固定坐标系定义, 也可以相对三维倾斜界面甚至相对波传播方向.相比四阶张量变换法和Bond变换法,ATI弹性张量能简洁而透明地为本构关系和波动方程提供四阶张量的所有元素. ATI弹性张量能为诸多方面的理论研究提供支撑.     

任意空间取向TI介质中长排列非双曲动校正公式优化(英文)

常规长排列非双曲动校正公式是在VTI介质中得到的,它不能满足任意空间取向TI(ATI)条件下的扩展.本文以VTI介质中非双曲动校正公式为基础,基于我们推导得出的ATI介质中精确四次时差系数解析解和NMO速度解析解,给出ATI介质中长排列优化的非双曲动校正公式.通过与各向异性射线追踪方法计算所得出的"精确走时"结果对比,研究表明优化后的非双曲动校正公式能精确地描述任意强弱、ATI介质中随测线方位变化的走时曲线,可以用来替代耗时、多偏移距、多方位的射线追踪方法正演拟合ATI介质中长偏移距反射走时,为利用非双曲时距的各向异性参数反演提供理论基础性认识。     

黏弹性EDA介质中地震波的传播特征

地球介质基本为黏弹性各向异性介质,研究黏弹性各向异性介质中地震波的传播特征对提高地震勘探精度及准确性有着重要意义.相速度与群速度是认识黏弹性各向异性地震波传播规律的主要参数,对地震数据解释具有重要意义.本文基于特殊分量法,通过求解christoffel方程,推导出黏弹性EDA介质中均匀、非均匀波的精确相速度、慢度和群速度公式,并通过模型计算研究了SH波的相速度特征及其随相角和不均匀参数D的变化规律.结果表明D影响了地震波的相速度大小,但对其方位特性无影响,在EDA介质中相速度随方位角变化的规律仍然可指示介质的对称轴方向和裂隙的走向.     

三维TTI介质相速度和群速度

相速度和群速度是研究地震波传播规律和描述介质特性的重要参数,是弹性波传播理论中的核心内容,在理论研究和实际应用中有重要作用.本文根据VTI介质的刚度矩阵,利用Bond变换建立了TTI介质刚度矩阵.再利用TTI介质刚度矩阵,结合弹性动力学的本构方程、牛顿运动微分方程和几何方程,得到了三维TTI介质弹性波波动方程和Christoffel方程.通过本征值方法求解Christoffel方程,推导了三维TTI介质弹性波相速度的解析表达式.利用Berryman和Crampin推导各向异性介质群速度公式,根据三维TTI介质的相速度解析式推导了三维TTI介质群速度解析表达式.数值试例表明,随着各向异性介质参数改变,TI介质弹性波相速度变化较为平缓,群速度变化较为剧烈,qP波和SH波速度变化较为平缓,qSV波速度变化较为剧烈.     

EDA介质中地震波的传播特征

对Christoffel公式进行Bond变换得到EDA介质的Christoffel方程,并由其非零解推导出EDA介质中视横波(qSV)、横波(SH)、视纵波(qP)的相速度、群速度、偏振向量(质点的振动方向)的三维计算公式.通过模型计算分析了具有水平对称轴的各向异性(HTI)介质和EDA介质中介质对称轴的极角和方位角对相速度、群速度及偏振向量的影响,对其随极角、方位角的变化特征进行了分析,并采用Matlab进行了数值计算,对其特征采用三维显示.通过取极角或方位角为零简化得到HTI介质和具有垂直对称轴的各向异性(VTI)介质中地震波的相速度、群速度,对EDA介质中的三维计算结果进行退化验证. 通过数值计算进一步验证了地震波相速度与EDA介质对称轴的相互关系. 结果表明,通过广角地震勘探可探明地下介质的裂隙走向及密度,从而确定灾害体产状.     

几种弱各向异性介质中qSV波速度和偏振异常

研究了在具有垂直对称轴的横向各向同性介质(TIV 介质)中qSV波群速度及偏振矢量,给出了相应的精确和近似计算公式,进一步讨论了用较简单的近似公式来代替复杂精确公式的可靠性;最后展示了地球内部几种常见各向异性岩石矿物中地震qSV波速度各向异性因子、偏振信息及其与传播方向之间的偏差.     

ATI介质中四次时差系数解析近似

非双曲（远偏移距）时差为各向异性介质中正、反演研究,特别是各向异性参数估计提供了重要信息.本文在任意空间取向TI（ATI）介质水平界面同类反射波四次时差系数(A4)精确解的基础上,进一步讨论我们推导得出的ATI介质中四次时差系数解析近似解,比较随CMP测线方位变化的近似解与精确解之间的差别,为利用近似解来解析研究ATI介质中非双曲时距以及参数反演提供有价值的信息．结合实际岩性资料的数值研究表明,ATI条件下四次时差系数近似解与精确解之间存在差别,不仅表现在A4数的大小及符号特征上,更突出地表现在A4系数随方位的变化特征上;在强各向异性条件下,近似解相比精确解存在较大误差．但在各向异性参数满足0ε-δδ｜<0.20的情况下,对于TI对称轴的特殊倾角范围(75°～80°),近似解与精确解的差别很小,可用近似解进行各向异性观测解释及参数反演．     

P-wave attenuation anisotropy in TI media and its application in fracture parameters inversion

The existence of aligned fractures in fluid-saturated rocks leads to obvious attenuation anisotropy and velocity anisotropy. Attenuation anisotropy analysis can be applied to estimate fracture density and scale, which provide important information for reservoir identification. This paper derives P-wave attenuation anisotropy in the ATI media where the symmetry axis is in the arbitrary direction theoretically and modifies the spectral ratio method to measure attenuation anisotropy in the ATI media, thus avoiding a large measurement error when applied to wide azimuth or full azimuth data. Fracture dip and azimuth can be estimated through attenuation anisotropy analysis. For small-scale fractures, fracture scale and fracture density can be determined with enhanced convergence if velocity and attenuation information are both used. We also apply the modified spectralratio method to microseismic field data from an oilfield in East China and extract the fracture dip through attenuation anisotropy analysis. The result agrees with the microseismic monitoring.     

利用弹性张量解析表达式识别任意空间取向TI介质

利用任意空间取向横向各向同性介质( ATI)的弹性张量解析表达式,分析ATI弹性常数之间的内在关系,得到一个判断ATI介质的必要条件.假若介质弹性矩阵满足这个ATI必要条件,可做ATI假设,确定可能的ATI对称轴空间取向.此时,如果通过坐标变换得到的是VTI弹性矩阵,就说明介质确实是ATI介质,这就完整地解决了从包含2...     

Moveout analysis for tranversely isotropic media with a tilted symmetry axis

The transversely isotropic (TI) model with a tilted axis of symmetry may be typical, for instance, for sediments near the flanks of salt domes. This work is devoted to an analysis of reflection moveout from horizontal and dipping reflectors in the symmetry plane of TI media that contains the symmetry axis. While for vertical and horizontal transverse isotropy zero-offset reflections exist for the full range of dips up to 90°, this is no longer the case for intermediate axis orientations. For typical homogeneous models with a symmetry axis tilted towards the reflector, wavefront distortions make it impossible to generate specular zero-offset reflected rays from steep interfaces. The ‘missing’ dipping planes can be imaged only in vertically inhomogeneous media by using turning waves. These unusual phenomena may have serious implications in salt imaging. In non-elliptical TI media, the tilt of the symmetry axis may have a drastic influence on normal-moveout (NMO) velocity from horizontal reflectors, as well as on the dependence of NMO velocity on the ray parameter p (the ‘dip-moveout (DMO) signature’). The DMO signature retains the same character as for vertical transverse isotropy only for near-vertical and near-horizontal orientation of the symmetry axis. The behaviour of NMO velocity rapidly changes if the symmetry axis is tilted away from the vertical, with a tilt of ±20° being almost sufficient to eliminate the influence of the anisotropy on the DMO signature. For larger tilt angles and typical positive values of the difference between the anisotropic parameters ε and δ, the NMO velocity increases with p more slowly than in homogeneous isotropic media; a dependence usually caused by a vertical velocity gradient. Dip-moveout processing for a wide range of tilt angles requires application of anisotropic DMO algorithms. The strong influence of the tilt angle on P-wave moveout can be used to constrain the tilt using P-wave NMO velocity in the plane that includes the symmetry axis. However, if the azimuth of the axis is unknown, the inversion for the axis orientation cannot be performed without a 3D analysis of reflection traveltimes on lines with different azimuthal directions.