基于一阶弹性波方程的能量互相关成像条件

基于地震波场能量构建的能量互相关成像条件,具有易实现、物理意义明确及背向散射压制效果明显等优势.但是,目前构建的能量互相关成像条件仅适用于二阶弹性波方程,难以直接应用于一阶弹性波方程.为此,本文针对一阶弹性波方程,基于能量守恒定理及能量密度,构建以速度-应力为参数的能量范数以表征弹性波场能量,将速度-应力能量范数拓展为能量内积以提取弹性波场反射能量.震源端与检波端的基矢量正方向保持一致的基础上,构建得到可有效压制背向散射的弹性波能量成像条件.数值模拟结果表明:该成像条件可以得到背向散射压制、振幅有效保持的能量成像结果.     

基于能量密度的自解耦互相关成像条件

基于能量密度构建的弹性波能量成像条件,可以准确提取弹性波场的能量信息,并可以有效压制背向散射.但是该成像条件得到的成像结果将所有弹性波场能量信息耦合在一起,难以区分纯波模式的能量信息.为此,我们从势能及动能两方面将能量场解耦,得到纯纵波（PP）、纯横波（SS）、转换波（C）能量场.根据能量守恒定律,基于Helmholtz原理对位移场的空间导数进行因式分解,将弹性势能自解耦得到纯纵波、纯横波及转换波势能;引入体应力构建得到P波及S波速度,将弹性动能分解为纯纵波、纯横波和转换波动能.从而,构建基于能量密度自解耦得到纯波能量互相关成像条件.数值实验表明自解耦成像条件可实现弹性波场能量的分解,并得到背向散射压制、振幅有效保持的PP波、SS波和C波成像结果.     

基于成像能流矢量的弹性波能量成像条件（英文）

弹性波逆时偏移方法可有效处理多分量地震数据,其中能量互相关成像条件可实现标量成像结果提取。但是,基于一阶弹性波方程的能量互相关成像条件存在背景速度依赖度高等问题。为此,本文基于能量密度与能流矢量间定量关系利用能流矢量实现无背景参数的弹性波场能量表征,结合震源端质点振动速度和检波端应力构建成像能流矢量和提出可以实现标量成像结果提取的弹性波能量成像条件。结合平面波解推导证明了弹性波能量成像条件的背向散射压制机理。数值实验表明,与矢量波场中标量成像条件相比,弹性波能量成像条件可以得到无背向散射的能量成像结果,且一定程度上可以降低背景速度依赖度,从而可有效处理海底多分量数据。