[科普中國]-地震模型正演

根據(jù)已知(或設(shè)計)的數(shù)學及物理模型或地質(zhì)模型求取相應(yīng)地震響應(yīng)的過程，又稱地震正演模擬。一維模型正演模擬是計算合成地震道(見合成地震記錄)，二維正演模擬是計算合成地震剖面，三維正演模擬是求取理論三維數(shù)據(jù)體。1

原理地震正演模擬可以通過數(shù)值模擬或物理模擬來實現(xiàn)，而使用的地震模型可以是概念模型、物理模型或者是數(shù)學模型。地震模型可以根據(jù)井中資料的地質(zhì)分析結(jié)果來設(shè)計，也可以從地震資料解釋結(jié)果得到。

地震正演模擬就是利用已有資料(測/鉆井等資料)建立地下地質(zhì)模型，根據(jù)地震波在地下介質(zhì)中的傳播原理，通過一定得數(shù)學方法(如射線追蹤或波動方程偏移等)，正演模擬計算出所建立地質(zhì)模型的地震記錄。地震模型正演的基礎(chǔ)在于不同的巖層具有不同的速度和密度，兩者的乘積為波阻抗。波阻抗的差異會產(chǎn)生反射系數(shù)。假設(shè)地震波是垂直入射的，則可計算法線入射的反射系數(shù):

其中，R為反射系數(shù)，ρ1v1，，ρ2v2為相鄰兩層的波阻抗。地震子波也是地震模型正演中的一個重要參數(shù)。實際地震記錄從激發(fā)、傳播到接收，相當于經(jīng)歷了一個濾波系統(tǒng)，一個尖銳的脈沖通過大地濾波系統(tǒng)之后，就變成了一個有一定延續(xù)長度的脈沖波形，即地震子波。所以地震模型正演中，選擇合適的地震子波也是決定最終的正演結(jié)果與實際地震記錄吻合與否的關(guān)鍵。

應(yīng)用地震正演模擬在地震勘探和油藏地球物理中已被廣泛應(yīng)用，在地震數(shù)據(jù)采集(見地震數(shù)值模擬、二維模型模擬、多波多分量地震正演模擬)、地面和井中地震數(shù)據(jù)處理(如去噪、疊加、疊前偏移速度分析、成像)、地震反演(如波阻抗反演、AVO反演、巖性反演)以及地震資料解釋(如合成地震記錄制作和地震地質(zhì)關(guān)系標定、層位和斷層解釋、地震層序地層學解釋、非構(gòu)造圈閉識別、盆地分析、油藏表征和模擬)等實際生產(chǎn)和方法研究中都發(fā)揮了很大作用。

發(fā)展方向地震正演模擬的地震響應(yīng)與實際觀測結(jié)果之間存在著差異性和多解性，尤其對于復(fù)雜構(gòu)造或(和)復(fù)雜介質(zhì)(如多相介質(zhì)、非均勻介質(zhì)、各向異性介質(zhì))正演模擬的效果還不理想，今后需要在理論和實踐兩個方面取得進一步的突破才能有更大的發(fā)展。2

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

李兵 - 副教授 - 西南大學