波的幹涉和衍射都卜勒效應（研究人員提出基於鬼波分離的多次波成像方法）

2023-11-30 08:32:04

傳統地震成像方法僅利用地下一次反射波成像，然而在典型的VSP、OBS以及三維表面觀測系統中，由于震源或者檢波器的稀疏採樣，傳統成像方法的地下覆蓋不足，在部分區域出現成像缺失或者成像腳印。表面多次波在地震數據中是一種能量很強的同相軸，在地下經過多次波反射，能夠為下地表成像提供更高的覆蓋次數，對傳統成像方法形成有效的補充。然而當前大部分多次波成像方法存在兩個弊端：一是用於多次波成像的震源函數不正確，從而造成成像相位錯誤，地質解釋性差；二是面臨嚴重的串擾噪聲問題，這些噪聲幹擾破壞有效的地層成像，大大降低了多次波成像的價值。

中國科學院地質與地球物理研究所博士劉學建及其導師、研究員劉伊克，針對真實的野外數據採集觀測系統，通過深入研究地震多次波的波路徑傳播過程，發現檢波器記錄的下行鬼波是產生地震多次反射波的真正二次震源（圖1）。他們提出用工業標準方法分離出檢波器位置下行鬼波，再利用逆時偏移消除一次震源的鬼波幹涉效應，利用最小二乘逆時偏移反演成像方法逐步消除串擾噪聲（圖2箭頭和橢圓標示），從而提高了成像解析度以及地球內部介質的成像解釋。

研究成果發表於Geophysical Journal International。

圖1 波場傳播路徑。震源S激發的地震波在R1處記錄為上行反射波和下行鬼波，在R2處記錄為上行的地下多次反射波。R1鬼波為R2多次波的二次震源，S處鬼波為幹涉效應（未標出）

圖2鬼波震源逆時偏移（a）與鬼波震源最小二乘逆時偏移（b）