基于射线追踪的TI介质正演模拟方法研究

摘要

常规的地震勘探大多都是建立在各向同性的介质模型假设基础上的,但是在实际情况下地下介质普遍是各向异性的.在各向异性介质中、地震波的相速度与群速度不再一致,这就使得地震响应变得更加复杂.因此,如何对各向异性中尤其是横向各向同性介质(TI介质)地震波的传播进行模拟成了重要的课题.当前正演模拟的方法主要有射线追踪方法和波动方程类方法,而射线追踪法具有现实直观,高效计算的特点,并且对模型具有很强的适应性.因此,如何使用射线追踪方法对TI介质进行正演模拟并分析地震波的传播规律成为当前比较热门的话题.rn 目前TI介质射线追踪的方法有很多，可以用比较经典的试射法实现VTI介质射线追踪，可以证明该方法收敛快、精度高、动力学计算准确，具有普适性，可推广至TI介质;波前构建法，通过引入一种用相速度和群速度重构的射线追踪系统，该射线追踪系统与各向同性条件下的完全相似，从而简化了TTI介质的射线追踪问题;TI介质局部角度域射线追踪，可以方便快捷的实现TI介质射线走时与局部信息的计算，一种方法是采用经典的各向异性射线方程演变而来的相速度表征的简便形式，另一种是采用由垂直的TI(即VTI)介质声学近似qP波波动方程推导出来的射线方程并通过坐标旋转扩展到对称轴倾斜TI(即TTI)介质;最近发展起来的一种基于程函方程解的网格算法叫做快速行进法(FMM), FMM求解的程函方程走时即为波前，采用FMM算法根据TI介质程函方程模拟出走时场和射线，并且具有精度高、算法稳定、计算速度快的特点，是值得研究和运用的一种新方法。