隧道地震相控阵聚焦三维弹性波逆时偏移方法

《TUNNELLING AND UNDERGROUND SPACE TECHNOLOGY》：Tunnel seismic phased array focused 3D elastic wave reverse time migration method

　　

邢林路|赖远明|向天兵|王军|张博峰|傅志宏

摘要

由于隧道空间有限，只能收集具有特定偏移量的地震数据，以探测和成像前向方向中的不利地质体。由于大偏移量数据不足，现有的三维反向时域偏移（RTM）方法无法对异常体进行清晰成像，导致大量虚假异常的出现以及无法准确识别这些异常体。为了解决上述问题，本文提出了一种相位阵列聚焦的三维RTM方法。具体而言，该方法首先应用线性走时校正技术消除偏移量的影响，将隧道单次激发地震数据转换为零偏移量地震数据，并将相应的激发点位置转换为共中心点（CMP）位置。随后，在正演和反演过程中，根据CMP位置为小波数据和零偏移量数据分别设置不同的时间延迟，从而进行RTM计算。最后，将这些RTM结果与信噪比统计结果进行加权叠加，得到最终的聚焦RTM结果。通过结合二维和三维数值模型以及实测数据，对传统RTM方法和所提出的聚焦RTM方法的成像精度进行了全面检验。与传统RTM方法相比，所提出的聚焦RTM方法能够更好地克服小偏移量的影响，集中地震波能量，提高不利地质体类型及其空间结构的识别和区分能力，减少虚假异常的数量，并将RTM成像精度提高至少25%。本文提出的聚焦三维RTM方法特别适用于具有小偏移量的隧道地震数据，在工程应用中具有重要意义。