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随着油气勘探和开发的迫切需要以及井中地震采集设备性能的提高,井间地震以其高精度和高分辨率的显著特点正在成为解决构造精细成像、储层描述、油藏动态监测等问题的一种关键技术。井间地震数据通常用多分量检波器接收,观测到的波场极其丰富和复杂,难以识别和有效分离;并且井间地震通常接收来自各个方向,特别是水平方向的射线,观测到的数据各向异性特征明显,针对这一问题,在紧致交错网格有限差分法弹性波场正演模拟方面做了研究和探索。在总结前人成果的基础上,系统推导了一阶速度-应力弹性波方程紧致交错网格差分格式及相应的吸收边界条件方程。通过模拟井间地震不同介质的波场得到了以下成果:1、紧致交错网格可以很好的解决有限差分数值模拟中的几个基本问题,即边界问题、数值频散问题、稳定性问题。将完全匹配层吸收边界条件应用到其中,模拟结果表明:完全匹配层吸收边界条件的紧致交错网格差分方法可以很好的解决人工边界的反射问题;高阶紧致交错网格很大程度上提高了数值模拟的精度,降低了数值频散;紧致交错网格有限差分是一种隐式差分格式其具有无条件稳定的性质有效的解决了有限差分数值模拟的稳定性问题。2、当随机介质的随机扰动小时,纵波波前面与均匀各向同性介质中的基本相同,波前面比较光滑。但是,当随机扰动比较大时,随机介质中纵波波前面是粗糙的;纵波的波前面比横波的波前面要光滑一些;随机介质中的纵波和横波的同相轴都是扭曲的,横波的同相轴受散射波的影响比纵波要严重,因此横波较纵波更不容易识别。3、紧致交错网格有限差分模拟的井间VTI介质波场表明:即使采用纵波源激发,在VTI介质中也会产生横波,在一定的条件下横波会出现波前分叉现象,而且波前面也不在是圆形。这些都使井间地震波场复杂化,给后续的数据处理和解释都带来困难,但是应该肯定,VTI介质记录提供了更多的有用信息。4、紧致交错网格模拟井间VTI介质中准P波的传播过程,得到了高精度的模拟结果,有效的解决弹性波数值模拟时波场复杂、计算效率低、弹性常数物理意义不明确等问题。分析准P方程的运动学和动力学特征,结果表明:一阶准P波方程能以足够的精度描述VTI介质中准P波的运动学特征。5、紧致交错网格模拟井间粘滞弹性波场结果表明:随着地震波的传播,粘滞介质对地震波的能量存在吸收,反射波的振幅明显衰减,同向轴的能量变弱,主频向低频方向移动,且有效频带逐渐变窄。