研究复杂地质构造中局部介质同时含有裂缝和裂隙时弹性地震波的传播规律和数值模拟方法,给出基于裂缝的线性滑动理论,可直接准确地考虑裂缝(或裂隙)的空间分布、走向、几何参数、充填情况以及背景介质非均匀的裂缝性油气藏的地表反射地震记录及VSP记录的人工合成方法;并籍此求得更准确详细(包括尾波、频散、衰减等)的裂缝性储层的地震波特征。这一研究可为发展和验证新的裂缝性储层的地震数据处理方法和流程,以至提出新的地震属性指标奠定基础。以本项目发展的可直接描述裂缝的地震波数值模拟的直接法的结果作为(近似的)真实构造的地震波场,通过对比研究直接法和裂缝介质的(全局)等效介质理论得到的典型裂缝性储层的反射和透射波场,定量给出复杂构造下等效介质理论的透射和反射特征的近似程度和适用范围。这一结果可为现行的基于等效介质理论的裂缝性储层的地震资料处理方法提供理论指导。
研究工作达到了预期目标,且在多方面超出了研究计划。研究工作发展了二维、三维裂缝介质中弹性地震波的直接模拟方法,三维各向异性介质中地震波并行模拟与叠前深度偏移方法,和非规则网格PML吸收边界等三类方法;基于这些方法分析了裂缝介质的地震特征并与基于等效介质理论的数值结果进行了对比。裂缝介质中地震波直接模拟方法可直接、精细考虑裂缝的空间分布、特征尺寸等特征,避免了应用等效介质理论方法的不足,拓展了地震波数值模拟方法模拟地震波透过裂缝介质的能力。通过结合裂缝介质中地震波直接模拟方法与各向异性介质中地震波模拟和偏移方法,可更精细地分析了弹性地震波在裂缝介质中的反射和透射特征,也可定量地分析裂缝介质的等效介质理论。三维复杂各向异性介质中地震波模拟和偏移方法不仅可服务于本项目研究,还可解决更广泛的一类地震勘探问题。非规则网格PML吸收边界方法即可很好地衰减人工边界的虚假反射,又可通过灵活选择人工边界,减少裂缝介质、各向异性介质中地震波模拟的计算量;这一方法不仅可服务于本项目发展的地震波模拟方法,还可应用于一类非规则网格地震波模拟方法。本项目的主要研究成果均发表在勘探地球物理领域权威的国际学术期刊。