强VTI介质中弱反差界面上的反射与透射系数

Reflection and transmission coefficient approximation at weak-contrast interfaces for strong VTI media

反射与透射响应能够描述界面两侧入射波及反射透射波的传播特征和能量分布,是研究地震振幅成像、振幅随偏移距变化(AVO)分析及反演的重要基础.各向异性作为一种地下介质普遍存在的性质,即使在入射角较小时也可能对反射透射响应存在较大影响.目前,各向异性介质的反射透射及反演问题,通常在弱各向异性假设条件下进行讨论.然而,当介质的各向异性特征增强时,常规反射透射系数近似方法在大角度处的误差进一步扩大,弱各向异性近似条件不再成立.基于层界面两侧介质弱反差假设,本文提出了一种针对强VTI介质的反射透射系数近似方法.与常规各向同性背景下简化相速度和偏振方向的方法不同,本文在弹性与各向异性参数弱反差界面上,将相速度和偏振方向近似表征为各向异性背景项与扰动项之和的形式.利用Cramer法则对各向异性背景矩阵求逆,推导出由弹性参数与各向异性参数直接表征的VTI介质反射透射系数一阶近似,避免了弱各向异性假设.同时,利用Zoeppritz方程的精确解校正各向同性部分近似误差,进一步提高了反射透射系数近似在速度差异较大界面处的精度.四类典型界面的模型测试表明,推导的近似式在各向同性情况下与Aki近似等价,而在强VTI介质中仍具有较高精度.不确定性分析表明,将系数项中的横纵波速度比和各向异性参数作为先验,可得到利于反演问题研究的线性近似式.