弹性波最小二乘逆时偏移（ELSRTM）是一种利用多分量地震数据成像复杂地质构造的先进技术。然而，传统ELSRTM方法未能考虑地球介质固有衰减效应及弹性波场间的耦合作用。为突破这些限制，我们验证了新推导的解耦粘弹波动方程的正确性，并创新性地提出了粘弹性介质的解耦ELSRTM方法。该技术通过求解新构建的解耦正演及伴随粘弹波动方程，获得纯粘滞性纵波与横波，并利用这些纯粘滞波场分别构建PP波与PS波模式的梯度，以此迭代更新纵波与横波反射率图像。
图1. 成像结果对比：解耦弹性波最小二乘逆时偏移（a）P波成像，（b）S波成像；衰减补偿弹性波最小二乘逆时偏移（c）P波成像，（d）S波成像；（a）波场分离的衰减补偿弹性波最小二乘逆时偏移（a）P波成像，（b）S波成像
通过数值算例测试，本文提出波场分离的衰减补偿弹性波最小二乘逆时偏移方法可以消除介质的衰减效应和纵横波串扰问题。图1展示了不同情况下的成像结果，验证了本文方法的正确性。
通常认为经过处理后的地震数据主要包括地下反射界面反射回地面的反射波。对反射波进行偏移成像，以期获得地下反射界面的空间位置。然而，目前成像精度最高的LSRTM则是把地震数据视作散射波。散射波缺乏特定的传播方向，而反射波尽管可以被视为散射波的叠加，但其具有明确的传播方向。基于散射理论的最小二乘逆时偏移（LSRTM）主要针对介质参数的相对扰动而不是地下反射界面的空间位置进行成像，这种方法并不严格适用于反射地震数据。因此，为了改进这一局限，在高频近似条件下，我们对波阻抗扰动函数的空间变化进行了近似处理，推导出了波阻抗的线性反射率函数，并且进一步构建了一种适应反射地震数据的反射波LSRTM方法。该反射波LSRTM方法最终成像结果是地下波阻抗的反射界面。数值实验表明，针对反射地震数据，反射波LSRTM所获得的成像结果能够精确指示波阻抗反射界面的位置，并且具备更高的分辨率。
图2. 最小二乘逆时偏移成像结果：（a）波阻抗扰动（参考结果）；（b）波阻抗发射率（参考结果）。散射波最小二乘逆时偏移（c）第1次迭代结果，（e）第10次迭代结果; 反射波最小二乘逆时偏移（d）第1次迭代结果（逆时偏移结果），（f）第10次迭代结果
图2分别展示了本文方法与之前方法的对比最小二乘逆时偏移偏移成像结果。图2显示，与参考成像结果相比，本文方法最终成像结果分辨率更高，收敛速度更快，并且最终结果是逆时偏移结果的直接更新。
研究成果近期发表在地学领域国际重要期刊Geophysics和IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing。论文第一作者是tyc7111cc太阳成集团地震波传播与成像课题组博士生叶梓龙，通讯作者为黄建平教授。本研究得到国家自然科学基金、太阳成tyc7111cc深部油气全国重点实验室等项目的资助。
论文信息：Ye, Z., J. Huang, and J. D. Yang, 2025. Least-squares reverse-time migration based on decoupled viscoelastic wave equation using an efficient local wavefield storage scheme. Geophysics, 90(4), S129–S143, doi: 10.1190/GEO2024-0521.1.
Zilong Ye, Jianping Huang, Haijun Yang, Wensheng Duan, Ganglin Lei, Subin Zhuang, 2025. Update Reverse Time Migration Images by Least Squares in Acoustic and Elastic Media. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 63,5913012, doi: 10.1109/TGRS.2025.3564945.
