逆时成像方法是研究被动震源的重要手段，能够刻画天然地震的震源机制、断层特征以及构造演化过程。同时，通过监测与页岩油气生产相关的微震事件，可以实时获取地下储层的变化信息。传统的逆时成像方法通过对不同检波器的外推波场进行求和，以抑制噪声并确定震源位置。然而，当检波器数量不足时，成像噪声可能会掩盖震源图像，导致无法准确定位震源。几何平均逆时成像方法利用外推波场的乘积来对震源进行成像，能够显著提高图像的信噪比和分辨率。然而，能量较弱的震源也会被当作噪声被一起压制，因而仅能定位能量最强的震源。

中国科学院地质与地球物理研究所深层油气理论与智能勘探开发重点实验室严天凡博士后与合作导师刘伊克研究员等人提出了一种组合互相关逆时成像方法（CcRTM），可以对多个震源进行高质量的成像并保持震源间的能量比。该方法首先对不同检波器的外推波场进行排列组合，将同一组合内的n个波场相乘来对震源进行成像，随后对成像结果开n次方根。求根计算能够平衡不同震源之间的能量，但也会引入额外的噪声。叠加不同接收器组合生成的图像可以有效抑制这些额外噪声。复杂数值模型的测试显示，该方法在保持较高信噪比和分辨率的情况下，实现了多个震源的同时成像（图1）。此外，由于平衡了不同震源的能量比，该方法显著提升了微震事件检测的灵敏度。因此，随着页岩油气压裂、地热资源开发以及二氧化碳封存等领域的迅速发展，该方法有望为地下储层的监测提供一种精细可靠的技术手段。

图1 所提出的多震源成像方法与传统方法的对比。a) Marmousi模型与11个震源的位置；b)模拟地震记录（30个检波器）； c)自相关逆时成像方法（AcRTM）的结果; d)几何平均逆时成像方法（GmRTM）的结果； e)组合互相关逆时成像方法（CcRTM）的结果

除了能够确定天然或人工震源的位置外，该方法还可以通过将地下小尺度绕射体视为次级震源，从而实现绕射波的成像。然而，来自地下界面的反射波会在震源相对反射界面的镜像位置处聚焦成像，这会干扰绕射波的成像结果。根据反射波和绕射波成像时间的不同，该方法提出了一种激发时间组合互相关逆时成像方法（ETCcRTM）来最小化反射波的能量。实际海洋地震数据的成像结果表明，该方法无需预先分离反射波，就能够实现高信噪比的绕射波成像（图2）。相较于基于绕射波分离的传统成像方法，该方法可以提供信噪比更高的绕射波图像，从而为地下小尺度构造的高分辨率成像提供一种有效解决方案。

图2 所提出绕射波成像方法在实际海洋地震数据的成像效果展示。a) 原始地震记录；b)低频子波卷积后的地震记录； c)成像所用的速度模型; d) 激发时间组合互相关逆时成像方法（ETCcRTM）的结果； e)绕射波成像结果与逆时偏移结果的叠加

研究成果发表于国际学术期刊JGR-SE（严天凡，刘伊克，张振东，何彬，王还伟. Passive Sources and Diffracted Points Imaging Using Combinational Cross-Correlation Imaging Condition[J]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2025, 130: e2024JB029695. DOI: 10.1029/2024JB029695.）

  严天凡博士后