井间弹性波CT的基本原理

弹性波层析成像技术（弹性波CT）借鉴了医学上X射线断面扫描的基本原理，利用大量的弹性波速度信息来获取岩土体分布规律。随着电子及计算机技术的不断发展，弹性波层析成像技术也在不断成熟和完善，作为一门新颖物探勘查技术，与常规波速测定相比，具有较高的分辨率，更有利于全面细致地对岩体进行质量评价，为波速成像及岩性划分开拓了新的路径，在岩溶勘查、采空区探测等工程物探中发挥着越来越重要的作用，并取得了显著的勘探效果。

弹性波层析成像研究按照所依据的理论基础一般分为基于射线方程的层析成像和基于波动方程的层析成像。前者按照射线追踪时所用的地震资料的不同又可分为反射波、折射波和面波层析成像；按照反演的物性参数区分，可分为地震走时反演地震波速度的波速层析成像以及利用地震振幅衰减反演地震衰减系数的层析成像。基于射线理论，地震走时层析成像由于走时具有较高的信噪比、无论是柱面波还是球面波走时的规律都相同等优点，相对来说发展较早，技术方法比较成熟，是目前弹性波层析成像的主要方法。但是射线理论只适用于波速在一个波长范围内变化很小的场合，是波动方程的高频近似，因此它有一定的局限性。而基于波动方程的层析成像方法由于需要超大规模的数值计算，目前还有许多问题没有解决，但波动方程包含了地震场的全部信息，比仅利用走时资料的射线追踪层析成像更能客观地反映地下结构的信息，因此是地震层层析成像的主要发展方向。

弹性波层析成像就是用弹性波数据来反演地下结构的物质属性，并逐层剖析绘制其图像的技术。其主要目的是确定地球内部的精细结构和局部不均匀性。相对来说弹性波层析成像CT较电磁波层析成像CT和电阻率层析成像CT两种方法应用更加广泛，这是因为弹性波的速度与岩石性质有比较稳定的相关性，弹性波衰减速度比电磁波小，且电磁波速度快，不易测量。

目前，弹性波层析成像技术主要包括两大类：地震波层析成像和声波层析成像。

在实际工作中，影响井间CT成像的要素如下：

（1）观测系统。观测系统直接影响到层析成像分辨率问题。结合前人和自己试验模型得出如下结论：在保证工作量的最小的情况下尽量使剖分网格内射线覆盖均匀，密度大，交叉角度大。

（2）井中震源。井中震源的质量直接与所获得的井间地震记录的质量有关，还与施工效率和成本有关；能量越大传播距离越大，频率越高层析成像分辨率越高。

（3）井中检波器。一般采用灵敏度高、抗噪能力强、频带宽的压电陶瓷检波器（水听器）。