an,Determinationof sourceparametersbywavefieldextrapolation,GeophysicalJournalofTheRoyal AstronomicalSociety，Volume71，Issue3,pages613_628，December1982)，通过引用 将其全部内容并入本文。
[0123] 可以将所述时间反演方法应用于上面段落中描述的模拟微地震测量。在本申请 中，时间反演操作能够将波聚焦回微地震事件的起始时间和地点（即，位置Me(S，d)和时 间T(S1，Me)，如上面段落中指出的）。如上面的段落中所陈述的，起始时的微地震事件的强 度与微地震事件的位置处的非线性特性成比例。因此，能够采用所述时间反演操作作为工 具来确定起始点Me(S，d)处的非线性特性的相对值。因而，如果针对所有的（S，d)对对 模拟微地震事件执行所述时间反演操作，那么能够对所有位置Me(S，d)处的非线性特性 进行定量。通过合并所有位置Me(S，d)处的非线性特性的值，能够构建源S1和S2的周围 的介质的非线性特性的相对强度的三维（3D)图像。
[0124] 也可以对勘探地震学中的常规标准成像方法（例如，Kirchhoff、射束和波动方程 偏移）加以修改，并将其应用到当前的非线性声相互作用，从而在假设介质的传播速度模 型的情况下由模拟微地震事件的测量结果导出介质的非线性特性的相对强度的3D图像。 可以将对于各种行业而言已知的其它高级反演方法应用到模拟微地震事件。
[0125] 下面的段落将详细描述将Kirchhoff成像方法用于由两个声波在非线性介质内 的非线性相互作用得到的模拟微地震事件的实施例。
[0126] 在一个实施例中，可以将模拟微地震事件表达为M(Ri,t)。对于介质内的每个给 定点Me而言，能够采用传播速度模型计算从相互作用区带Me到接收器阵列16, 30的接收 器Ri(例如，Rl，R2等）的传播时间T(Ri，Me)以及从声源S1 10到接收器（例如，Rl，R2 等）16, 30的传播时间T(S1,Me)。在一个实施例中，还可以计算从源S1到相互作用区带Me 的波传播振幅A(Sl，Me)、从源S2到相互作用区带Me的波传播振幅A(S2,Me)以及从相互作 用区带Me到接收器Ri(例如，Rl，R2等）的束传播振幅A(Mc，Ri)。可以通过下面的方程 (11)表示非线性特性的图像值。
[0128] 在一个实施例中，在计算反演因数（例如，l/A(Sl，Mc))的过程中，可以将适当的 小的"噪声因数"引入到方程（11)当中，从而根据标准信号处理最佳实践来使这些反演加 权因数稳定。如果在Me处存在微地震事件，那么来自于Me处的微地震事件的所有测量响 应Ri的和都将是同相的，而其他位置处的所有其他微地震事件的贡献将是异相的。因此， 由方程（11)计算出的I(Me)仅含有来自Me处的微地震事件的信息。
[0129] 方程（11)示出了怎样能够从模拟微地震事件构造出3D图像，所述微地震事件是 由来自一对声源S1和S2的声波生成的。可以从处于不同位置处的许多对声源S1和S2构 造出多幅图像I(Me;S1，S2)。如果传播速度模型是正确的，那么这些图像将必然是相同的。 如果它们不同，那么传播速度模型中存在误差。可以采用这一自相容条件确定正确的传播 速度模型以及混合位置Me处的局部速度比Vp/Vs。
[0130] 可以假设初始传播速度模型以及混合位置Me处的局部速度比Vp/Vs来构造多个 S1 10和S2 12的位置处的多幅图像I(Me;S1，S2)。可以通过速度层析成像法来执行对传 播速度模型的更新，从而使获得的（3D)图像I(Me;S1，S2)中的差异最小化。在一个实施例 中，可以对更新过程进行迭代，直到所获得的图像I(Mc;Sl，S2)中的差异最小化。之后，可 以将所述多幅图像I(Me;S1，S2)结合起来，以建立介质的非线性特性或者局部速度比Vp/ Vs或两者的最终图像。
[0131] 在本公开的一些方面当中，也可以采用上述数据采集、处理和成像来执行时间推 移勘察。由（例如）应力、岩层流体压力或饱和变化所导致的非线性度或速度比Vp/Vs的 变化在d，S，t空间内是可见的，因而可以大致对其进行定位，而不需要进行复杂的处理来 将其转换为映射的特性。
[0132] 可以将文中描述的方法和系统应用于维持声波传播的任何介质。例如，可以将所 述方法和系统应用到地震学、钻孔测井、医疗超声波成像、非破坏性测试和材料科学，例如 但是不限于，对扩散粘结样本中的损伤进行定位，对爆炸物中的损伤进行定位，对骨骼中的 损伤进行定位，与合成物中的裂缝密度和非线性度进行相关，对固体块内部的非线性特征 进行定位等等。也可以将所述方法和系统用于对材料的一般性的非线性、非破坏性评估 _)〇
[0133] 在一个实施例中，可以将上文描述的一种或多种方法实现为能够通过计算执行的 一系列指令。应当认识到，文中采用的"计算机"一词包含任何类型的计算系统或装置，包括 个人计算机（例如，台式计算机、膝上型计算机或任何其他手提计算装置）或主计算机（例 如，IBM主机）或者超级计算机（例如CRAY计算机）或者处于分布式计算环境内的多个连 网计算机。
[0134] 例如，可以将所述方法实现为软件程序应用，其能够存储在计算机可读介质内，例 如，硬盘、〇?(通、光盘、0￥0、磁光盘、狀113?1?(通3￡?1?(通、磁卡或光卡、闪速卡（例如，化8闪 速卡）、PCMCIA存储卡、智能卡或其他介质。
[0135] 或者，能够通过诸如Internet、ATM网络、广域网（WAN)或局域网的网络从远程计 算机或服务器来下载部分或整个软件程序产品。
[0136] 或者，作为在将所述方法实现为通过计算机体现的计算机程序产品（例如，软件 产品）的替代或补充，可以将所述方法实现为硬件，其中，（例如）专用集成电路（ASIC)可 以被设计为实现所述方法。
[0137] 图11是根据本发明的实施例的表示用于实施所述方法的计算机系统110的示意 图。如图15所示，计算机系统110包括处理器（例如，一个或多个处理器）112以及与处理 器112通信的存储器114。计算机系统110还可以包括用于输入数据的输入装置116 (例 如，键盘、鼠标等）和用于显示计算结果的输出装置118 (例如，显示装置）。可以将计算机 系统110配置为控制包括控制模块120在内的各种模块，以控制声源10和12,以及控制用 于采集从一个或多个接收器16, 30获得的测量数据的采集或处理电子装置122。可以将测 量数据存储到存储装置124内，以后可以对其进行可视化或处理等。应当认识到文中采用 的处理器一词包含一个或多个处理器。在提及处理器的地方，应当将该词理解为包含这些 计算布置中的任何布置。
[0138] 尽管基于当前认为是最实际和优选的实施例出于例示的目的详细地描述了本发 明，但要理解，这样的细节仅仅是为了该目的，本发明不限于公开的实施例，而是相反，意在 涵盖所附权利要求的精神和范围之内的修改和等价布置。例如，要理解，本发明考虑到在可 能的范围内，可以将任何实施例的一个或多个特征与任何其他实施例的一个或多个特征组 合。
[0139] 此外，由于本领域技术人员将容易地想到很多修改和变化，因而决不希望使本发 明局限于文中描述的确切构造和操作。因此，应当认为所有适当的修改和等价方案均落在 本发明的精神和范围内。
【主权项】
1. 一种根据非线性相互作用来表征介质特性的方法，所述方法包括： 通过设置在介质表面上的第一声源来生成第一声波； 通过设置在介质表面上的沿第一线与所述第一声源隔开的第二声源来生成第二声波， 其中，第一声源和第二声源能够被控制以使第一声波和第二声波的轨迹在介质内的混合区 带内相交； 通过置于含有第一声源和第二声源的平面内的接收器来接收通过第一声波和第二声 波在所述混合区带内的非线性混合过程所生成的第三声波；以及 基于所接收到的第三声波来建立在大体垂直于所述表面并且含有所述第一线的第 一平面内的所述介质的非线性特性或者压缩波速度和剪切波速度的第一比值或两者的第 一二维图像。2. 根据权利要求1所述的方法，还包括将所述第一声源、第二声源移动到第二线，并基 于所接收到的第三声波来建立大体垂直于所述表面并且含有所述第二线的第二平面内的 所述介质的特性或者所述介质的压缩波速度和剪切波速度的第二比值或两者的第二二维 图像。3. 根据权利要求2所述的方法，其中，移动所述第一声源和第二声源包括沿基本上垂 直于所述第一线和第二线的方向将所述第一声源和第二声源从第一线移动到所述第二线。4. 根据权利要求2所述的方法，还包括使接收器随第一声源和第二声源一起从第一线 移动到第二线。5. 根据权利要求2所述的方法，其中，移动所述第一声源和第二声源包括围绕穿过接 收器的轴使第一声源和第二声源从第一线旋转预期角间隔到达第二线。6. 根据权利要求2所述的方法，还包括使所述介质的第一二维图像和所述介质的第 二二维图像结合，以建立所述介质的三维图像。7. 根据权利要求1所述的方法，还包括将所述接收器设置到介质的表面上。8. 根据权利要求1所述的方法，还包括将所述接收器设置到所述介质内的井眼内。9. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述介质是地下岩层。10. 根据权利要求1所述的方法，其中，生成第一声波包括生成包含被布置为时间序列 的第一多个脉冲的第一编码声波，所述第一多个脉冲在时间上隔开，每个脉冲包括处于中 心频率上的调制信号，其中两个相继的脉冲的中心频率是不同的。11. 根据权利要求10所述的方法，其中，生成第二声波包括生成包含被布置为时间序 列的第二多个脉冲的第二编码声波，所述第二多个脉冲在时间上隔开，其中，两个相继脉冲 的中心之间的时间间隔与所述第一多个脉冲中的两个对应脉冲的中心之间的时间间隔相 同，其中，在所述第二多个脉冲的广播的起始时间和所述第一多个脉冲的广播的起始时间 之间提供起始时间差，其中，每个脉冲包括调制信号，并且所述第二多个脉冲当中的每个脉 冲内的调制信号的中心频率是所述第一多个脉冲中的对应脉冲的调制信号的中心频率的 选定分数d。12. 根据权利要求11所述的方法，还包括通过处理器对接收到的声波执行数据处理， 或者使接收到声波与编码信号模板相关，或者实施两者，从而相对于噪声或者相对于线性 相互作用过程生成的信号或相对于两者提取出非线性混合过程所生成的第三信号，以获得 在第一声波和第二声波的混合区带处出现的模拟微地震事件信号。13. 根据权利要求12所述的方法，其中，生成第一编码声波包括生成第一声波，从而使 第一多个脉冲中的两个相继脉冲的中心之间的时间间隔大于每个脉冲的持续时间。14. 根据权利要求12所述的方法，其中，通过非线性混合过程生成的且在接收器处接 收到的第三信号包括按照时间序列抵达的并且在时间上隔开的第三多个脉冲，其中，两个 相继脉冲的中心之间的时间间隔与第一多个脉冲当中的两个相继脉冲的中心之间的时间 间隔相同， 其中，所述第三多个脉冲中的每个脉冲包括调制信号，所述调制信号的每个脉冲的中 心频率等于第一多个脉冲中的对应脉冲的中心频率与第二多个脉冲中的对应脉冲的中心 频率之间的差， 其中，第三多个脉冲的每个脉冲在接收器处的抵达时间相对于第一多个脉冲中的对应 脉冲的生成发生了时间延迟，该时间延迟为从第一声源到混合区带的中心的传播时间和从 混合区带的中心到接收器的传播时间的总和。15. 根据权利要求12所述的方法，还包括针对一定范围的起始时间差和一定范围的频 率分数d来重复第一编码声信号的生成、第二编码声信号的生成、第三信号的接收以及数 据处理的执行或者与编码信号模板的相关或两者，以获得来自在多个混合区带处生成的模 拟微地震事件的信号。16. 根据权利要求12所述的方法，其中，生成第一声波包括生成作为多个脉冲的和