初至反演近地表速度的建模方法分析与应用

近地表速度初至波或折射波建模是表层复杂地区静校正的关键因素.通过对比分析初至波层析反演方法与折射波解释方法的原理,认为复杂地区表层速度与结构在横向的极不稳定性已超出了折射波解释方法的条件,而初至波层析反演方法能很好地估计出稳定可靠的表速层结构.伊朗TB气田勘探线位于山脉的高峰,高差达1000m,且低降速带的横向不稳定性很强,在没有地质先验信息的情况下,折射波方法得到的低降速带底界多解性很难消除,而初至波层析反演得到的速度横向变化规律与表层构造高度一致(包括突变位置).实例表明这个地区基于层析反演速度模型静校正的效果优于折射波静校正.     

优化人工神经网络在折射波静校正中的应用

应用优化人工神经网络进行折射波初至拾取, 结合微测井和小折射资料反演风化层以及折射层速度, 并利用Taner全三维静校正原理进行折射波静校正。实际资料计算结果表明: 该方法有效提高了折射波初至拾取的效率, 很好地实现了CMP的“同相叠加”, 较好地改善了叠加剖面的信噪比和剖面的横向分辨率。      

折射静校正技术在宣东地震资料处理中的应用

当地震数据中存在较大的静校正量时，利用模型道与各道互相关求取时差的反射波静校正方法往往不能奏效，其主要原因是得不到好的模型道，当原始资料的信噪比很低时，这一问题更加突出，因此必须首先解决好野外一次静校正。近年来，针对复杂地形和地表结构的折射波静校正，总差分折射静校正方法和基于速度模型的反演静校正方法被广泛应用。在静校正问题严重的宣东地区为例，综合运用了这两种折射静校正方法进行三维地震资料的处理，取得良好效果。     

初至波层析反演表层速度的应用实践

与传统的静校正方法相比,初至波层析速度反演不受近地表结构变化的约束,可以得到准确的近地表速度模型。以山西某地活断层、新疆沙漠地区及瓦岗川地区的地震勘探为例,介绍了在地层埋藏浅、地表高程变化大或表层起伏小、但下伏老地层起伏大的情况下,可以利用拾取初至波旅行时进行层析速度反演,获得满足要求的速度模型;而对于近地表地形与下伏地层变化剧烈的复杂地区,其静校正需以初至波层析反演的表层速度作为初始模型,通过数据平滑等多次迭代处理,获得折射波静校正近地表模型,进而计算静校正量。实际应用表明,初至波层析速度反演可以广泛应用于沙漠、山地、沼泽和海洋等复杂地区的静校正工作。     

层析静校正在山区三维连片处理中的应用CSCD

折射静校正是基于层状介质假设,通过拾取单炮的折射波初至时间,来建立近地表速度模型,进而求出静校正量,解决了由于低速层速度、厚度及地表高程变化所带来的静校正问题。这里以山西某矿井多标段三维连片资料处理为例,通过单炮、最终叠加时间剖面折射法与层析法的对比处理,进一步说明了层析静校正方法在解决静校正问题突出的复杂山区连片处理中具有明显的优势,最终实现了各个标段的"无缝"对接。     

层析静校正在山区三维连片处理中的应用

折射静校正是基于层状介质假设,通过拾取单炮的折射波初至时间,来建立近地表速度模型,进而求出静校正量,解决了由于低速层速度、厚度及地表高程变化所带来的静校正问题.这里以山西某矿井多标段三维连片资料处理为例,通过单炮、最终叠加时间剖面折射法与层析法的对比处理,进一步说明了层析静校正方法在解决静校正问题突出的复杂山区连片处理中具有明显的优势,最终实现了各个标段的“无缝”对接.     

山西黄土塬区静校正方法的研究与应用CSCD

山西黄土塬地区地表地质条件复杂、低降速带不稳、黄土厚度变化较大且高程变化剧烈,导致地震记录信噪比低,静校正问题突出。通过对地震数据静校正处理,总结出了层析静校正和折射波剩余静校正的结合,能够很好地解决区内不同波长的静校正问题。这两种方法的结合,在实际的生产中较好地改善了叠加剖面同相轴的连续性,提高了勘探精度以及整体效果。     

山西黄土塬区静校正方法的研究与应用

山西黄土塬地区地表地质条件复杂、低降速带不稳、黄土厚度变化较大且高程变化剧烈,导致地震记录信噪比低,静校正问题突出.通过对地震数据静校正处理,总结出了层析静校正和折射波剩余静校正的结合,能够很好地解决区内不同波长的静校正问题.这两种方法的结合,在实际的生产中较好地改善了叠加剖面同相轴的连续性,提高了勘探精度以及整体效果.     

折射波静校正方法在复杂地表地区的应用

在地表复杂地区,静校正是地震资料处理中的一个重要工作.本文提出一个用折射波初至时间计算静校正量的新方法.它是通过对大量数据进行统计,用交互、迭代的方法求出全局最优解.笔者用西部地区的3 个典型例子说明该静校正方法对于处理地表复杂地区的静校正问题是行之有效的.     

塔里木盆地沙漠地区静校正技术方法的应用

在地震勘探中,尤其在复杂地表的地区,静校正问题一直是一个难题。通过全面系统地分析塔里木沙漠地区其静校正产生的原因、原始地震资料的特点及老资料处理存在的问题,对该区严重的静校正问题提出了3种静校正方法,即野外静校正方法、折射波静校正方法以及反射波自动剩余静校正方法联合使用的观点。通过在塔里木地区地震资料的处理应用,取得了一定效果。认为解决复杂地表地区静校正问题是一个综合的过程,它取决于对所在工区静校正问题的分析、有效的折射波初至拾取和静校正量的准确计算及应用。对实际地震资料的处理证明,在处理流程中所采用的静校正联合使用的方法在本工区是切实可行的,并在生产中得到了广泛应用。     

Reflection and refraction seismics in areas of complex geology. An example in the Northern Apennines

An experimental survey, employing refraction wide-angle reflection seismic techniques (DSS: deep seismic soundings) was carried out in the Northern Apennines (North Italy). The main objective of the experiment was the application of DSS to better-define the structure of the upper crust, down to about 15 km depth, in the crucial Alps–Apennines boundary zone. A second objective was to understand the potential of DSS as a complementary tool in areas of complex geology, where the results of near vertical reflection (NVR) are generally poor. The results of the experiment show that DSS, if properly planned, can continuously follow deep markers, and therefore impart a greater significance to faint and discontinuous NVR, as well as data on the P– wave velocity of the seismic units.     

工程地震折射波解释方法研究进展

地震折射波勘探是工程与环境地球物理中应用最为广泛的方法之一。作为一种简洁方便又经济实惠的勘探方法,它可为工程地质提供近地表地层起伏变化和速度横向变化以及潜水面变化资料等。随着工程地质勘查和城市地质勘探工作的发展,工程地震折射波法数据处理与解释变得尤为重要。本文主要介绍了浅层地震折射波法的发展历程、应用条件,并总结和讨论了几种主要折射波解释方法的原理。在此基础上,比较并讨论了各种方法在应用中的优势和不足,阐述了近年来国内外浅层地震折射波法的发展现状及趋势,并着重介绍了作为研究热点的折射层析成像方法。研究表明：当探测深度较浅且分界面足够平整、界面倾角较小时,最方便的解释方法是截距时间法;当勘探目标的深度达到25 m时,t₀差数法最为适用;勘探目标埋深超过25 m时,应当使用广义互换法。随着勘探精度要求越来越高,使用折射波走时层析成像技术可以满足纵横向速度变化的近地表地层,包括大倾角地层、隐伏层、界面起伏层等。     

Exploiting Lateral Resolution of Near-Surface Seismic Refraction Methods

The 1D τ-p inversion algorithm is widely employed to generate starting models with most computer programs that implement refraction tomography. However, this algorithm emphasizes the vertical resolution of many layers, and as a result, it frequently fails to detect even large lateral variations in seismic velocities, such as the decreases that are indicative of shear zones. This study presents a case that demonstrates the failure of the 1D τ-p inversion algorithm to define or even detect a major shear zone that is 50 m or ten stations wide. Furthermore, the majority of refraction tomography programs parameterize the seismic velocities within each layer with vertical velocity gradients. By contrast, the 2D generalized reciprocal method (GRM) inversion algorithms emphasize the lateral resolution of individual layers. This study demonstrates the successful detection and definition of the 50-m wide shear zone with the GRM inversion algorithms. The existence of the shear zone is corroborated by a 2D analysis of the head wave amplitudes and by numerous closely spaced orthogonal seismic profiles carried out as part of a later 3D refraction investigation. Furthermore, a 1D analysis of the head wave amplitudes indicates that a reversal in the seismic velocities, rather than vertical velocity gradients, occurs in the weathered layers. While all seismic refraction operations should aim to provide as accurate depth estimates as is practical, the major conclusion reached in this study is that refraction Inversion algorithms that emphasize the lateral resolution of individual layers generate more useful results for geotechnical and environmental applications. The advantages of the Improved lateral resolution are obtained with 2D profiles in which the structural features can be recognized from the magnitudes of the variations in the seismic velocities. Furthermore, the spatial patterns obtained with 3D investigations facilitate the recognition of structural features that do not display any intrinsic variation or "signature" in seismic velocities.     

基于震源垂向组合的浅层低速带多次反射折射波压制方法

低速带发育地区地震记录中的多次反射折射波严重影响波场中相近的反射波，导致反射波形态畸变，影响了对地震资料的正确解释。在阐明浅层低速带多次反射折射波产生机理和传播规律的基础上，提出垂向组合双震源的压制方法。根据勘探前期小折射、微测井等方法获取浅层参数信息，结合多次反射折射波与有效波之间相对位置关系，给出需要对多次反射折射波进行压制的前提条件，然后根据震源组合公式计算得到垂向组合参数可选范围，用于调整低速带中垂向设置的两个震源的相对位置，在不影响目的层反射波的基础上压制多次反射折射波。在正演模拟和黄土塬勘探区试验中，对比了常规单炮记录与震源垂向组合记录。结果表明:震源垂向组合方法在一定程度上能较好地压制浅层低速带多次反射折射波，有效提高地震数据信噪比和解释精度。      

综合地震勘探方法在陕北煤田采空区探测中的应用

基于陕北黄土塬煤层采空区地震勘探方法研究项目,在该类复杂地质背景和地震地质条件下进行了煤层采空区多种地震探测方法的应用。探测中依据不同的地震勘探方法原理,针对同一目标地质体,提取了识别其地震波场的响应特征:①在地震反射时间剖面上呈现反射波组中断缺失、不连续特征;②在折射层析速度剖面上反射为低速异常;③面波记录出现强能量基阶面波传播中止(波散),面波速度剖面呈现为低速异常,频散曲线发生畸变(呈"之"字型回折);④煤层采空区边界显现出散射波特征。这些地震波场特征在鄂尔多斯等地的煤层采空区探测中也已得到验证。陕北煤田采空区探测实例表明,采用综合地震勘探方法探测可有效解决单一方法的多解性问题,提高其成果的准确性和可靠性。     

风浪作用下水生植物对水流结构的影响——以太湖中两种典型沉水植物为例

为研究风浪作用下水生植物对水流结构的影响,选取太湖中两种典型沉水植物(苦草与马来眼子菜)为研究对象,分别对苦草植物斑块与马来眼子菜植物斑块内外水体的瞬时流速进行野外现场测量,利用瞬时流速的能量谱分布将波浪流速与紊动流速分离,分别分析水生植物对时均流速、波浪流速以及紊动能的影响。风浪影响下,水体中存在流向与测量时近水面处盛行风向一致的水流;波浪流速以垂向流速为主,且波浪流速自水面向床底逐渐减小;紊动能在水面处达到最大值,并向床底方向逐渐减小。与无植被条件相比,苦草与马来眼子菜的存在减小了时均流速、波浪流速以及紊动能。两种植物形态上的差异,导致其对水流结构的影响不同:苦草叶片阻流面积在冠层中部达到最大,使得时均流速与波浪流速在苦草中部位置的减小程度最大;马来眼子菜叶片主要集中于冠层顶部(水面附近),其对时均流速以及波浪流速的减小作用在水面处达到最大。     

The effect of crustal anisotropy on reflector depth and velocity determination from wide-angle seismic data: a synthetic example based on South Island, New Zealand

When deriving velocity models by forward modelling or inverting travel time arrivals from seismic refraction data, a heterogeneous but isotropic earth is usually assumed. In regions where the earth is not isotropic at the scale at which it is being sampled, the assumption of isotropy can lead to significant errors in the velocities determined for the crust and the depths calculated to reflecting boundaries. Laboratory velocity measurements on rocks collected from the Haast Schist terrane of South Island, New Zealand, show significant (up to 20%) compressional (P) wave velocity anisotropy. Field data collected parallel and perpendicular to the foliation of the Haast Schist exhibit as much as 11% P-wave velocity anisotropy. We demonstrate, using finite-difference full-wavefield modelling, the types of errors and problems that might be encountered if isotropic methods are used to create velocity models from data collected in anisotropic regions. These reflector depth errors could be as much as 10–15% for a 10-km thick layer with significant (20%) P-wave velocity anisotropy. The implications for South Island, New Zealand, where the problem is compounded by extreme orientations of highly anisotropic rocks (foliation which varies from horizontal to near vertical), are considered. Finally, we discuss how the presence of a significant subsurface anisotropic body might manifest itself in wide-angle reflection/refraction and passive seismic datasets, and suggest ways in which such datasets may be used to determine the presence and extent of such anisotropic bodies.     

风浪作用下水生植物对水流结构的影响——以太湖中两种典型沉水植物为例

为研究风浪作用下水生植物对水流结构的影响，选取太湖中两种典型沉水植物（苦草与马来眼子菜）为研究对象，分别对苦草植物斑块与马来眼子菜植物斑块内外水体的瞬时流速进行野外现场测量，利用瞬时流速的能量谱分布将波浪流速与紊动流速分离，分别分析水生植物对时均流速、波浪流速以及紊动能的影响。风浪影响下，水体中存在流向与测量时近水面处盛行风向一致的水流；波浪流速以垂向流速为主，且波浪流速自水面向床底逐渐减小；紊动能在水面处达到最大值，并向床底方向逐渐减小。与无植被条件相比，苦草与马来眼子菜的存在减小了时均流速、波浪流速以及紊动能。两种植物形态上的差异，导致其对水流结构的影响不同：苦草叶片阻流面积在冠层中部达到最大，使得时均流速与波浪流速在苦草中部位置的减小程度最大；马来眼子菜叶片主要集中于冠层顶部（水面附近），其对时均流速以及波浪流速的减小作用在水面处达到最大。     

Evaluating the structural model from ambient vibration recordings and shallow seismic refraction techniques. A case study of Zagazig City,Egypt

This study uses the seismic refraction and noise measurements to investigate the velocity structure of the subsurface and emphasize the advantage of ambient vibration over the conventional seismic refraction technique. Field measurements were carried out at nine sites in and around Zagazig city. Shallow seismic refraction data were interpreted using the delay time method to obtain the two-dimension ground model at each site. Ambient vibration arrays are used to infer the one-dimensional compressional and shear wave velocity profiles through two main steps. The first step is to derive the dispersion curve from the recorded signals using the frequency-wavenumber method. The second is to invert the dispersion curve to obtain the site velocity profiles. The results of the compressional wave velocities obtained from seismic refraction technique showed that the subsurface consists of a number of layers ranging from two to four layers and give a good agreement with the results of the seismic wave velocities obtained from the ambient vibration arrays. The ambient vibration arrays gave a deeper depth of penetration than the other method, providing more information on the subsurface structure without any disturbance to the environment. This work provides reliable estimates of the seismic velocity structures of both shallow and deep sedimentary layers within the area of interest.     

地面地震初至波层析反演复杂表层速度结构方法

针对复杂表层结构的反演问题,作者研究了一套利用地面地震初至波层析反演表层速度结构的理论、方法和软件系统。该方法利用了地面地震直达波、迥折波、折射波以及三者组合的初至波,并采用具有空间变速优势的层析反演,可获得任意介质类型的表层速度结构。该方法的优点是野外施工简单(不需要在井中激发、接收),反演精度高,适应性强,反演所得到的表层速度结构可直接用于环境与工程项目的表层地质结构调查和评价。