折射波地震记录叠加成像方法研究

多次覆盖折射波地震勘探是用来追踪反射波成像质量较差地区的地质构造或用于追踪深层基底形态及研究基岩面的一种勘探方法.基于折射波理论，用折射地震记录中的折射波对地下折射界面进行成像，应用共深度折射面元叠加成像理论方法，给出用共深度折射面元叠加成像技术对地下折射界面进行成像的速度分析与动校正计算方法，提出一种适用于折射波发育探区的共深度折射点叠加成像方法，最后以模型和实际例子说明方法的正确性和实用性.     

转换型折射波传播规律及其在转换波静校正中的应用研究

纵波震源激发、三分量检波器接收的三分量地震勘探技术是解决复杂油气藏勘探的有效手段.在三分量地震勘探资料处理中,转换波资料处理尤为关键,转换波资料处理的难点之一是转换波静校正.研究了非转换型折射波和转换型折射波传播规律,发现形成PPS转换型折射波的有利条件是上覆介质横波速度比下伏介质横波速度要小很多,提出了基于PPS转换型折射波的转换波静校正方法,并对实际三分量地震资料进行了处理,转换波静校正取得了较好的效果.     

界面波传播规则的多样性或不规则性——反射波、折射波判读目标体存在偏差的原因探讨

文章依据机械波的实质即机械波是介质质点的运动,以及运动与力的关系,说明机械波的传播具有方向性;利用惠更斯——菲涅尔原理和介质中质点间的连结作用说明机械波的传播具有扩展性.在这两个思想观点上,深入分析研究入射波在界面激发产生的力的方向状态的不定性,从而证明在界面反射波、折射波(透射波)产生和传播不存在固定、唯一的规则:1一方向的入射波在界面产生的反射波、折射波(透射波)是一定大小角范围的区域,在这波区域中,波的传播有一个主要的方向,即主波;2主波方向,不仅与入射波的方向有关,也决定于界面的性状.相同入射角,不同界面性状,反射波、折射波(透射波)的主波方向不同;3反射波、折射波(透射波)的扩展性传播和主波方向随界面性状的不确定性,使一定性状的平整界面,反射波有多同相轴的特点,最先的同相轴对应最短或较短的路径;性状不一或不平整的界面,反射波会有较弱的同相轴和排列、强度都不规则、杂乱的后续波;4产生沿界面传播的折射波不只有一方向的入射波,只要有足够的击发能量和一定的界面条件,就可能产生折射波,所以折射波存在着"阶次性".因为反射波、折射波(透射波)传播的不规则性特点,所以,用唯一规则来判断探测目标体,就会产生偏差.本文给出了反射波、折射波"最短路径"的观点,由"最短路径"计算判断目标体应更接近实际.但"最短路径"在不同入射角范围内是有所差异的.在较小的入射角范围内,"最短路径"的反射波、折射波接近于垂直地面或垂直地面;随入射角的增大,"最短路径"的反射波、折射波的出射角有所增大.因此,在勘探工程中,计算判断目标体,应随入射角的增大,适当调整反射波、折射波出射角的量值.波传播与质点的运动和力的关系,在一定意义上也说明了地震勘探击发的方式和能量与波形式的关系.     

来自海底高速层径向波的理论地震图研究

本文利用各向异性反射率技术计算理论地震图,提出海底高速薄层会产生沿高速层水平传播的波（简称径向波）,这种波在水层中作为P波,在固液界面激发下行横波,该均匀横波以临界角入射高速薄层,在层内作为超临界角的非均匀横波水平传播,再以临界角转换为上行传播的均匀横波,最终在固液界面上行透射转换为水层中P波.高速薄层传播的径向波不同于界面折射波,也不同于具有频散的面波和通道波.理论地震图的研究表明,径向波具有线性时距,能与海底强反射具有同等振幅水平;径向波有其振幅、时距位置和斜率这些观测记录参数,分别对应高速层的厚度、深度和近似的横波速度;径向波可以克服折射波解释中遇到的振幅强弱和高速层速度等困难.径向波可作为探测海底高速薄层的有力工具,对于研究高速层屏蔽、海底反射类型的多样性和相应的资料处理解释有重要意义.     

天然地震转换波偏移成像方法

当地震波在层状介质中传播,P波通过速度界面时,会产生PP型折射波和PS型折射转换波．本文利用PS转换波与初至P波的到时差,提出一种不需要拾取P波和转换波震相的转换界面偏移成像方法．文中对三种不同的理论模型,在正演计算的基础上,采用了上述方法进行数值计算,计算结果表明,这种方法能够确定转换界面的位置和形态．这一方法的实现将有利于利用天然地震资料研究地球深部结构。     

反射波法地震勘探在工程勘察中的应用

对于地下复杂的地质构造，地震反射波法比折射波法能够提供更多更详细的地下信息。多次覆盖反射波法观测系统可以增加同一反射点的重复观测次数，从而起到压制干扰，提高有效波信号的作用。其次选取合适的地震参数能有效地拓宽有效波频带范围，对地震勘探分辨率的提高起到非常重要的作用。     

不规则界面介质中首波的传播路径

通常首波被认为是以下层高速度沿着平坦界面传播的折射波。然而,沿着不规则界面首波的传播路径至今仍不明确。在这里,我们将利用重叠单元(SEMO)方法以模拟的方式来研究这个问题。之所以选择重叠单元方法,是因为这种方法可以准确地计算出沿不规则界面传播的界面波。然后我们利用时间窗将首播从界面波中分离出来,并分析首播沿不规则界面传播进程中能量的变化和走时的变化。分析结果表明,与平坦的界面上首播的传播情况不同,沿不规则界面传播的首播由两种机制产生:折射机制和透射机制,也就是说,首播可能是沿界面传播的折射波或高速介质中向低速介质的透射波。关于首播的这种认识将有助于我们建设更加精确的首播反演方法,例如建立更为精确的首波旅行时层析成像,并由此获得更准确的地下结构模型,这对于研究认识一些特殊地区(如青藏高原)的形成机制是非常重要的。     

地下爆炸各向同性源和补偿线性矢量偶极源共同作用对Rg波低谷点的影响

本文利用地震面波激发理论计算了两种震源不同相对强度、相对埋深及源时间函数情况下的Rg波频谱,研究地下爆炸中各向同性(ISO)源和补偿线性矢量偶极(CLVD)源共同激发的Rg波信号低谷点特性.结果表明,由于两种震源相对强度、相对埋深及源频谱的影响,混合信号低谷点频率与单一CLVD源激发的信号有很大差异,因此实际地下爆炸中...     

人工爆破观测点勘选的讨论——以会东—兰坪测线为例

地壳测深方法较多,人工爆破是当前研究深部构造最有成效的方法之一。它是在地面利用人工方法激发起地震波,地震波传入到地壳深处遇到弹性分界面时,引起反射波和折射波,我们利用仪器将这些波接收记录下来,推算出地下速度分界面的深度及速度分布,从而     

透射法地震勘探中槽波几何运动学特征

矿井煤层中激发产生的地震波类型复杂,导致对各类地震波的认识存在争议.本次研究从几何运动学角度出发,分析槽波传播时间与炮检距之间的关系,由于槽波具有频散特性,无法给定具体的时距方程,通过推导发现槽波的最小群速度,即埃里相速度为固定值,因此可得到槽波埃里相的时距方程.同时推导了透射法槽波地震勘探中直达波和折射波的时距方程.认为三者的时距曲线在炮集记录上均为双曲线,双曲线最小值和曲率与煤层和围岩速度相关.对比分析三者的时距特征,对实际槽波记录中地震波类型划分有了新的认识,折射纵波最先到达,最后接收到的为槽波埃里相,中间为横波与纵波的叠合.     

用地脉动H／V谱反演S波速度剖面

提出一种用三分量检波器接收到的地脉动信号的水平向与垂直向（H／V）谱进行反演来估计地下土层S波速度（VS）剖面的方法。为此，推导出了计算层状半空间中传播的面波H／V谱的理论公式，并且同时考虑了基阶及高阶振型的影响。然后提出了一种用地脉动H／V谱估计地下土层S波速度剖面的反演分析方法。假设浅部土层的VS值或厚度已知，求其余未知量。在6个不同场地上对观测的地脉动H／V谱进行了反演分析，获得了场地的浅部S波速度剖面。该结果与这些场地上已有的速度测井资料相一致，它和反演值之间的标准误差小于0．1，最大误差为0．2。     

南黄海中部隆起带折射波层析成像

南黄海中部隆起带中、古生界地层具有良好的油气勘探潜力.但是,由于该区处于水深10～100 m的浅水环境,地震记录上多次波十分发育;且上覆新生界低速地层与下伏中、古生界高速地层速度反差可达2～3倍,形成了地震波能量屏蔽界面,下伏地层反射波能量弱,严重影响了地震反射波速度建模质量.而新生界地层与下伏中、古生界地层之间的速度大反差界面在地震记录上产生了稳定的、易于拾取的折射波,因此,我们将改进的散射积分走时层析成像方法结合多偏移距反演策略应用到南黄海中部隆起带折射波速度建模中.结果表明,折射波层析成像可重建2.5～3.0 km深度的高质量速度模型.对比该速度模型与叠加速度转换得到的速度模型逆时偏移成像的结果,发现用折射波速度模型偏移的地震剖面揭示中生界盆地轮廓、内部构造和断层更清晰,地震同相轴连续性强,且古生界陡倾角地层成像质量也显著提高.证明折射波走时层析成像在南黄海中部隆起带速度建模中是有效的,为南黄海浅、中层地震速度建模提供了一种可靠的解决方案.     

地震折射波法在郑州市西区浅层勘探中的应用

在城市活断层勘探中,对于面波干扰大、地震反射波法难以开展工作的区域,可尝试利用地震折射波法进行探测,并对折射波法探测的原始记录采用时间项、差异时距曲线和有限差分成像等方法进行综合计算、分析,以探索折射波法在城市活断层勘探中的应用成效。文中针对郑州市须水断层西段浅层地震折射波法勘探记录,利用时间项、差异时距曲线和有限差分成像等计算方法,获取剖面速度结构与界面构造;综合震相特征、计算结果等资料确定主要地层的界面深度和构造特征,3种方法都取得了相近的结论。后又通过在测线上4个钻孔资料的验证,认为3种方法的计算结果与钻孔资料相吻合,说明折射波法勘探在城市活断层探测中的应用是可行的     

三维复杂地形近地表速度估算及地震层析静校正

在地表一致性模型的基础上提出一种可适用于宽线剖面、弯曲测线、传统的二维和目前广泛使用的三维地震观测.在地形及近地表低降速带地质结构复杂的探区，低降速带厚度及速度估算的精度是静校正处理的关键.本研究根据三维地震观测的初至走时数据，利用最小平方与QR分解相结合的算法，在三维空间重建近地表低降速带速度模型，根据重建速度模型实现了静校正长波长分量与短波长分量的同步计算.分析了复杂的近地表低降速带模型初至波的性质，在观测值的自动拾取以及理论值的计算中充分考虑了可能成为初至波的直达波、折射波和反射波的利用，提高了低降速带速度模型反演的精度.在初至走时观测数据的拾取中，本研究采用分形算法克服了初至波波形差异以及折射波相位反转导致的拾取误差，实现了三维初至拾取的大规模全自动化运算.在射线路径与初至波理论走时的计算中，本研究采用一种计算量与模型复杂程度无关的三维射线追踪方法，该方法以最小走时射线路径保证了与观测数据有同等意义的初至波的射线追踪及理论走时的计算.野外实际资料的处理结果表明了方法的有效性.     

深孔钻孔深度的弹性波测量方法

将多根连接钻杆近似为无约束的一维杆状体,阐述了轴向激发的弹性波在钻杆中一维纵波的传播规律:弹性波传播到钻杆顶端将产生能量较强的反射波;钻杆中弹性波各振型频率的差为一定值,且随着杆长的增加而减小.通过在钻杆底端激发、接收弹性波,利用钻杆顶端的反射波的到时和弹性波各震相的频差,根据已标定的弹性波在钻杆中的传播速度分别从时间域和频率域计算钻杆的长度,从而确定钻孔的深度.对煤矿瓦斯抽采孔进行快速抽查,取得了很好的效果.     

检层法钻孔S波速测量中的震相问题

在岩土工程测量中，Ｓ波速度是一个重要参数，正确地识别其震相，对提高Ｓ波速度的测试精度非常重要。郭铁拴先生等发表关于“检层法鲇孔波速测量中的震相分析”一文中提出在有套管的检层Ｓ波测量中，深度大于４０ｍ时，Ｓ波震相淹没在折射波中。     

弹性波的三维有限元模拟

本文讨论了弹性波瞬态传播问题的三维有限元计算方法及当前存在的实际困难.针对要求计算机内存大和计算时间长的问题,采取了改进措施.由于采用了集中质量矩阵和修正的中心差分时间积分显格式相结合的方法,可以使计算机内存和计算时间大为减少;由于采用结点定位法,最适合用于目前发展的并行计算机系统,可使计算速度大大增快;还采用了有效激发震源法,有效激发区是随时间步进的增加而逐步增大,这不仅能节省计算时间,而且使波场的传播过程一目了然,本文计算了由两种介质组成的三维楔形问题,得到若干典型剖面的瞬时波场图及随时间变化的合成地震图.     

双相介质井孔多极源声测井理论及分波分析与全波计算

用Ｂｉｏｔ双相介质模拟油储层，对井孔中多极声源激发的声波场进行了系数的理论推导，分波分析和全波计算。对模式波作了通常的频散分析，特别强调地激发特性对横式波传播行为的影响。     

大容量气枪震源地震动衰减特性分析

为进一步加深对大容量气枪震源激发的地震波传播特性的认知,利用福建海陆多个气枪震源固定激发点重复激发的实验数据,通过线性叠加和仿真技术得到等效单次激发高信噪比速度和位移记录,然后利用不同震中距的位移峰值计算不同固定点气枪激发的等效震级,进而建立等效震级、震中距和速度峰值的衰减关系。结果表明:(1)震中距为0~270km时,大容量气枪单次激发得到的速度峰值为700~4nm/s,位移峰值为200~0.2nm;(2)总容量为8000 in~3的气枪震源P波等效震级为0.181~0.760,S波等效震级为0.294~0.832,总容量为12000 in~3的气枪震源P波等效震级为0.533~0.896,S波等效震级为0.611~0.946,气枪震源激发产生的S波能量大于P波能量,激发环境不同,激发效能相差较大;(3)速度峰值随等效震级增大而增大,随震中距增大而减小,P波速度峰值三分量中垂直分量最大,S波相反,其垂直分量最小,二者水平分量相近。研究结果可为定量判断气枪震源激发的地震波的传播能力以及利用气枪震源进行深部探测或监测的观测系统的设计提供重要依据。     

山东地区近震地震波速与地壳结构

本文根据山东台网及邻省部分台站记录到的发生在本区的96个地震,得到以下结果: 1、由96个地震的直达波速度和震源深度分布得出山东地区地壳内具有多层构造的特征。直达波平均传播速度为:V_p=6.18公里/秒,V_s=3.6公里/秒。 2、根据反射波P_(11)、S_(Pn)引折射波P_n、S_(Sn)的资枓,取单层地壳模型得到反射波和折射波的速度为:V_(p11)=6.43公里/秒,V_(S11)=3.72公里/秒,V_(pn)=8.02公里/秒。利用反射波和折射波资料,得到山东地区平均地壳厚度为36.0公里。通过对折射波进行单点计算,得出鲁西和鲁中部地区地壳厚度大,而沂沭带和沿海区地壳厚度相对较薄。