水平界面上P-SV转换波转换点的精确解

转换波共转换点的叠加和道集选取都需要准确地计算转换点的位置.Tessmer和Behle、Taylor分别给出了水平单层介质中P-SV转换波转换点坐标的解析解,由于其表达式的复杂性,在应用中几乎不被采用.在本文中,运用Snell定律重新建立了在水平反射界面上反射的P-SV转换波的转换点坐标的四次方程,并严格地推导出与纵波速度、横波速度、炮检距和反射深度有关的转换点坐标的解析解,确定了惟一的解析表达式.将这一结果应用于P-SV转换波的速度分析和叠加处理中.简化的公式有较好的应用价值.     

VTI介质中P-SV波转换点与各向异性参数关系

对于转换波地震勘探中的转换点位置这个重要问题,提出转换点位置不仅与纵横波速度比,偏移距深度比以及源检距有关,还与地下介质的各向异性的性质有关,计算了忽略地下介质的各向异性影响对转换点的确定带来的严重误差,从而影响地下地质体的精确成像.通过对层状VTI介质中的转换点近似方程的推导过程,引入该方程不同于传统方程的导出是对层状各向同性介质而言,该方程通过引入各向异性参数,使我们对转换波可以有进一步的认识,拓展了转换波处理中各向异性的应用.该方程对于偏移距深度比小于3.0的情况是比较准确的,这对于大偏移距转换波勘探具有实际意义.     

多层倾斜层状介质P-SV转换波转换点计算的最佳角度搜索法

转换波转换点的位置对转换波道集的抽取和叠加都非常重要.目前对于单一倾斜反射界面或水平层状介质模型,已经能较好地计算转换波转换点的位置.本文针对多层倾斜层状介质,提出最佳角度搜索法求取P-SV转换波转换点的位置,此方法是通过搜索最符合Snell定律的入射角和反射角来确定最佳的P-SV转换波转换点的位置.在搜索最佳转换点位置的同时,该方法也能给出最佳的P-SV波的传播路径.本文在单层和双层倾斜层状介质模型中测试了该方法,获得了精确的P-SV转换波转换点的位置和P-SV波的传播路径.     

快速有效的转换波共转换点叠加技术

转换波共转换点(Common Conversion Point简称CCP)叠加的关键在于CCP抽道集和非双曲线正常时差校正NMO(Normal MoveOut). 目前方法的精度限制了其在中-浅层或大炮检距情况下的应用. 我们对CCP叠加技术进行了系统研究,导出了新的CCP位置计算公式和非双曲线时距关系式,并给出了具体的CCP抽道集方法. 理论模型试验和实验资料处理表明本文方法精度高、简便易行,特别是对于中-浅层和大炮检距情况也能得到良好的叠加效果.     

快速有效的转换波共转换点叠加技术

转换波共转换点(Common Conversion Point简称CCP)叠加的关键在于CCP抽道集和非双曲线正常时差校正NMO(Normal MoveOut). 目前方法的精度限制了其在中-浅层或大炮检距情况下的应用. 我们对CCP叠加技术进行了系统研究,导出了新的CCP位置计算公式和非双曲线时距关系式,并给出了具体的CCP抽道集方法. 理论模型试验和实验资料处理表明本文方法精度高、简便易行,特别是对于中-浅层和大炮检距情况也能得到良好的叠加效果.     

垂向非均匀介质中转换波转换点计算

转换点位置的计算是转换波资料处理中的一个关键问题. 本文提出了分别基于速度随深度线性变化、速度随垂直走时线性变化、慢度随深度线性变化和慢度随垂直走时线性变化四种等效垂向非均匀介质情况下转换点位置的计算方法. 研究了通过速度拟合、走时近似和相似系数谱三种方式选择合适的等效速度方法. 结合理论模型对非均匀介质转换点计算方法、渐进转换点计算方法、Thomsen近似公式和均匀介质解析计算方法的误差进行了分析,结果表明非均匀介质转换点计算方法能更准确地计算转换点位置.     

二维SH波方程的半解析解及其数值模拟

本文以波动理论为基础, 半解析化求解地震勘探中常用的SH波方程. 获得的主要结果包括: 给出了二维均匀介质中SH波方程的解析解; 利用Cagniard-de Hoop方法详细推导了二维双层介质中SH波方程的解析解, 获得了透射波的解析解表达式. 同时, 基于SH波方程的解析表达式, 给出了包含各种波(如直达波、反射波、首波以及透射波)的解析解和波形图. 对于比较复杂的积分型解析解, 利用数值积分方法给出了数值结果, 并与优化的近似解析离散化方法(ONADM)和4阶Lax-Wendroff修正方法(LWC)的数值结果进行了比较, 以验证解析解的正确性. 本文的研究成果有望在检验波动方程数值新方法的有效性、波传播理论分析等方面得到应用.     

基于波场延拓的变换坐标转换波静校正

常规的转换波静校正的基本思想都是从地震波的运动学特征出发,基于地表一致性假设.在地表条件复杂和地表高程相差较大的地区,它不仅无法解决严重的静校正问题,反而会带来新的畸变.本文基于频率波数域波动方程偏移原理,采用波场延拓方法实现转换波静校正,其关键点在于时间空间域和频率波数域的相对应.文中通过坐标变换将起伏地表转化为新坐标系下的水平地表,把炮点和检波点映射到同一水平面上,然后在新坐标系下推导频率域波动方程延拓公式,接着对下行波P和上行转换波SV分别利用近地表速度向上延拓到基准面,恢复起伏地表到基准面之间的真实波场,最后转换到原始坐标系取出基准面数据完成转换波静校正.通过对模拟和实际数据处理,证明该方法是正确和有效的.     

转换波和非转换波与射线参数p的关系

本文对Aki固体-固体分界面的反射和透射公式进行适当变换,使之成为一组适合不同坐标系下,固体、液体、气体和真空之间所有可能形成的分界面上,入射P、SV和SH波所形成的反射和透射公式,从而把不同边界条件的反射和透射方程统一起来,并且阐明了转换波和非转换波动力学特征的差异.指出:在不同弹性介质分界面上入射平面弹性波,转换波的反射系数和透射系数是射线参数p的奇函数;非转换波的反射系数和透射系数是射线参数p的偶函数.根据奇函数和偶函数的性质可见:垂直入射时不存在转换波.同时也为简化Zoeppricz方程,开展AVO分析打开新思路.     

转换波叠前时间偏移方法综述

本文对各向同性介质和VTI介质中的转换波叠前时间偏移方法进行了总结和归纳,分析了每种方法优缺点和适用条件.认为应在实际应用中根据不同的实际资料选择不同的方法,才能得到较好的成像效果.在转换波叠前时间偏移中,速度模型的建立及各种方法对更复杂构造的适应性仍需加强研究.     

P-SV波AVO方法研究进展

为有效地利用AVO(amplitude versus offset)信息来反演岩性参数和预测油气储层，详细介绍了P—SV转换波AVO方法的研究现状和主要进展，并针对几种具有代表性的方法的基本思路、方法特点及参数反演等方面进行了对比和评述。同时，给出了两个不同形式的近似公式，并讨论了利用这两种近似公式进行AVO分析的思路和参数反演的方法，通过对比和讨论可以得出：不同近似的主要目的是为了提高近似精度并体现不同的岩性参数对反射系数的影响、敏感程度及其在参数反演中的意义；根据弹性模量和波速之间的关系，目前所有的PP波和P—SV波反射系数近似公式都可以统一表示成射线参数幂级数的形式，这些结论对于AVO理论研究和参数反演都具有重要意义。     

A study of energy conversion in the wave number domain

Energy conversions from potential to kinetic energy have been studied for a part of the Northern Hemisphere in the wave number domain. The vertical distribution of energy conversions were examined and the results have been compared with the other's observational results as well as that of forecast models.     

用Pg波走时反演首都圈地区的上地壳速度结构

为了弄清首都圈地区上地壳速度精细结构,本文使用了迄今为止在我国大陆最为密集炮间距高分辨折射和宽角反射／折射综合地震测深剖面一天津一北京一赤城剖面的Pg波走时资料。反演了首都圈地区的上地壳速度结构。根据上地壳速度结构特征,可将整个剖面大致分为华北盆地拗陷区和燕山台褶隆起区,其中华北盆地又可以细分为黄骅拗陷、沧县隆起、骥中拗陷等,大厂拗陷、通县隆起、北京拗陷和京西隆起为燕山隆起区的前缘部分。华北平原区以低速结构的拗陷为主,地表速度较低,基底埋深深,盖层厚,垂直速度梯度大;而在燕山山区则以高速结构的隆起为主,地表速度较高,基底埋深浅,盖层较薄,垂直速度梯度小。基底面起伏大,最深处达到6km以上,最浅处不足1km。     

华北克拉通东北部的远震S波走时层析成像研究

华北克拉通是近年来我国地学界研究的热点之一.本文利用布设在华北东北部地区的华北地震科学台阵所记录的远震波形资料,用波形互相关方法拾取了9105条S波走时残差数据,进而用体波走时层析成像方法反演获得了研究区从地表至600 km深度的S波速度结构.所获得的S波层析成像结果表明,华北克拉通中部块体的山西断陷带低速异常一直从地面延伸至上地幔约300 km深处,推测该低速异常体可能与中、新生代的大同火山群的形成与活动有关.研究发现华北东部存在一高速异常体由东部渤中凹陷的地壳一直向西延伸至太行山山前断裂下方地幔转换带410 km附近,推测该高速异常体可能为太平洋板片向西俯冲在华北克拉通东部块体下方地幔过渡带内的滞留.研究结果显示华北克拉通东部的华北盆地表现为高低速相间分布,表明该地区下方的岩石圈发生了破坏,而位于华北克拉通北缘的燕山造山带显示为高速异常,表明燕山造山带下方的岩石圈没有明显的破坏迹象.

     

A new series solution method for two-dimensional elastic wave scattering along a canyon in half-space

This paper presents a semi-analytical method for studying the two-dimensional problem of elastic wave scattering by surface irregularities in a half-space. The new method makes use of the member of a c-completeness family of wave functions to construct the scattering fields, and then applies equal but opposite tractions to those of the foregoing constructed scattering fields on the horizontal surface of the half-space to produce additional scattering fields. These additional scattering fields are a series of Lamb's solutions. Thus the whole scattering field constructed in the series automatically satisfies the Navier equations, the condition of zero traction on the half-space surface, and the radiation boundary conditions at infinity. Using the traction-free conditions along the canyon surface, the coefficients of the series solutions are determined via a least-squares method. For incident P, SV, and Rayleigh waves, the numerical results are presented for the scattering displacements in the vicinity of a semi-circular canyon in the half-space.     

求解弹性波动方程的频率域近似解析离散化波场模拟方法

为提高频率域弹性波动方程数值求解的计算效率,本文引入近似解析离散化(NAD)方法将其进行数值离散并得到大型线性代数方程组.在详细分析了相应系数矩阵的稀疏分块结构与数学性质之后,本文提出采用不精确旋转分块三角预处理子加速Krylov子空间迭代方法来快速求解该线性方程组,并利用数值试验证实这种方法在弹性波场模拟方面的数值效...     

半空间异质隆起的出平面动力响应:闭合级数解答

采用分区思想和辅助函数方法,利用波函数展开技术,提出了水平地表圆形非匀质隆起出平面动力响应的闭合级数解答。将解答归结为一组无穷代数方程组的求解,解答的数值结果可由无穷方程的截断计算得出。计算结果表明,给出的闭合解答在宽频带内能很快收敛。