无缆自定位地震仪三分量地震勘探数据纵横波分离技术研究

发布时间：2020-07-10 05:05

【摘要】：在三分量地震勘探中，地震资料在垂直分量的记录中既包含有纵波(P-P)能量，也有转换波(P-SV)能量，同样，在水平分量的记录中也同时存在转换波能量和纵波能量。各分量上波场的互相干扰，既对进一步数据处理不利，也容易引起错误的地质解释。因此，作为提取有效信号的技术和手段，纵、横波波场分离是三分量地震勘探数据处理的重要环节。目前，可用于三分量地震勘探数据纵、横波波场分离的方法已有很多，如motion product法、滤波法、偏振滤波法、波动方程法和Radon变换法等，在众多方法中，基于Radon变换的波场分离方法简单有效，具有分离过程中无需提供具体的纵、横波速度的优点。同时，相比于其他方法，Radon变换法在实际地震资料处理中具有一定优势。基于Radon变换的纵、横波波场分离方法是根据纵、横波的参数(慢度、曲率等)差异，将数据映射到Radon域后，时间域相互重叠的波型信号会彼此分离，在Radon域内将不需要的波型信号切除，并将所需信号变换回时间域，便实现了波场分离目的。以往，大多数基于Radon变换的波场分离方法采用变换(线性Radon变换)进行处理，但在域，纵波和横波的响应往往有较多的重叠部分，不容易将它们截然分开。本文在变换的基础上，针对自主研制的无缆自定位地震仪采集的三分量地震勘探数据，讨论了基于抛物线Radon变换及双曲线Radon变换的三分量地震勘探数据纵、横波波场分离技术。结合纵、横波时距曲线特点，将原始数据经抛物线Radon变换或双曲线Radon变换映射到Radon域后，信号可在Radon域收敛成不同位置的“点”，从而有易于纵、横波的分离。论文首先讨论了地震波的反射和透射，分析了纵波和转换波的时距曲线特点，然后阐述了抛物线Radon变换的方法原理，讨论频率域最小平方法抛物线Radon变换，并给出了其高分辨率算法。论文随后进行了双曲线Radon变换方法原理分析，最后通过模拟记录和实际资料试算，分析基于Radon变换法进行纵、横波波场分离的可行性，并讨论两种Radon变换用于纵、横波波场分离的各自的优缺点和应用范围。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P631.4
【图文】：

自定位,动圈式,地震仪

[35]。对于三分量地震勘探数据采集，检波器类型为三分量地震检波器。图2.1(a)和图2.1(b)分别展示了吉林大学仪器科学与电气工程学院研制的无缆自定位地震仪和重庆地质仪器厂研制的1Hz动圈式三分量地震检波器。(a) (b)图 2.1: (a) 无缆自定位地震仪，(b) 1Hz动圈式三分量地震检波器2.1 无无缆缆自自定定位位地地震震仪仪地震勘探第一阶段(野外数据采集阶段)的最终成果，就是地震勘探仪器产生的野外地震记录。这些野外地震记录是地震勘探的资料处理和资料解释的原始依据和工作基础[35]。地震数据采集站的性能直接影响地震记录质量，也就必然影响到后期资料处理和资料解释工作，最终势必影响到地震勘探效果。吉林大学仪器科学与电气工程学院研制的无缆自定位地震仪采集站内部结构如图2.2所示，其内部结构包含以下组成部分[36]：1. 系统主控单元：包含Flash程序存储电路、同步动态RAM电路、 CF卡存储电路、以太网收发电路、网络变压器电路；2. 地震信号采集及测试单元：包含数据采集电路、自检信号发生电路、FPGA数字电路、恒温晶振电路、配置电路；3. WiFi无线通讯单元：包含WiFi数据收发电路和通讯天线

自定位,采集站,地震仪,内部构成

地震数据采集站的性能直接影响地震记录质量，也就必然影响到后期资料处理和资料解释工作，最终势必影响到地震勘探效果。吉林大学仪器科学与电气工程学院研制的无缆自定位地震仪采集站内部结构如图2.2所示，其内部结构包含以下组成部分[36]：1. 系统主控单元：包含Flash程序存储电路、同步动态RAM电路、 CF卡存储电路、以太网收发电路、网络变压器电路；2. 地震信号采集及测试单元：包含数据采集电路、自检信号发生电路、FPGA数字电路、恒温晶振电路、配置电路；3. WiFi无线通讯单元：包含WiFi数据收发电路和通讯天线；5

幅频特性曲线,幅频特性曲线,线性动态,动圈式

所采集的地震信号的真实性及全面性，并最终影响到后期处理解释的质量及地质分析结论的正确性。重庆地质仪器厂研制的1Hz动圈式三分量地震检波器幅频特性曲线、相频特性曲线及线性动态特性曲线见图2.3～2.5。图 2.3: 1Hz动圈式地震检波器的幅频特性曲线[36]7

【参考文献】