浅层反射地震勘探中断层构造的波场响应特征及应用研究

发布时间：2020-08-08 18:56

【摘要】：断层构造探查是城市地质调查中一项重要内容,利用反射地震勘探方法可以探查其位置,评价其特征。受方法本身所限,浅层地震勘探存在诸多影响因素,其对断层构造等地质异常的探查分辨率相对较低,开展该类方法技术研究具有重要的实践应用价值。论文通过理论分析、数值模拟及探查实验等方法,对浅层环境断层的反射波波场响应特征进行研究,讨论其方法适用性。论文以二维粘弹性波动方程的有限差分法和反射波的基本理论为基础,对浅层岩土层物性差异、地震地球物理特征、浅层地震勘探方法等进行分析研究。构建二维断层理论地质模型模拟浅层地质条件下断层的各个要素,采用Ricker子波为震源激发、完全匹配层吸收边界条件,针对断层活动性、埋深、断层倾角以及断裂带宽度等断层要素进行高精度二维粘弹性波动方程的有限差分数值模拟运算,通过对比单炮记录、时间剖面和瞬时属性剖面等模拟结果,从波组相位、振幅、频率切入,揭示其波场响应特征,分析其影响因素及特点。试验结果表明:反射地震勘探时,瞬时相位剖面对断层破碎带产生的绕射波较为敏感,探测效果优于时间剖面;瞬时振幅剖面和瞬时频率剖面可有效地对断层埋深、破碎带宽度及断层倾角进行定性和半定量探测。实际工程探测试验中,可联合瞬时属性剖面,佐证时间剖面进行断层构造的识别和追踪。舜耕山断层泉山段的探测试验,进一步表明,在叠加剖面基础上,利用多属性剖面可以增强对地下断层构造的识别效果。论文最后指出复杂地质条件下浅层地震勘探方法的不足和建议,特别是加入相干噪声后的二维粘弹性有限差分数值模拟和地震资料的频率属性的进一步研究,总结加入相干噪声后的断层构造波场响应特征及输出高分辨率频率属性剖面,为后续工程实践提供理论依据。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P631.4
【图文】：

技术路线图,波场,断层,绪论

第 1 章绪论结合舜耕山断层实测试验数据，对比分析实测地震数据断层波场响应特证地震波波场响应特征在分析断层构造相关参数的可行性。并在浅层地震基础上引入高密度电法探测，验证浅层地震勘探的可靠性，为日后的工程地质灾害评价等方面提供一定的参考资料。.2 技术路线

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共激发点反射波时距曲线如下图所示：a.水平界面共激发点反射波时距曲线 b.倾斜界面共激发点反射波时距曲线图2 不同界面共激发点反射波时距曲线Fig.2 The time-distance curve of reflected wave at different interfaces综上所述，根据水平和倾斜界面共激发点反射波时距曲线可知，反射波在地下介质中传播的时间t和检波点位置 x 、反射界面法向深度h、界面倾角以及反射界面以上介质结构的波速v存在明显的数学关系。通过求得一个界面反射波的时距曲线，理论上就有可能根据时距曲线方程获得反射界面的深度、倾角和界面以上的介质波速，这就是反射波法探测地下地质结构的基本原理。在地震勘探中，可根据探测深度和目的分为浅层地震勘探和深部地震勘探[43]。不同于深部地震勘探的是，浅层地震勘探主要探测地表以下几米至几十米范围内地层和地质结构，现场勘探工作中利用较小的排列或小型观测系统采集数据，灵活性较强的地震勘探方法，现阶段主要用于?

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图 3 单边排列示意图Fig.3 The diagram of single ended spread（3）观测系统合理进行观测系统的设计，有利于提高勘探的分辨率和探查精度。为了提高地震信号的信噪比，浅层地震勘探继承了深部地震勘探的多次覆盖技术，但由于高覆盖次数的低通滤波性，它不仅会降低地震资料的分辨率，还会在资料处理中存在速度误差，不利于近地表和小构造的浅层地震勘探。因此，浅层地震勘探通常采用 6～12 次覆盖。除此之外，考虑到锤击震源的能力限制和压制噪声，浅层地震勘探一般采用小偏移距（2～8m）、小道间距（1～4m）、小炮间距（2～8m）以及中间和单边排列观测系统。2.4 瞬时属性输出原理设 x (t )为地震数据时间序列，其复地震道 z (t )为：z (t ) = x(t ) +iy(t )2-9式中： x (t )通过 Hilbert 变换得到 y (t )，为虚地震道。利用复地震道可定义“三瞬”地震属性。实地震道 x (t )可以用地震数据的瞬时振幅 a (t )和相位 θ (t )两个基本

【参考文献】