相控震源的地震波场数值模拟计算

发布时间：2021-11-28 10:12

　　本文基于相控震源基本原理,通过数值模拟计算验证相控震源具有方向可控性,能量集中的特点.首先,采用了有限差分法求解声波方程方式来模拟由传统炸药震源、单个可控震源、组合震源和相控震源在相同地质模型下的地震波场,其中选择了PML吸收边界,设计了两种均匀介质的地质模型.通过对比不同震源的地震记录和波场快照,相控震源相比同等环境参数下的其他震源（炸药震源、相控震源和单个可控震源）有较高分辨率,以及在大倾角地层有较好的探测效果.其次,通过控制参数法研究了震源个数、震源间距以及chirp信号的相位对相控震源分辨率的影响. 

【文章来源】：地球物理学进展. 2020,35(04)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

四个不同d值的地震记录

n个震源等间距共线排列组成的相控震源,相邻震源间隔为d,以及相邻震源的相位差恒定为β,θ为地震波传播方向与垂直方向的夹角,P为地下介质较为远处的一个点,r1,r2,…,rn为地表震源与P点之间的距离.其中rn (n=1,2,3,…)远大于d.由于rn?d, 所以我们可以看成当n个震源的波束相聚于P点的时候是相互平行的,但是相邻震源间也会因为距离d而产生相位差,即后一震源相对于前一震源相位超前φ=kdsinθ+β(其中波数 k= 2π λ ,λ 为波长),且第n个震源在P点的场强为En,则在P点的总场强可以表示为

图4为各种震源类型的地震记录.从图4可以看出爆炸震源具有明显的优越性,地层界面显示的很清晰,噪声有一定的干扰但是不够强.组合震源和相控震源均出现两个直达波一类的线性图线,原因是由于都是多个单一震源组成的,且震源之间存在间距因此推断是不同单个震源产生的直达波被检波器接收造成的.从单条反射波的地震记录上看相控震源周边的干扰较少(信噪比较高),较为清晰.地震记录左侧不清晰的原因是:相控震源将能量集中在右下侧某一方向,导致左侧的反射波信号能量较弱.图3 速度模型

【参考文献】：
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本文编号：3524239