地震干涉技术研究与应用

发布时间：2017-05-24 04:00

  本文关键词：地震干涉技术研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：地震干涉技术的提出及其在野外实际数据上的应用，对地震波传播规律的认识和研究做出了巨大贡献，该方法通过对在不同两点接受到的地震记录进行互相关运算，得到一个新的地震记录，该地震记录包含因果和非因果部分响应，其因果部分相当于以一个检波器所在的位置为震源（虚震源）而另一个检波器为接收点的观测系统所接收到的地震记录。地震干涉技术可以分为被动源地震干涉技术和主动源地震干涉技术，震源既可以是被动源（噪声源），也可以是确定的人工震源。被动源地震干涉技术能够将常规地震勘探中无用的噪声信号变成有效的反射波信号，能够从无序的噪声信号中提取有用信息，需要注意的是：合成的新地震记录并没有新信息产生，，只是将隐藏在噪声中和复杂地震散射尾波中的信息提取出来。之后，可对新合成的数据进行更进一步的处理。 主动源地震干涉技术能够从原始的地震数据中合成新的地震数据。具体来说，能够将震源重置到检波器排列的位置上，使震源检波点排列更加接近目标区域，因而，能够大幅提高成像的精度，同时，由于能够将检波点变成虚震源，增加了照明范围。因此新的地震记录的成像范围相应扩大。此外，在实际的常规地震勘探中，很难采集到零偏移距的数据。应用地震干涉技术能够消除偏移距的影响，合成零偏移距记录。此外，地震干涉技术在数据插值等其他方面都有很多应用。而且，基于地震干涉技术，很多方法得以提出或完善。 本文从1D直达波干涉的研究出发，来直观地介绍地震干涉技术的基本思想。然后，通过对2D直达波干涉方法的研究，讨论了地震干涉技术的基本条件；研究了脉冲震源、噪声震源等不同震源条件下的地震干涉技术的应用。随后，由直达波干涉推广到反射波干涉，研究了反射波干涉的基本原理。最后推导了声波地震干涉方程，并得到了地震干涉技术的基本方程。 通过数值模拟的方式，对被动源地震干涉成像技术的可行性和影响因素进行了研究，结果表明被动源地震干涉技术成像是可行的。而且震源分布的范围越广，震源周围介质变化越稳定，成像效果越好。同时，震源子波的不相干性越高，成像效果越好。在震源子波不相干的条件下，震动的持续时间越长，成像效果越好。而且，接收时间越长，合成的虚震源记录的信噪比越高，各反射波同相轴越清晰。最后，应用被动源地震干涉技术对复杂介质进行成像，取得了很好的效果。 对于主动源地震干涉技术，我们首先研究了其在时空域中的应用，分别研究了VSP-SSP、VSP-SWP和SSP-SSP数据间的转换。通过地震干涉技术，可以将震源和检波点排列更加地靠近目标体，消除偏移距的影响。提高成像的精度。 主动源地震干涉技术在时空域中使用时，会有大量的假象的产生，尤其是在地震记录不完整时，而且受噪声的影响较大。本文将地震干涉技术与Radon变换相结合；提出在Radon域中应用地震干涉技术。首先，将互相关型地震干涉技术与抛物Radon变换相结合，由于抛物Radon变换可以应用于数据的插值中，在抛物Radon域中应用地震干涉技术，可以压制缺失的数据对虚震源记录所造成的影响。同时，由于抛物Radon变换的滤波作用，在虚震源记录中，很多虚假信息能够被去除。与时空域地震干涉技术相比，该方法可以极大地减少虚假信息的产生。本文将该方法在理论数据和实际数据中都进行了检验。 最后，本文提出了线性Radon域多维反褶积地震干涉技术。多维反褶积地震干涉技术在时空域中使用时，由于数据的不规则性，在求逆的过程中，容易出现奇异。在将时空域数据变换到线性Radon域后，能够得到规则的数据体。因此，可以极大地降低求逆过程中产生奇异性的可能性。同时，该方法可以压制噪声的影响，减少虚假信息的产生；提高虚震源记录的质量。通过在理论数据和实际数据上的实验，该方法能够准确地合成虚震源记录；而且，该方法受噪声的影响很低，即使在原始地震记录信噪比很低的情况下，线性Radon域多维反褶积地震干涉技术仍能取得很好的效果。
【关键词】：地震干涉 线性Radon变换 抛物 互相关 多维反褶积
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P631.4
【目录】：

• 摘要4-6
• abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究目的及意义10-12
• 1.2 国内外发展现状12-14
• 1.3 本文研究主要内容及组织结构14-15
• 1.4 本文主要创新点15-16
• 第二章 地震干涉技术原理16-39
• 2.1 直达波干涉16-26
• 2.1.1 1D 直达波干涉16-23
• 2.1.2 2D 直达波干涉23-26
• 2.2 反射波干涉26-33
• 2.2.1 2D 反射波干涉26-29
• 2.2.2 3D 反射波干涉29-33
• 2.3 地震干涉技术基本方程33-39
• 2.3.1 格林函数方程34-36
• 2.3.2 简化积分表达式36-39
• 第三章 被动源地震干涉技术39-65
• 3.1 被动源干涉技术成像39-42
• 3.2 震源分布对被动源干涉成像的影响42-53
• 3.2.1 沿着闭合曲线分布的震源对成像结果的影响42-45
• 3.2.2 底层震源分布对成像结果的影响45-49
• 3.2.3 在不同深度内震源分布对成像结果的影响49-53
• 3.3 地震子波对被动源干涉成像的影响53-58
• 3.3.1 地震子波类型对成像结果的影响53-55
• 3.3.2 震源激发时间对成像结果的影响55-58
• 3.4 接收时间对被动源干涉成像的影响58-61
• 3.5 不同相关方式对被动源干涉成像的影响61-62
• 3.6 被动源地震成像在复杂介质中应用62-65
• 第四章 主动源地震干涉技术研究及应用65-83
• 4.1 VSP-SSP 数据转换65-71
• 4.1.1 VSP SSP数据转换原理65-68
• 4.1.2 数值模拟研究68-70
• 4.1.3 VSP SSP数据转换的优点和问题70-71
• 4.2 VSP-SWP 数据转换71-77
• 4.2.1 VSP SWP转换原理71-74
• 4.2.2 数值模拟研究74-76
• 4.2.3 VSP SWP转换的优点与问题76-77
• 4.3 SSP-SSP 数据转换77-83
• 4.3.1 SSP SSP转换的原理77-80
• 4.3.2 数值模拟研究80-82
• 4.3.3 SSP SSP转换的优点82-83
• 第五章 Radon 域地震干涉技术及应用83-115
• 5.1 线性 Radon 域地震干涉技术83-92
• 5.1.1 线性 Radon 域地震干涉技术原理83-85
• 5.1.2 数值模拟85-88
• 5.1.3 噪声的影响88-92
• 5.2 抛物 Radon 域地震干涉技术92-102
• 5.2.1 抛物 Radon 域地震干涉技术原理92-94
• 5.2.2 数值模拟94-97
• 5.2.3 稀疏震源分布97-100
• 5.2.4 在实际数据中的应用100-102
• 5.3 线性 Radon 域多维反褶积地震干涉技术102-115
• 5.3.1 线性 Radon 域多维反褶积地震干涉技术原理103-105
• 5.3.2 数值模拟105-108
• 5.3.3 噪声的影响108-112
• 5.3.4 实际数据的应用112-115
• 第六章 结论与展望115-117
• 参考文献117-127
• 学习期间发表的学术论文及其它成果127-128
• 致谢128

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孙显义,陈可为,许世勇;采用τ-q变换法进行纵、横波波场分离[J];大庆石油地质与开发;2002年04期

2 刘喜武,刘洪,李幼铭;高分辨率Radon变换方法及其在地震信号处理中的应用[J];地球物理学进展;2004年01期

3 齐诚;陈棋福;陈槞;;利用背景噪声进行地震成像的新方法[J];地球物理学进展;2007年03期

4 陶毅;符力耘;孙伟家;孙秋霞;;地震波干涉法研究进展综述[J];地球物理学进展;2010年05期

5 朱恒;王德利;时志安;冯飞;;地震干涉技术被动源地震成像[J];地球物理学进展;2012年02期

6 何正勤;丁志峰;贾辉;叶太兰;;用微动中的面波信息探测地壳浅部的速度结构[J];地球物理学报;2007年02期

7 王维红;裴江云;张剑锋;;加权抛物Radon变换叠前地震数据重建[J];地球物理学报;2007年03期

8 熊登;赵伟;张剑锋;;混合域高分辨率抛物Radon变换及在衰减多次波中的应用[J];地球物理学报;2009年04期

9 徐佩芬;李传金;凌u&群;张胤彬;侯超;孙勇军;;利用微动勘察方法探测煤矿陷落柱[J];地球物理学报;2009年07期

10 孙明,林君;线性Radon变换在弱信号提取及强干扰噪声抑制的应用[J];佛山科学技术学院学报(自然科学版);2003年01期

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本文编号：389731