水域地震勘探中的多次波分析与压制

【摘要】：曾在陆地勘察中发挥过重要作用的工程地震勘探方法已随着桥梁、码头、大坝等大型建筑的建设,延伸到水域勘察中来。其应用范围较广,主要应用于查明河床覆盖层厚度、水深、基岩面的起伏形态以及断裂构造发育特征等方面。勘探效果的好坏主要取决于工作参数的选择、信噪比的提高等。为了达到正确的地质解释目的,为工程设计提供准确、完整的岩土工程勘查资料,研究如何在地震勘探的各个阶段采取相应的技术手段以提高其勘探分辨率和解释精度,完全必要也相当紧迫。 本文从地震勘探基本理论出发,首先分析了水上地震勘探的地质条件相对于陆上的不同,总结了其优势和劣势,并根据几种常见的地质构造模拟出理论地震响应模型,为实际情况提供理论依据。由于水上地震勘探数据中的多次波干扰比较严重,为了利于多次波的识别与压制,必须要保证数据采集质量,因此,本文从理论上探讨了野外数据采集的布设问题,包括震源的激发强度、震源及检波器的沉放深度、最大偏移距及道间距的选取,通过理论计算,分析了参数选取对数据采集质量的影响,并总结出了最佳参数的选择方法。此外,在野外数据采集中,也面临着定位比较困难的问题,为了达到好的采集效果,就必须采用与陆上勘探不一样的定位方法,现有的GPS定位方法基本能满足勘探的需要,文中也会对现有的定位方法进行介绍。 本文会对多次波的基本理论和基本特征以及识别做一个论述,对基于几何地震学的滤波方法消除多次波进行介绍,为了尝试一种基于波动方程的多次波压制方法,本文采用二维有限差分法人工合成地震记录。因为大多数多次波的产生是由于自由表面波阻抗较强,使反射波在自由表面附近发生下行反射,向下传播至深部界面发生多次反射而形成,因此压制了这类成因的多次波,即压制了大部分多次波,故模拟出在自由界面上发生下行反射而形成的多次波,利用基于反馈模型的迭代反演,对模拟出的多次波进行压制,效果比较理想,也说明了该压制方法的有效性。 基于波动理论压制多次波的方法在理论上比较完善,在数学模型的试算中取得了较好的效果,但是,实际地质情况远较数学模型复杂,因此运算量很大,成本高,目前只在大型油气勘探方面有所应用,还暂时未引入到工程地震勘探中来,由于笔者自身条件所限,仅利用该方法对模型进行了试算,而未将其应用在实际数据的处理中,因此,在实测数据中选择基于几何地震学的滤波方法来压制多次波干扰,取得比较良好的效果。