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射线正演研究与采集参数的设计

朱海波  
【摘要】: 数据采集是地震勘探中的前期工作,也是非常重要的环节。观测系统的设计则直接影响到地震资料采集质量的好坏,影响地下构造的成像效果。常规观测系统参数的设计是基于地下反射界面为水平的假设条件,对于复杂的构造难以取得好的效果,存在一定的不适应性。本文从正演出发,从共反射点面元分析,对面元内共反射点的覆盖次数分布进行研究,优化观测参数,并取得了一些认识和好的应用效果。 本文的研究首先讨论了高斯射线束正演和两点射线路径追踪正演。高斯射线束正演包括地震波运动学特征和动力学特征,能有效的计算横向上不均匀介质中高频体波的合成纪录,避开了精确求取两点射线路径,大大减少了计算的时间,同时又具有较高的精度,是一个很稳健有效的方法。两点射线追踪主要是通过Snell定理和费马最小时间原理确定激发点和接收点之间精确的射线路径。其优点是能够精确得出反射点的位置。但在横向不均匀介质中,射线行为非常复杂,两点之间的射线路径难以求取。 其次,研究了地震波在界面的反射特征。当地震波从波阻抗小的介质传播到波阻抗大的介质时,反射波的能量随入射角度变化,在临界角以内反射系数为实数。入射角度到达临界角时,波在界面发射全反射。此时,反射系数不再是实数,而是复数。通过研究反射系数在超临界角部分的规律,模拟地震波在超临界角的传播,分析了地震波的极性变化,为广角反射提供理论依据。 最后,针对目前勘探目标地质体越来越复杂的情况,对观测系统设计提出新的要求。本文提出了首先建立目标地质体的数字模型,根据射线追踪正演分析,目标地质体的参数分析(面元分析等),统计求取复杂地质模型目标层真正的共反射点覆盖次数,比较CMP面元与实际CRP面元的覆盖次数差异,CMP道集对应的共反射点面元分析,针对覆盖次数较低的目标层面元调整和优化观测参数,提高目标层的采集质量和勘探效果。


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