高斯射线束在工程物探中的应用及研究

【摘要】： 地震波场的数字模拟在地震资料采集部署、处理和解释中都有重要地位，是地震勘探的一个重要工具。本文首先介绍了近年发展起来的地震波场正演模拟技术方法--高斯射线束法。该方法同时考虑了波的运动学和动力学特征，适用于复杂的非均匀介质模型，还能考虑介质的吸收作用，对焦散区、临界区及暗区等奇异区域都具有较好的效果。具有与有限差分法等相同的精度的特点，又具有普通射线法的快速，节省内存的优点。 随后，本文介绍了工程物探的主要任务和特点，工程物探的特点是：大部分探查的对象是浅、小的物体，探测深度从几十厘米到几十米。因此要求探查的分辨率要高(与石油、天然气深部探查相比)，定量解释的精度高。高斯射线束正演模拟技术在石油、天然气深部探查中的应用成功的实例比较多，然而在工程物探中的应用，目前还没有看到这方面的论文。 根据目前实际生产快速发展的需要，作者设计并实现了《高斯射线束正演模拟系统》，系统包括：地层构造、速度模型的快速、准确建立，以及对于模型的灵活调整和修改，克服了以往靠人工读(取)数据来建立模型所存在的不方便、费时间，精度低，调整和修改模型困难，初学者不容易掌握等问题。该系统使用非常灵活、方便，可计算二维复杂的非均匀介质的P波、P-SV波的合成地震记录，包括VSP记录、共炮点记录和地震叠加剖面。理论和实际模型的计算结果是令人满意的。 本文结合工程物探的特点，从理论和试验两方面研究了如何提高探测的分辨率，并进行了浅层复杂构造波场的模拟研究，获得了确保其高精度、高分辨率的有关技术和参数，通过大量的模拟试验及对实际资料的计算，取得了良好的应用效果。可以预见，通过不断的探索和研究，高斯射线束正演模拟技术在工程物探中的应用前景是光明的。