山地山前带地震采集技术两个问题的初步分析.ppt

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1、山地山前带地震采集技术中需要注意的两个问题王卫华二○○四年八月乌鲁木齐激发是地震勘探之源，接收是地震勘探之本。回顾几十年的地震勘探史，人们始终没有间断地针对“源”和“本”做文章。地震资料处理技术的迅速发展，促进了地震采集技术的进步。有些问题如信噪比、分辨率和成像，通过处理，资料品质可以改善，但涉及到“源”和“本”的问题，处理技术的解决能力是很有限的，甚至是完全无能为力的。复杂地区地震采集设计要特别重视理论的研究和指导作用，否则将会出现一些盲目现象。针对山地山前带地震采集技术中涉及到“源”和“本”的、而且容易忽视的两个问题，作

2、一些简单的理论分析，希望能够引起大家的重视。1、地层纵向速度梯度对纵波观测范围的影响2、槽波（ChannelWave）问题地震波的传播过程实际上是介质中质点位移的传递过程。质点的位移不仅有大小区别，而且还有方向性，因此位移用一个向量来表示。由弹性力学的张量分析可知，可以分解为两个部分。其中：表示纯体积胀缩的无旋运动，由此产生纵波，其大小决定了纵波的能量。表示无体积胀缩的有旋运动（或剪切运动），由此产生横波，其大小决定了横波的能量。1、地层纵向速度梯度对纵波观测范围的影响地震波在传播过程中，当以一定的角度穿过一个反射界面时，如果

3、界面上下介质的弹性参数有差异，则在界面附近质点位移的大小和方向都要发生变化，这种变化将促使质点的运动方式在无旋运动与有旋运动之间发生转换。因此这种转换不仅与地震波的入射角有关，而且与界面上下介质的弹性参数（特别是速度梯度）有关。在纵波地震勘探技术中，设计观测方法时，目前主要考虑的因素是叠加速度分析精度、动校畸变、主要干扰波分布范围、以射线理论为基础的正演分析等。而很少考虑地层纵向速度梯度对地震波能量下传的影响。1、地层纵向速度梯度对纵波观测范围的影响由波动弹性力学可知，地震波在传播时，遇到反射界面后，其能量分配不仅与入射角有关

4、，而且还与界面上下介质的P波速度比、S波速度比、密度比、泊松比等许多因素有关。当纵波的入射角一定后，地层的纵向速度梯度对纵波能量下传起着决定性作用。显然，速度梯度越大，越不利于纵波能量下传，观测纵波反射的有效范围就越有限。下面从能量转换及能量屏蔽两个方面，简单地分析地层的纵向速度梯度与反射纵波有效观测范围的关系。1、地层纵向速度梯度对纵波观测范围的影响能量转换问题V2比V1大得越多，地震波传播到反射界面R时，质点的位移方向改变越大，则能量的转换成份也越大。因此，当地层纵向速度梯度较大时，大炮检距范围的纵波反射能量变得很弱，而且

5、波场将会非常复杂，所以只能在较小的炮检距范围内观测到较强的来自于深层的纵波反射。V1V2R1、地层纵向速度梯度对纵波观测范围的影响能量屏蔽问题1当近地表的速度梯度较大，大部分能量在很浅的范围内就返回地面，真正能下传到中、深层目的层的能量很少，能观测到来自于深层反射的有效范围很有限。1、地层纵向速度梯度对纵波观测范围的影响能量屏蔽问题2由于V2>>V1，S只占整个半球面的几十分之一（地震窗问题）；反射系数R1很大（好比在一个小窗户上挡了一层厚厚的白窗帘），因此真正下传的能量只有激发总能量的百分之几到千分之几。来自深层的反射纵波的

6、有效观测范围也很小。老地层V1V2V2>>V1潜水面V0s1、地层纵向速度梯度对纵波观测范围的影响因此，在进行地震采集设计时，不仅要针对资料处理中的速度分析精度、动校畸变，以及规则干扰波的分布范围等来确定观测方法，更要重视工区的近地表及浅层的速度梯度对纵波传播的影响，并以此确定有效的观测范围。1、地层纵向速度梯度对纵波观测范围的影响1、地层纵向速度梯度对纵波观测范围的影响2、槽波（ChannelWave）问题槽波问题我们在日常生活中经常遇到，如汽车在隧道里鸣笛时将产生混响，越远离声源，混响持续的时间越长。又如在胡同里说话也会产

7、生嗡嗡的声音。地震勘探时，如果在具有一定厚度的低速夹层中激发，将会产生强烈的槽波，地震槽波在记录上呈“扫帚状”特征。弹性地震波产生的槽波比声波产生的槽波复杂得多。下面是两张典型的槽波发育的单炮记录。2、槽波（ChannelWave）问题2、槽波（ChannelWave）问题西部某地山前戈壁区的原始记录（槽波在记录上呈扫帚状分布）2、槽波（ChannelWave）问题黄土塬地区干扰波调查记录（槽波在记录上呈扫帚状分布）形成槽波的主要条件当V2

8、V2层中传播的直达波W2—由V1-V2界面产生的折射波W3—由V2-V3界面产生的折射波W4—以各种角度传播的正常反射波的多次波W5—以各种广角传播的多次广角反射波V2V3V1W4W5W1W2W32、槽波（ChannelWave）问题地震槽波是一种非常复杂的波，它主要由上面五