基于相控震源的地震波定向方法研究

论文摘要

论文分析了现有单个可控震源及组合震源地震方法存在的问题——信噪比差、分辨率低,通过研究组合震源产生的地震波的方向性,说明了观测系统接收到的地震波信号并不是地震波最强的方向,为此提出采用相控震源形成方向可控的定向地震波思想。根据对国内外研究现状的分析,可以看出研究基于相控震源的定向地震波方法具有一定的理论和实践意义。本文主要做了以下几方面的工作:首先研究了相控震源激发定向地震波的理论基础,在此基础上提出了适于相控震源定向地震波信号的相关检测技术,然后针对不同地层模型完成了相控地震信号的正演仿真计算,并对定向地震波信号的信噪比和分辨率进行了定量分析,最后利用自主研发的电磁驱动式相控震源,进行了野外实验,对比了单个、组合、相控震源地震结果,证明了基于相控震源的定向地震波方法在理论和实践上的可行性和优越性。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 研究背景及发展现状
• 1.3 论文结构和内容
• 1.4 研究成果和主要创新点
• 第二章 相控震源地震波定向理论
• 2.1 引言
• 2.2 相控震源形成定向地震波原理
• 2.2.1 二震源阵列在任意观测点的场强分析
• 2.2.2 n 元相控震源的方向性
• 2.2.3 相控震源对变频地震波定向原理
• 2.3 定向地震波的参数分析
• 2.3.1 直角、极坐标系下的相控震源阵因子
• 2.3.2 组合震源定向地震波方向图
• 2.3.3 定向地震波的主瓣、栅瓣、零辐射方向
• 2.3.4 相控震源方向图的主波束宽度
• 2.3.5 相控地震方向图的副瓣
• 2.4 相控震源工作参数的选取原则
• 2.5 本章小结
• 第三章 定向地震波信号的检测方法
• 3.1 引言
• 3.2 相控地震信号的检测方法
• 3.3 仿真试验
• 3.3.1 实验条件说明
• 3.3.2 单个可控震源地震信号检测与时延估计
• 3.3.3 组合震源地震信号检测与时延估计
• 3.3.4 相控震源地震信号检测与时延估计
• 3.4 本章小结
• 第四章 相控震源地震正演计算
• 4.1 引言
• 4.2 人工合成地震记录方法
• 4.2.1 有关参数约定
• 4.2.2 相控震源合成地震记录方法
• 4.3 单一水平反射层的相控地震正演
• 4.4 水平层状介质的相控地震正演
• 4.4.1 单震源合成地震记录
• 4.4.2 组合震源合成地震记录
• 4.4.3 相控震源合成地震记录
• 4.5 相控参数对地震效果的影响
• 4.5.1 震源数目变化对相控地震的影响
• 4.5.2 震源间距对相控地震的影响
• 4.5.3 震源延时参数对相控地震的影响
• 4.6 本章小结
• 第五章 相控地震对信噪比和分辨率的改善
• 5.1 引言
• 5.2 相控震源对地震信号信噪比的改善
• 5.3 信噪比与分辨率的关系
• 5.3.1 地震分辨率的定义
• 5.3.2 地震信号分辨率与信噪比的关系
• 5.4 相控震源对地震信号分辨率的改善
• 5.5 定向地震波技术的应用前景
• 5.6 本章小结
• 第六章 野外实验研究
• 6.1 引言
• 6.2 相控震源地震参数设计
• 6.3 相控震源地震结果
• 6.3.1 相控震源单炮地震结果
• 6.3.2 相控震源地震水平叠加剖面
• 6.3.3 相控震源地震信号分析
• 6.4 本章小结
• 第七章 全文总结
• 7.1 主要工作和结论
• 7.2 进一步研究设想
• 参考文献
• 攻读博士期间发表的学术论文与其它成果
• 摘要
• 致谢