零偏VSP资料的Q值反演方法及应用

论文摘要

地震波在传播过程中能量会不断衰减,这种衰减是地层的非均匀弹性以及波前的球面扩散等原因引起的,对于地震资料的处理而言,前者导致的吸收衰减比较复杂,因此研究地震波在地层中的吸收衰减规律一直是众多地球物理学工作者研究的重点领域之一。由于垂直地震剖面(VSP)方法能深入的了解地震波传播的特性,能井下直观的观测地震波的变化,了解反射和透射过程,因此被认为是唯一能够提供有价值的地震波衰减资料的来源。本文在对地震波的衰减特性及影响因素分析的基础上,以粘弹性介质的吸收衰减规律为基础,基于Ganley的正演理论,考虑反射和透射,设计了粘弹性介质中零偏VSP记录的合成算法,并建立了地震波在水平层状粘弹性介质中传播的零偏VSP正演模型,实现了零偏VSP的正演过程。然后与不含衰减的零偏VSP模型进行比较,揭示了衰减特性导致了地震波能量的损失。然后研究了多种反演Q值得算法理论,结合实际资料的特性来分析各算法用于实际资料的可行性。最后重点研究了谱比法和主频偏移法,进行了这两种方法的算法设计及实现,并应用于正演模型分别反演出Q值并与理论值进行比较。分别讨论其算法的优缺点及适用条件,为反演实际资料的Q值所选用算法提供参考。最后,针对某工区的实际资料进行反演Q值方法应用的研究。首先对实际的VSP资料进行了波场分离并提取了直达波,然后选用了合适的算法进行了Q值的反演工作。最后进行反Q滤波,使地震波能量得到补偿,从而提高地震资料的质量。检验了Q值反演算法的反演效果同时也为资料的后续处理打下了良好的基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 概述
• 1.1 选题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究内容
• 1.4 技术路线
• 1.5 研究目的及意义
• 第2章 衰减相关参数及地震波吸收衰减机制
• 2.1 衰减相关参数
• 2.2 地震波吸收衰减机制及其影响因素
• 2.2.1 地震波吸收衰减机制
• 2.2.2 地震波衰减的影响因素及变化规律
• 第3章 VSP 正演模型
• 3.1 带有衰减的合成地震记录
• 3.2 反射、透射系数及相速度的计算
• 3.2.1 吸收介质分界面上的反射和透射
• 3.2.2 复速度、相速度的计算
• 3.3 正演模型建立的理论基础
• 3.4 合成地震记录的步骤、结果以及结果分析
• 3.4.1 合成地震记录的步骤
• 3.4.2 给定地质模型以及生成的结果
• 3.5 本章小结
• 第4章 Q 值反演方法探究
• 4.1 Q 值反演常用方法
• 4.1.1 振幅衰减法
• 4.1.2 解析信号法
• 4.1.3 谱比法
• 4.1.4 主频偏移法
• 4.2 针对模型进行Q 值反演
• 4.2.1 对下行波场提取直达波
• 4.2.2 谱比法反演
• 4.2.3 主频偏移法反演
• 第5章 Q 值反演方法的实际应用
• 5.1 资料概况
• 5.2 资料处理
• 5.3 对实际资料进行反演Q 值并应用于反Q 滤波
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论及建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录