面波在地震波场中的特性研究及其应用

论文摘要

在石油勘探的近地表调查中，一般采用小折射、微测井、地震资料的大炮初至资料调查近地表结构，这些方法均采用折射波。众所周知，折射波存在的前提是下层介质的速度一定要大于上层介质的速度，这样才能在界面形成折射波，如果存在低速夹层和速度倒转，则利用折射波来求取表层结构难以进行。对于复杂的低信噪比地区，以及巨厚的低降速带引起的低频静校正分量的存在是地震资料静校正的难点之一。针对这些比较复杂的地质情况，利用瑞雷面波特性进行表层结构的计算，提出了一整套思路。本文就是研究如何利用瑞雷面波的特性，将其应用到石油勘探的表层调查中。 瑞雷面波是一类频率较低、能量较强的次生波，且主要沿着介质的分界面传播，其能量随着与界面距离的增加迅速衰减。瑞雷面波与反射波、折射波一样都含有地下介质的地质信息。本文从瑞雷面波的概念、波动方程、频散方程、频散特征、三层介质模型理论分析、高阶振型的正演与反演研究以及实际资料的应用等方面，说明了利用石油勘探大炮记录中的瑞雷面波和工程上的瞬态瑞雷面波勘探能够进行表层调查。 在不同地区不同情况下，通过对石油勘探地震单炮记录中瑞雷面波和瞬态瑞雷面波的提取、频散曲线的计算、频散曲线的解释以及采用改进的阻尼最小二乘法反演，确定了两套方案，即第一个方案是在有小折射资料的前提下，利用石油勘探原始大炮记录中的瑞雷面波进行表层结构调查的方法，第二个方案是在没有小折射资料的情况下，利用工程上的瞬态瑞雷面波勘探进行表层结构调查，经过实际资料的验证，两套方案还是比较可行的，有效的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 论文研究意义
• 1.2 瑞雷波勘探的发展历史概况
• 1.3 瑞雷面波研究与应用现状
• 1.3.1 国外研究与应用现状
• 1.3.2 国内研究及应用现状
• 1.4 主要研究思路及研究内容
• 1.4.1 研究思路
• 1.4.2 研究内容
• 1.5 主要研究成果
• 第2章 层状介质中瑞雷面波传播的基本理论
• 2.1 引言
• 2.2 物体的弹性与弹性波
• 2.2.1 物质的弹性常数
• 2.2.2 弹性波
• 2.3 均匀半空间介质中瑞雷面波传播
• 2.3.1 瑞雷面波的形成和定义
• 2.3.2 均匀半空间介质瑞雷面波传播方程
• 2.3.3 瑞雷面波的存在条件
• 2.3.4 瑞雷面波传播及其特点
• 2.4 瑞雷面波的频散及相速度与群速度
• 2.4.1 瑞雷面波的频散
• 2.4.2 相速度和群速度
• 2.5 多层介质中的瑞雷面波
• 2.5.1 多层介质中的瑞雷面波频散方程
• 2.5.2 多层介质中的瑞雷面波、纵波、横波速度关系
• 2.5.3 KNOPOFF快速计算瑞雷面波多层层状介质频散曲线的方法
• 第3章 三层均匀介质的瑞雷面波的频散特征
• 3.1 三层水平层状介质瑞雷面波的频散曲线
• 3.1.1 三层水平层状介质瑞雷面波频散曲线的计算
• 3.1.2 频散曲线与瑞雷面波层速度的关系
• 3.1.3 频散曲线与层厚度的关系
• 3.1.4 频散曲线与瑞雷面波波长的关系
• νP、^νS对^νR的影响'>3.2 σ、^νP、^νS对^νR的影响
• 第4章 三层均匀介质的瑞雷面波的反演方法研究
• 4.1 引言
• 4.2 传统的阻尼最小二乘法（马奎特方法）
• 4.3 权重自适应迭代阻尼最小二乘法
• 4.3.1 对传统阻尼最小二乘的几点改进
• 4.3.2 权重自适应迭代阻尼最小二乘法反演的终止标准：
• 4.3.3 权重自适应迭代阻尼最小二乘法反演的反演步骤：
• 4.4 用权重自适应迭代阻尼最小二乘法反演瑞雷波频散曲线
• 4.4.1 三层介质理论模型的试算
• 4.4.2 加噪音的正常三层介质理论模型的试算
• 第5章 高阶振型瑞雷面波频散曲线的理论正演与反演探讨
• 5.1 高阶振型瑞雷面波频散曲线的理论正演
• 5.1.1 低速夹层情况下的瑞雷面波频散函数特征
• 5.1.2 低速夹层情况下的瑞雷面波频散曲线的计算
• 5.1.3 速度倒转情况下的频散曲线的计算
• 5.2 高阶振型瑞雷面波频散曲线的理论反演探讨
• 第6章 利用瑞雷面波方法进行石油勘探中的浅层地表调查
• 6.1 引言
• 6.2 地震资料中瑞雷面波频散曲线的求取
• 6.3 对石油勘探中的大炮记录作地表调查进行探讨
• 6.3.1 地震勘探中的瑞雷面波不能完全解决表层结构理论依据
• 6.3.2 实际资料的验证
• 6.3.3 实际资料的应用
• 6.4 利用瞬态瑞雷面波方法进行石油勘探中的地表调查
• 6.4.1 多通道瑞雷波勘探技术
• 6.4.2 实际资料的应用效果
• 第7章 结论与建议
• 致谢
• 参考文献