《《地震组合法》PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《地震组合法》PPT课件（74页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章地震组合原理第六章地震组合原理当激发地震波时，既产生有效波，也产生干扰波，所记当激发地震波时，既产生有效波，也产生干扰波，所记录的地震信息是在干扰的背景下记录的有效波。录的地震信息是在干扰的背景下记录的有效波。为了提高地震勘探的精度，就要求突出有效波，压制干为了提高地震勘探的精度，就要求突出有效波，压制干扰波，并努力把原来只起干扰作用的波转化为有用信号。扰波，并努力把原来只起干扰作用的波转化为有用信号。使地震资料更能真实地反映地下的地质情况。使地震资料更能真实地反映地下的地质情况。地地震震组组合合法法就就是是利利用用干干扰扰波波与与有有效效波波在在传传播播方方向向上上的的不不同同而提出的
2、压制干扰波的而提出的压制干扰波的一种一种方法。方法。它它主主要要用用于于压压制制面面波波之之类类低低视视速速度度的的规规则则干干扰扰及及随随机机干干扰。扰。目前仍是野外工作的一种最基本的技术。目前仍是野外工作的一种最基本的技术。1地震组合原理地震组合原理组合组合 把把多多个个检检波波器器接接收收信信号号输输入入一一个个地地震震道道或或者者用用多多个个震震源源同同时时激激发发构构成成一一个个总总的的震震源源，前前者者称称为为检检波波器器组组合合，后者称为震源组合。后者称为震源组合。 组合可以压制规则干扰，也可以压制随机干扰。组合可以压制规则干扰，也可以压制随机干扰。注意：注意：针对有效波和干扰波
3、的差异，有各种压制干扰波的针对有效波和干扰波的差异，有各种压制干扰波的方法，组合法是方法，组合法是利用干扰波与有效波利用干扰波与有效波在传播方向上在传播方向上的的不不同同而提出的压制干扰波的而提出的压制干扰波的一种一种方法。方法。2地震组合原理地震组合原理本章的主要内容：本章的主要内容： 进一步了解干扰波的特征与有效波的差别；进一步了解干扰波的特征与有效波的差别； 组合的原理、形式和基本概念；组合的原理、形式和基本概念； 组合的方向特性；组合的方向特性； 组合的统计特性；组合的统计特性； 组合的频率特性。组合的频率特性。3图4第一节干扰波和组合概念第一节干扰波和组合概念 有效波有效波那些可用解
4、决地质问题的波。如反射波、那些可用解决地质问题的波。如反射波、折射波等。折射波等。干扰波干扰波是指妨碍追踪和识别有效波的波。如面波、是指妨碍追踪和识别有效波的波。如面波、多次反射波多次反射波。根据干扰波的特点分规则和不规则根据干扰波的特点分规则和不规则( (随机随机) )两大类干扰两大类干扰波。波。规则干扰规则干扰有一定主频和视速度的波，如面波、浅有一定主频和视速度的波，如面波、浅层折射波，侧面波；层折射波，侧面波；无一定的频率、无一定的视速度的干扰波，称不不规规则则干干扰扰波波或随随机机干干扰扰。如风吹草动；随机干扰也可能出现重复，如地表不均匀引起的散射。51 1、干扰波的特征、干扰波的特征
5、要更好地压制干扰波，首先应了解干扰波的特征。要更好地压制干扰波，首先应了解干扰波的特征。大大量量的的地地震震勘勘探探生生产产资资料料表表明明，有有效效波波和和干干扰扰波波的的差差别别从下面几个方面来考虑：从下面几个方面来考虑： 1 1）在传播方向上不同，即干扰波的最大真速度和有效波）在传播方向上不同，即干扰波的最大真速度和有效波的视速度范围不同。干扰波沿地表附近传播，有效波几的视速度范围不同。干扰波沿地表附近传播，有效波几乎是从地下垂直来到地面。也即视速度上有差别。乎是从地下垂直来到地面。也即视速度上有差别。 2 2）在频谱上有差别。）在频谱上有差别。 3 3）经过动校正后的剩余时差有差别。）
6、经过动校正后的剩余时差有差别。 4 4）出现的传播规律可能有差别。）出现的传播规律可能有差别。6干扰波与有效波的干扰波与有效波的差别差别78几种主要的规则干扰波几种主要的规则干扰波 （1 1）面波）面波 主主要要指指沿沿地地表表传传播播的的瑞瑞利利波波，其其特特点点为为：频频率率低低、传传播播速速度度小小，面面波波速速度度随随频频率率的的变变化化而而变变化化即即波波散散，在在地地震震记记录录上上可可看看到到面面波波干干扰扰呈呈扫扫帚帚状状展展开开，不不同同频频率率的的面面波波有有不不同同的的视视速速度度，这这就就是是面面波波分分组组的的原原因因。面面波波能能量量弱弱，衰衰减减缓缓慢慢，时时距距
7、曲曲线线为为直直线线，视视速速度度与与真速度相等。真速度相等。（2 2）声波）声波 地地震震波波激激发发时时，在在记记录录上上都都可可观观测测到到较较强强的的声声波波，声声波波是是一一种种在在空空气气中中传传播播的的弹弹性性纵纵波波，速速度度稳稳定定，为为340m/s340m/s，频率较高，延续时间短，呈窄带状分布。，频率较高，延续时间短，呈窄带状分布。9规则干扰波记录规则干扰波记录10（3 3）浅层折射波）浅层折射波 当当浅浅层层存存在在有有高高速速层层，可可以以观观测测到到直直线线同同相相轴轴的的浅浅层层折射波。折射波。（4 4）多次反射波）多次反射波 多多次次波波和和一一次次波波的的频频
8、谱谱、视视速速度度是是相相近近的的，多多次次波波的的能能量量取取决决于于产产生生多多次次波波界界面面的的反反射射系系数数。多多次次波波的的传传播播速速度度，比比同同时时到到达达的的一一次次反反射射波波的的传传播播速速度度低低，这这是是多多次波和反射波的主要不同点。次波和反射波的主要不同点。（5 5）50Hz50Hz交流电干扰交流电干扰 特点是频率稳定，一般在特点是频率稳定，一般在50Hz50Hz左右。可采用陷波器滤左右。可采用陷波器滤掉。掉。112、组合法的形式、组合法的形式所所谓谓组组合合法法的的形形式式，指指用用多多个个检检波波器器组组成成一一个个地地震震道道的的输输入入或或者者采采用用多
9、多个个震震源源同同时时激激发发构构成成一一个个总总的的震震波波，前前者叫组合检波，后者叫组合爆炸，两者原理相同。者叫组合检波，后者叫组合爆炸，两者原理相同。组合法分为：组合法分为： 1）野野外外检检波波器器组组合合，即即把把安安置置在在测测线线上上一一定定距距离离的的几几个个检波器所接收到的振动叠加起来作为一道地震信号。检波器所接收到的振动叠加起来作为一道地震信号。 2）野野外外的的震震源源组组合合，即即在在相相隔隔一一定定距距离离的的几几个个震震点点上上同同时激发，总效应为一炮。时激发，总效应为一炮。 3）室室内内混混波波，把把若若干干个个地地震震道道信信号号按按比比例例相相加加，作作为为一
10、个新地震道。一个新地震道。123、组合原理、组合原理对一组检波器，一个垂直到达地表的波场，将同时影对一组检波器，一个垂直到达地表的波场，将同时影响组合内的每个检波器，它们会产生相干加强。如果响组合内的每个检波器，它们会产生相干加强。如果水平方向传播的波在不同的时间影响不同的检波器，水平方向传播的波在不同的时间影响不同的检波器，出现相消干涉。出现相消干涉。同样，从一组同时激发的震源产生的地震波垂直向下同样，从一组同时激发的震源产生的地震波垂直向下传播，当它们返回检波器时，信号也会得到加强，但传播，当它们返回检波器时，信号也会得到加强，但从震源组合产生的波如果水平传播到一个检波器时，从震源组合产生
11、的波如果水平传播到一个检波器时，这些波的相位不同，就会部分地相互抵消。这些波的相位不同，就会部分地相互抵消。13组合提供了区分不同方向传播的波的一种方法。如果组合提供了区分不同方向传播的波的一种方法。如果沿测线方向等间距布置各个检波器，则称为沿测线方向等间距布置各个检波器，则称为均匀组合均匀组合或或线性组合线性组合，如果检波器在一个面积内，则成为面积，如果检波器在一个面积内，则成为面积组合。组合。通常用组合通常用组合方向特性方向特性来说明组合的来说明组合的响应特性响应特性。14第二节组合的方向特性第二节组合的方向特性 1 1、检波器组合的方向特性、检波器组合的方向特性假设沿测线布置假设沿测线布
12、置n n个检波器，检波个检波器，检波器间距为器间距为xx，地震波是平面波，地震波是平面波，波前面与地面成波前面与地面成角，地震波速为角，地震波速为V V。则相邻两检波器的时差。则相邻两检波器的时差设第一个检波点的地震波形为设第一个检波点的地震波形为f(t)f(t)，则各点接收到的波形依次为：，则各点接收到的波形依次为： f(t-t)f(t-t)，f(t-2t)f(t-2t)，f f（t-t-（n-1n-1）tt）15所谓所谓检波器检波器组合组合就是把这就是把这n n个检波器的输出信号叠加起个检波器的输出信号叠加起来，作为一道的信号。来，作为一道的信号。下面下面讨论组讨论组合后合后总总振振动动的
13、表达式，的表达式，总总振振动动与与检检波器个波器个数数n n、检检波器波器间间距距xx和平面波波前与地面的和平面波波前与地面的夹夹角角等等参数之参数之间间有什么关系。有什么关系。 具体思路要用到频谱分析理论，即分析叠加后波形的具体思路要用到频谱分析理论，即分析叠加后波形的频谱与组合前单个检波器接收到的信号频谱之间的差频谱与组合前单个检波器接收到的信号频谱之间的差别。别。则则n n个检波器的输出叠加起来，组合后输出波形为：个检波器的输出叠加起来，组合后输出波形为：16则组合后输出波的频谱为：则组合后输出波的频谱为：设设f(t)的谱是的谱是g(j)，根据频谱定理中的时延定理有：，根据频谱定理中的时
14、延定理有：K为等比级数17令 由欧拉公式欧拉公式代入化简可得： 则此式即为n个检波器线性组合的组合特性组合特性 18组合后信号的谱等于原来单个检波器接收信号的谱乘组合后信号的谱等于原来单个检波器接收信号的谱乘上某个函数上某个函数K(j)。可以把组合看成一个线性系统，系统的特性为可以把组合看成一个线性系统，系统的特性为K(j)。组合后信号等于单个信号通过这个系统，特性被改造。组合后信号等于单个信号通过这个系统，特性被改造。K(j)即是频率即是频率的函数，也与方向的函数，也与方向tt有关有关,t,t的大的大小与波的入射方向有关。小与波的入射方向有关。19组合的振幅特性为 组合的相位特性为 20由此
15、可以看出，由此可以看出，n n个检波器组合后的总输出的振幅特性个检波器组合后的总输出的振幅特性和相位特性与和相位特性与和组内各检波器的相对时差和组内各检波器的相对时差tt有关。有关。即振幅特性、相位特性与频率有关。所以组合的方向即振幅特性、相位特性与频率有关。所以组合的方向效应相当于频率滤波。振幅特性和相位特性同时也与效应相当于频率滤波。振幅特性和相位特性同时也与tt有关。有关。 式中式中* *为视波长，为视波长，k k为波数，为波数，xx为组合点的距离。为组合点的距离。即振幅特性、相位特性与地震波的波数有关，相当于即振幅特性、相位特性与地震波的波数有关，相当于波数滤波。波数滤波。 21我们知
16、道只有速度才是与时间和空间变量都相关的参我们知道只有速度才是与时间和空间变量都相关的参量，因此组合的方向效应实质上是一种视速度滤波。量，因此组合的方向效应实质上是一种视速度滤波。 由上式可看出组合的振幅特性和地震波的入射角有关，由上式可看出组合的振幅特性和地震波的入射角有关，当当=0=0，反射波与地面垂直，反射波与地面垂直，B(0)=nB(0)=n，即总振幅增强即总振幅增强了了n n倍，有效波得到加强，而对于其它角度则相对受到倍，有效波得到加强，而对于其它角度则相对受到压制。压制。22为了清楚地了解组合的相对加强和压制作用与波的入为了清楚地了解组合的相对加强和压制作用与波的入射角射角、检波器的数目、检波器的数目n n、检波器间距、检波器间距xx的关系，通的关系，通常用组合后的总振动的振幅与组合前的单个检波器的常用组合后的总振动的振幅与组合前的单个检波器的振幅的振幅的n n倍之比值：倍之比值： 此式也表示一种组合特性，其本质上相当于作了归一此式也表示一种组合特性，其本质上相当于作了归一化处理。它表示对来自不同方向的波的相对加强或压化处理。它表示对来自不同方向的波的相对加强或压制效果，称为
