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地震干涉技术被动源成像方法研究

作　者: 朱恒
导　师: 王德利
学　校: 吉林大学
专　业: 地球探测与信息技术
关键词: 地震干涉技术时间迁移互相关格林函数虚炮集记录被动源
分类号: P631.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

地震干涉技术是近几年研究比较热的一种新的地震勘探方法，它的理论基础是褶积或相关型互易方程，利用地震干涉技术可以对原始的地震记录进行重建来合成新的地震记录，从而提高地震记录的信噪比和分辨率。而被动源地震成像是地震干涉技术的一个重要的应用。在常规地震勘探中，多次波，背景噪声，由天然地震引起的震动等在地震记录中被视为噪声，降低了地震记录的信噪比，使地震剖面的分辨率下降。但事实上，噪声也同样在介质中按传播规律进行传播，因此同样包含很多有用的信息，是完全可以被利用的。地震干涉被动源成像技术就是利用地下微震或背景噪声来研究地下地质结构的一种新的地震勘探方法，由于噪声本身的能量较弱以及地震波在介质中传播复杂性的影响，采集到的由地下微震激发的地震信号的能量比人工激发条件下的信号弱，数据的信噪比很低。直接对其进行处理有很大的难度。利用地震干涉技术可以对数据进行重建来合成新的数据，从而能够避开某些复杂介质和复杂震源的干扰。同时，该记录提高了信号的信噪比并能够反映常规地震处理方法所不能反映的某些复杂地质构造的局部性特征。在本文中，我们研究了地震干涉技术方法原理，论述了地震干涉技术的基本思想，即利用互相关方法提取任意两个检波器之间的脉冲响应。随后我们研究了地震干涉技术的理论基础，分析了时间迁移与相关运算之间的关系。地震干涉技术数学基础是互易方程，我们推导了地震干涉技术相关型互易方程和褶积型互易方程，这两个方程是地震干涉技术的理论基础，地震干涉技术的各种应用都是基于这两个方程。通过远场估计的方法对这两个方程进行了简化，并通过固定相解释的方法阐述了以上两个方程的物理意义。我们对地震干涉技术几种主要的应用进行了论述，地震干涉技术应用的主要目的是对数据进行重建合成新的地震数据，使其能更好的反映地下地质信息，有更高的分辨率，更高的信噪比，在本文中，我们分别对VSP→SSP数据转换，VSP→SWP数据转换，SSP→SSP相关型转换和VSP→VSP相关型转换的原理进行了论述，并分析各种转换数据相比于原始数据的优势，同时也分析了在实际应用过程中可能遇到的问题。最后，我们研究了地震干涉技术一个重要的应用——被动源地震成像技术，详细阐述了被动源地震成像方法的原理，基于互易定理推导了被动源地震成像技术的基础方程，也就是透射波与反射波之间的关系公式。并基于这个关系公式，通过数值模拟的方法合成了虚炮集记录，得到了水平叠加剖面，通过与模型的对比，验证了被动源地震成像技术的可行性，随后通过改变震源的排列方式，研究了震源对成像结果的影响。通过改变地震子波来研究地震子波与成像结果之间的关系。随后，对比了在不同接收时间下的模拟结果，研究了接收时间的长短对结果的影响。最后，通过对复杂介质的数值模拟研究了被动源成像技术在复杂介质中的应用。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-15
  1.1 论文研究目的和意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-13
  1.3 本文研究主要内容及组织结构  13-14
  1.4 本文的研究方法  14-15
第2章地震干涉技术方法原理  15-28
  2.1 基于互相关方法提取格林函数  15
  2.2 地震干涉技术的理论基础  15-24
    2.2.1 时间迁移与道集互相关的关系  16-19
    2.2.2 褶积型和相关型互易方程  19-24
  2.3 远场逼近  24-25
  2.4 固定相分析  25-28
第3章地震干涉技术的应用  28-47
  3.1 VSP——SSP 数据转换  28-33
    3.1.1 VSP → SSP数据转换的原理  28-31
    3.1.2 VSP → SSP数据转换的优缺点  31-33
  3.2 VSP——SWP 数据转换  33-37
    3.2.1 VSP → SWP转换原理  33-34
    3.2.2 VSP → SWP转换相位分析  34-36
    3.2.3 VSP → SWP转换的优点与问题  36-37
  3.3 SSP——SSP 数据转换  37-42
    3.3.1 SSP → SSP转换的原理  37-40
    3.3.2 SSP →SSP转换的优点  40-42
  3.4 VSP——VSP 数据转换  42-47
    3.4.1 VSP → SSP → VSP相关型转换的原理  42-45
    3.4.2 VSP → SWP → VSP相关型转换  45-47
第4章被动源地震干涉成像  47-67
  4.1 被动源地震成像方法原理  47-51
  4.2 数值模拟试算及分析  51-66
    4.2.1 被动源成像技术可行性研究  51-54
    4.2.2 震源分布对成像结果的影响  54-59
    4.2.3 地震子波对成像结果的影响  59-61
    4.2.4 接收时间对成像效果的影响  61-64
    4.2.5 复杂介质对被动源地震成像技术的影响  64-66
  4.3 小结  66-67
第5章结论与展望  67-69
参考文献  69-75
攻读期间发表的学术论文及其它成果  75-76
  作者简介  75
  已发表论文  75
  参加科研项目情况  75-76
致谢  76

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