多次覆盖观测系统下瑞雷波频散图像组合研究

作     者：刘思桐 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李忠生

授予年度：2022年

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：瑞雷波 频散曲线 观测系统 频散图像组合 

摘      要：目前利用主动源面波勘探时,大都使用反射波勘探中的多次覆盖观测系统采集数据,并利用采集参数固定的单炮记录进行频散分析。这种方法能够得到较清晰的频散图像,但忽略了观测系统对频散图像的影响,导致频散图像中部分图像失真。因此在进行频散分析时,应当考虑采集参数差异引起的频散图像变化。本文针对多次覆盖观测系统下单炮计算频散图像导致数据利用率较低,以及频散图像对介质横向速度变化敏感度低的问题,从频散能量成像、频散图像组合、野外实际资料频散图像组合三个方面进行探讨、分析,完成了以下研究内容并得出结论和认识:1、本文实现了τ-p变换法、相移法和频率分解倾斜叠加法,并利用其对模拟单炮记录进行频散分析,实现并利用快速矢量传递算法正演了理论频散曲线,并对模拟记录的频散图像进行验证。认为τ-p变换法和频率分解倾斜叠加法对高阶面波频散效果较好,相移法对低频效果更好,此外分解倾斜叠加法计算速度较慢。分析观测系统对频散能量成像的影响,认为最小偏移距增大导致频散图像的高频端缺失;排列长度增大会提高频散图像对相速度的分辨能力;道间距增大则导致频散图像的信噪比降低。2、本文利用软夹层模型和垂直断层模型实验了四种频散图像组合方法,认为共接收点道集与炮集叠加能有效抑制低频端的速度反转,使频散图像与理论频散曲线更加符合;同炮共中心点叠加提升了高阶频散的响应,但也降低了低频端频散图像的分辨率;异炮共中心点(同偏移距)叠加压制了高速干扰,降低了频散图像的误差;异炮小排列叠加能够满足短排列提取频散曲线的要求,但图像的分辨率有所下降。言而总之,频散图像组合对理论模型的频散图像有较大的改善作用,可以消除部分观测系统引入的图像失真。3、本文用实际资料验证频散图像组合的效果,发现共接收点道集受激发条件限制,未能取得预期效果;同炮共中心点叠加压制了部分高频高速干扰,但低频端无明显改善;异炮共中心点(同偏移距)叠加有效改善了低频端速度反转的影响,压制了高频高速的远场效应;异炮小排列叠加,有效压制了低频端速度反转和远场效应,改善了短排列频散图像精度差的问题。因此认为异炮共中心点叠加和异炮小排列叠加的效果明显,加强了对频散图像整体的理解、判断,有利于后续频散曲线拾取。