单位文秘网 2021-07-24 08:10:12 点击: 次
信息也要求得越来越精准,与此同时,要解决的地质问题也越来越困难,针对复杂地区的勘探问题,国内外许多地球物理学家对地震波在复杂介质中的传播问题进行了研究,针对波动方程正演的计算方法不断涌现,如有限差分法、差分方程法、频率波数域方程法、相移法等。
文章主要研究内容为相移法波动方程正演,与射线追踪法同属于数值模拟正演方法,射线追踪法是基于惠更斯原理与斯奈尔定律,反映波的运动学特征,而波动方程法是基于弹性理论和牛顿力学,反映波的动力学特征,两者相较而言,波动方程法能更加丰富的波场信息。
1 相移法波动方程正演原理
震源机制模拟
将地下反射界面当作具有爆炸性的物质或爆炸源,爆炸源的形态和位置与反射界面的形态和位置一致(图1),它所产生的波为脉冲,其强度、极性与界面反射系数的大小和正负一致。并且假定在t=0时刻,所有的爆炸反射界面同时起爆,发射上行波到地面观测点,波的传播速度为v/2。若用波动方程式将爆炸反射界面产生的波向上延拓到地面观测点加以记录,这种记录就是所求的正演信号。
根据爆炸反射界面原理,将上行波场延拓到地表所得记录就是相移法波动方程正演的结果。
2 构造假象实例分析
复杂构造,不仅是那些看起来复杂,但那些看起来简单,但花费了大量精力、物力、智力才高清或还没搞清楚的构造,都是复杂构造。简单的构造不一定是简单问题。造成复杂构造成因大致可分为三大类:(1)地下地质构造本身由多期构造活动的叠加造成的造成复杂。(2)在沉积演化过程中的造成的构造复杂。(3)由于地下介质复杂速度变化造成的构造复杂。文章主要讨论由速度复杂变化造成地质剖面上构造假象的类型。通过正演模拟,明确地下地质体在剖面上的特征,并对后期处理解释提供依据。
3 特殊岩性体造成的假象
当地下存在与围岩速度差异较大的异常体时,由于速度的突变,将导致下伏地层在地震剖面上产生与实际地质情况相反的情况,如图2-a以川东某地实际情况所做模型,当上覆地层为低速膏岩时。从正演结果中剖面中(图2-b)可以看出,低速的膏岩对下伏地层造成了一个下拉的影响,在实际地震剖面中,对于膏岩层下的背斜构造,需要考虑膏岩对背斜的下拉,造成构造圈闭解释得比实际小的情况。
4 倾斜地层造成下伏地层产状变化
在倾斜地层界面下的构造高点由于上覆地层倾斜会造成时间域的构造高点发生偏移。图3-a是根据新疆某地倾斜地质情况给出的模型,在模型中,构造高点位于图中第115个接收点的位置,使用相移法波动方程正演,得到的结果(图3-b),构造高点漂移到了170个接受点的位置。
5 结束语
(1)相移法波动方程正演有两个问题需要注意:一是横向速度变化的问题。在相移法数值模拟中,我们将地下地层假设为横向速度不变,即在ΔZ地层内,速度是固定的,但是在实际地下地质构造造中,地下地质总是复杂多变的,速度也不可能横向不变,因此,横向变速问题是一个应该在方法上进一步创新的问题。
(2)弹性波方程方法的研究:弹性波方程同声波方程向比,更具普遍性,在P波失效情况下或为满足岩性、裂缝等勘探需要,对转换波、横波偏移成像及各向异性研究逐步深入。矢量(三分量或多分量)地震偏移成像方法必然得到发展和运用。
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