瑞利面波最大模频散曲线的反演解释方法

讨论了高阶模态面波位移幅度占优势并由于高阶模态面波的影响、难以提取完整的基阶模态面波的频散曲线的情况下,利用"最大模"频散曲线进行反演解释的必要性.对软夹层型和地表为高速层两种高阶模态面波位移幅度较强的地层结构的理论和实测"最大模"频散曲线进行反演研究,获得了比仅利用基阶模态面波解释更好的效果.同时还讨论了初始模型建立和反演方法等问题.     

瑞雷波勘探的f-k域能量最大模方法

瑞雷波的频散特性已在地震勘探及工程勘察等领域得到了大量应用,但目前存在一些问题亟待解决,例如当层状介质中存在低速层时,提取的频散曲线会发生"之"字形回折,利用传统的基阶模反演不能得到正确的结果.本文主要针对"之"字形频散曲线问题,提出f-k域能量最大模的概念,并成功地将最大模应用于频散曲线的f-k域提取及对地层结构的反演分析.通过反演模拟以及实测数据发现,最大模方法可以较好地解决基阶模反演所不能解决的"之"字形频散曲线反演问题.     

分离高阶模态面波的τ-p变换方法

用瞬态面波方法提取基阶模态面波频散曲线进行资料解释时,高阶模态面波为干扰波.根据高阶面波和基阶面波的群速度差异,应用Τ-p变换方法压制地震记录中的高阶模态面波.为研究Τ-p变换压制高阶面波的效果,模拟了2种高阶面波能量较强的地层模型的波形记录,应用Τ-p变换压制高阶面波,获得了基阶模态面波频散曲线.对地层中含有软弱层的实测数据进行Τ-p变换法分离高阶面波,较好地压制了高阶面波的影响.对理论模型和实测数据的应用效果表明,Τ-p变换方法压制高阶模态面波方法简单易行.     

多阶模态瑞利面波频散曲线的BP神经网络反演

瑞利面波勘探已经广泛应用于工程地质勘探和工程质量检测等领域中。瑞利面波勘探频散曲线反演解释时主要考虑基阶模态面波。当地层中含有软弱层以及表层为高速层时,在高频段高阶模态面波相对基阶模的能量更占优势。在瑞利面波勘探频散曲线反演解释中,必须考虑高阶模态面波的信息;在高阶模态面波占优势时,同时利用多阶模态组合频散曲线（包括基阶、二阶、三阶、四阶等）进行反演解释。本文通过对软夹层型和地表为高速层两种高阶模态面波能量较强的地层结构的理论和实测多阶组合模态频散曲线的反演研究,获得了比仅利用基阶模态面波解释更好的效果。     

数字滤波法分离高、基阶模态瑞利面波的应用

面波勘探主要利用基阶模态面波频散曲线进行定性或定量解释,而记录中的高阶模态面波对提取基阶模态面波频散曲线是一种规则干扰,本文采用二维数字滤波法去除高视速度的高阶模态面波。模拟了软夹层型和硬夹层型两种地层结构的含多阶模态面波理论记录和频散数据。利用带通切饼式二维数字滤波器对存在视速度差异的高阶模态面波和基阶模态面波进行滤波分离试验,研究证明二维数字滤波方法简单可行,可以在一定程度上压制高阶模态面波的影响。特别对于高阶模态面波影响严重的面波记录有突出基阶模态面波的较好效果。     

分离高阶模态面波的τ－ｐ变换方法

用瞬态面波方法提取基阶模态面波频散曲线进行资料解释时,高阶模态面波为干扰波。根据高阶面波和基阶面波的群速度差异,应用τ－ｐ变换方法压制地震记录中的高阶模态面波。为研究τ－ｐ变换压制高阶面波的效果,模拟了２种高阶面波能量较强的地层模型的波形记录,应用τ－ｐ变换压制高阶面波,获得了基阶模态面波频散曲线。对地层中含有软弱层的实测数据进行τ－ｐ变换法分离高阶面波,较好地压制了高阶面波的影响。对理论模型和实测数据的应用效果表明,τ－ｐ变换方法压制高阶模态面波方法简单易行。     

基于模式分离的瑞雷波频散曲线的计算

为了计算出更准确的瑞雷波频散曲线,利用F-K法分离相邻两道地震记录中所需模态瑞雷波的频散曲线,能较好地避免各模式波的相互影响。用相移法和S变换计算三层层状模型的瑞雷波频散曲线,并与理论值对比分析可知:相移法能较准确地提取多道地震记录中瑞雷波的频散曲线;利用S变换计算F-K分离后的所需模态瑞雷波的频散曲线,能有效地提高计算精度。在实际算例中验证了该方法的准确性。     

基于多模式的多重滤波方法提取瑞雷面波频散曲线

为了验证多重滤波方法对两道地震信号提取频散曲线的有效性,通过设计层状与倾斜介质模型,采用交错网格高阶有限差分法进行正演模拟,利用F-K变换分离出时间—空间域不同模态瑞雷面波记录,再利用多重滤波法对频散曲线进行提取,将求取的相速度和群速度与相移法、互相关法提取结果并与理论值进行对比分析。结果表明:利用多重滤波法提取瑞雷面波频散曲线是可行的,且能够提取到高阶模式频散曲线。多重滤波法在低频段更具有稳定性,横向分辨率更高。最后通过实例证实了多重滤波方法的实际效果。     

浅层地震多阶模态瑞利面波的位移幅度特征

研究了地层速度随深度递增型、地层中有硬层或软夹层型、表层为高速的公路型等4种地层结构在15 m深度内,瑞利面波各阶模态的位移幅度分布特征、多阶模态面波的理论频散曲线特征以及不同地层结构上的"最大模"面波频散曲线的特征.这些特征的研究有助于提高面波资料解释的准确性,在高阶模态面波占优势时,判断地层结构的类型,设计合适的反演初始模型,并有助于利用多阶模态瑞利面波解决复杂的地质问题.     

软弱夹层瑞雷面波频散曲线特征

当瑞雷波在层状介质半空间中传播时,可以证明除了瑞雷面波以外,会出现多个模式的导波,特别是在有低速的软弱夹层情况下。利用基于基模式瑞雷波理论,实际解释工作中常常会出现问题。论文针对这些问题,对含低速夹层的三层模型的瑞雷波相速度频散曲线进行了正演计算,描述了频散曲线特征与介质参数的关系,并对其特征进行了归纳,指出了在实际工作中需注意的问题。     

基于细化分层法探讨面波频散曲线反演参数的简化

常规频散曲线反演过程中需要不停地改变分层数、层厚度和层速度等参数,实现过程相对繁琐,而采用细化分层法对反演参数进行简化则避免了上述缺点。具体思路为:根据目的层探测深度(如20m)将地下介质分为若干个(20个)厚度为1m的薄层和1个均匀半空间层(共21层),这样在反演中分层数和层厚度均为已知参量,反演过程只需修改速度参数即可,避免了改变分层数和层厚度等参数,显著简化了反演计算过程。正演计算和反演结果均表明:细化分层与实际分层计算出的频散曲线是等效的,细化分层反演结果的总体效果与真实模型非常接近,这说明细化分层方法用于频散曲线反演是切实可行且有效的;将地下介质划分为1m厚的薄层,反演后每层均可得到1个横波速度,能满足反演分辨率的要求;由于实际地下介质的速度是随深度渐变的,细化分层后比按频散曲线拐点分层(每分层的厚度可能是几米或几十米,同一分层内介质的横波速度相等)更接近实际情况。     

考虑高阶模态时SASW法的反演

成层地基中的Ｒａｙｌｅｉｇｈ波存在多个模态．通常假定实测Ｒａｙｌｅｉ吵波弥散曲线为基模态［２，３］，然而对一般成层地基来说有时高阶模态的作用占主导地位．因此在利用表面波频谱分析法（即ＳＡＳＷ法）反演地基参数时，有必要考虑高阶模态的影响．本文通过轴对称情况下成层地基表面竖向位移解的Ｒａｙｌｅｉ沙波项，分析ＴＲａｒｌｅｉｇｈ波各模态所占能量的相对大小，并提出用Ｒａｖｌｅｉｓｈ复合波的复合弥散曲线来模拟实测弥散曲线，从而给出了考虑高阶模态作用时ＳＡＳＷ法的反演方法．     

基于随机分形模拟与Seislog技术预测薄(互)层砂体

地震反演的分辨率大于10m，厚度小于10m的储层砂体在地震反演结果中常常相互叠加，不能单独预测出来，降低了预测精度和预测结果的应用。因此，利用地震资料预测薄(互)层砂体是目前储层预测的一个难点和前沿课题。虽然宽带约束反演表面上能提高分辨率，但那是伪分辨率，不仅没有多大的实际意义，而且计算量大。将随机分形模拟与Seislog软件相结合较好地解决了以上问题。应用实例表明，该方法能预测厚度5m左右的砂体，不仅预测精度较高，而且计算量小，在微机上很容易实现。     

基于神经网络的面波迭代反演应用研究

根据滩浅海近地表结构特征,尝试利用地震记录中的面波进行近地表结构研究,以便了解滩浅海地区的近地表地层介质结构变化,为深层油气勘探提供准确的低降速带资料.针对面波频散反演已有方法存在的不足,引入一种基于BP神经网络的迭代反演方法对面波的频散曲线进行拟合迭代,用于反演预测滩浅海低降速带地层参数.由于神经网络具有很强的自学习、自适应、自组织和容错能力,它的反演预测能力非常强大,能够较精确地预测出所要求解的目标数据,同时结合传统迭代反演方法的优点,增强了该方法的反演预测能力.通过对滩浅海近地表结构模型试算,获得好的效果,同时进一步对实际记录进行了计算,也取得了比较满意的结果.     

利用拟声波曲线进行高分辨率地震反演

由于地下情况的复杂性和地震原始资料的分辨率的影响,要得到一个令地质家和地球物理学家满意的结果还是相当困难,特别是井约束反演都要用到声波曲线,当声波曲线由于各方面的影响不能反映储层的真实情况时,反演的结果就会与实际情况相差很大,针对这种情况,提出了拟声波的方法来解决这个问题.介绍了测井约束波阻抗反演技术和拟声波技术的原理及方法.该反演方法是基于初始模型的反演方法,利用拟声波曲线代替声波曲线来建立初始模型,并进行波阻抗反演,可以大大提高反演结果对储层反映的精确度.该方法在实际的应用过程中得到了很好的效果.     

井中磁测与地面磁测资料联合反演

地球物理联合反演由于使反演问题的非唯一性得到有效的改善而越来越受到人们的重视。本文阐述了利用广义逆矩阵反演方法将井中与地面磁测数据进行联合反演的原理,并通过理论模型,论证了井地联合反演的可行性。最后利用大冶铁矿的地面和钻孔的磁测数据进行井地联合反演,证明了联合反演在实际运用中的优越性。