海洋傾斜界面多次波與鬼波數(shù)值模擬研究

1、海洋傾斜界面屢次波與鬼波數(shù)值模擬研究 屢次波預(yù)測(cè)與衰減方法的研究一直都是海洋地震資料處理中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 近些年來國內(nèi)外開展了多種屢次波衰減方法 , 可以歸結(jié)為兩大類濾波法和波 動(dòng)理論法。無論是濾波法還是波動(dòng)理論法 , 在建立模型時(shí)都是基于水平界面的根本假設(shè) 對(duì)于傾斜界面屢次波的特征認(rèn)識(shí)不清 , 對(duì)于疊前炮集記錄屢次波和鬼波周期性特 征存在困惑 , 以至于無法識(shí)別或確定海洋深部地震記錄究竟是深反射還是屢次波 也無法識(shí)別不同界面屢次波和一次波分別來自于那一層。 疊前資料處理壓制屢次 波對(duì)于屢次波和鬼波的認(rèn)識(shí)主要基于在水平界面周期重復(fù)出現(xiàn)的認(rèn)識(shí)上。當(dāng)前海洋地震勘探中對(duì)于鬼波的理論研究也較為匱乏 ,

2、 對(duì)傾斜界面鬼波的時(shí) 距特征和觀測(cè)系統(tǒng)之間的關(guān)系認(rèn)識(shí)缺乏。 鬼波作為海洋勘探中特有的一類干擾波 在震源深度較淺時(shí)會(huì)和一次波相互干預(yù)成為復(fù)合波 , 產(chǎn)生陷波點(diǎn)干擾一次波的識(shí) 別和成像。當(dāng)前所采用的斜纜VDS和垂直纜VCS觀測(cè)系統(tǒng)對(duì)于去除接收點(diǎn)鬼波進(jìn)行 了一定的嘗試 , 但無視了傾斜界面條件下鬼波時(shí)距特征的變化。為了能夠選擇合 理有效的屢次波衰減方法 ,提高海洋地震資料處理的信噪比和成像質(zhì)量 , 本文從 海底傾斜界面模型出發(fā) , 結(jié)合實(shí)際記錄特征對(duì)海洋傾斜界面屢次波和鬼波的時(shí)距 進(jìn)行了模擬研究。一方面通過模擬得到了炮集和CMP道集水表屢次波和層間屢次波在不同傾 斜界面的時(shí)距特征 , 為傾斜界面屢次

3、波和鬼波的識(shí)別和反演提供了理論依據(jù)。另 一方面在模擬研究屢次波和鬼波時(shí)距特征 運(yùn)動(dòng)學(xué)特征 的根底上,本文推導(dǎo)得到 了海底界面反射和透射系數(shù)的解析式 , 對(duì)海底界面的反射和透射系數(shù)隨入射角的 變化特征進(jìn)行了解析分析和討論 , 為海底界面屢次波和鬼波的模擬提供動(dòng)力學(xué)特 征支持。利用時(shí)距模擬得到的結(jié)果說明 : 首先, 無論是水表屢次波還是層間屢次波 ,在 炮集和CMP道集中均表現(xiàn)為雙曲時(shí)距。其次，炮集屢次波在傾斜界面其雙曲時(shí)距 的頂點(diǎn)發(fā)生偏離，偏離的程度與界面傾角有關(guān)；CMP道集中同一傾斜界面不同階 次的屢次波疊加速度不同。可見,無論是炮集還是CMR道集,無論是水表屢次波還是層間屢次波，其在水 平界

4、面中的周期性和重復(fù)性特征 , 在傾斜界面都不復(fù)存在。當(dāng)前的屢次波預(yù)測(cè)和 衰減將地下界面假設(shè)為水平界面 , 其衰減方法對(duì)于傾斜界面不再適用。因此對(duì)于傾斜界面屢次波的預(yù)測(cè)和衰減 , 一方面必須以傾斜界面屢次波炮集和CMR1集的時(shí)距特征為識(shí)別判據(jù)，另一方面需要根據(jù)傾斜界面屢次波和鬼波的 時(shí)距關(guān)系作為預(yù)測(cè)和反演的理論依據(jù)。對(duì)于海底界面反射和透射系數(shù) , 本文從海 底界面的位移應(yīng)力邊界條件出發(fā) , 利用彈性波在均勻介質(zhì)中的穩(wěn)態(tài)平面波解 , 通過海底界面的能量歸一化推導(dǎo)得到了各向同性條件下下行P波的反射和透射系數(shù)的解析表達(dá)式。利用解析表達(dá)式的最終形式 , 討論了不同參數(shù)下海底界面的反射和透射系數(shù)。 反射和透射系數(shù)隨入射角的變化呈現(xiàn)出以臨界角為分界點(diǎn)的“分段式特征。臨界角的大小和類型與海底固體層的 P波和S波的速度有關(guān)。在臨界角處， 反射和透射系數(shù)的振幅值和相位角顯著變化。不同海底層的P波和S波的速度差異產(chǎn)生了不同類型和大小的海底臨界角。因此, 可以通過反射和透射曲線中的特性確定臨界角的類型 , 進(jìn)而確定海底