海洋傾斜界面多次波與鬼波數值模擬研究

1、海洋傾斜界面屢次波與鬼波數值模擬研究 屢次波預測與衰減方法的研究一直都是海洋地震資料處理中的重點和難點。 近些年來國內外開展了多種屢次波衰減方法 , 可以歸結為兩大類濾波法和波 動理論法。無論是濾波法還是波動理論法 , 在建立模型時都是基于水平界面的根本假設 對于傾斜界面屢次波的特征認識不清 , 對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 波對于屢次波和鬼波的認識主要基于在水平界面周期重復出現的認識上。當前海洋地震勘探中對于鬼波的理論研究也較為匱乏 ,

2、 對傾斜界面鬼波的時 距特征和觀測系統之間的關系認識缺乏。 鬼波作為海洋勘探中特有的一類干擾波 在震源深度較淺時會和一次波相互干預成為復合波 , 產生陷波點干擾一次波的識 別和成像。當前所采用的斜纜VDS和垂直纜VCS觀測系統對于去除接收點鬼波進行 了一定的嘗試 , 但無視了傾斜界面條件下鬼波時距特征的變化。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量 , 本文從 海底傾斜界面模型出發(fā) , 結合實際記錄特征對海洋傾斜界面屢次波和鬼波的時距 進行了模擬研究。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 斜界面的時距特征 , 為傾斜界面屢次

3、波和鬼波的識別和反演提供了理論依據。另 一方面在模擬研究屢次波和鬼波時距特征 運動學特征 的根底上,本文推導得到 了海底界面反射和透射系數的解析式 , 對海底界面的反射和透射系數隨入射角的 變化特征進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力學特 征支持。利用時距模擬得到的結果說明 : 首先, 無論是水表屢次波還是層間屢次波 ,在 炮集和CMP道集中均表現為雙曲時距。其次，炮集屢次波在傾斜界面其雙曲時距 的頂點發(fā)生偏離，偏離的程度與界面傾角有關；CMP道集中同一傾斜界面不同階 次的屢次波疊加速度不同?？梢?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性特征 , 在傾斜界面都不復存在。當前的屢次波預測和 衰減將地下界面假設為水平界面 , 其衰減方法對于傾斜界面不再適用。因此對于傾斜界面屢次波的預測和衰減 , 一方面必須以傾斜界面屢次波炮集和CMR1集的時距特征為識別判據，另一方面需要根據傾斜界面屢次波和鬼波的 時距關系作為預測和反演的理論依據。對于海底界面反射和透射系數 , 本文從海 底界面的位移應力邊界條件出發(fā) , 利用彈性波在均勻介質中的穩(wěn)態(tài)平面波解 , 通過海底界面的能量歸一化推導得到了各向同性條件下下行P波的反射和透射系數的解析表達式。利用解析表達式的最終形式 , 討論了不同參數下海底界面的反射和透射系數。 反射和透射系數隨入射角的變化呈現出以臨界角為分界點的“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。在臨界角處， 反射和透射系數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 , 進而確定海底