[發明專利]一種高階模式瑞雷波的重建方法

在審

• 申請號: 201811063530.5
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109239773A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 李欣欣
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/32
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙) 11368
• 代理人: 魏秀枝

本發明公開了一種高階模式瑞雷波的重建方法，其利用歸一化和振幅均衡來增強高階模式瑞雷波的能量，具體包括以下步驟：地震數據采集、f?k變換生成頻率波數譜、投影生成頻散能量譜、歸一化處理、振幅均衡處理、識別高階模式瑞雷波的能量團、分離高階模式瑞雷波、反向投影得到頻率波數譜、f?k逆變換得到時間?距離域的復信號、取復信號的實部重建高階模式瑞雷波。本發明的有益之處在于：本發明提供的重建方法能夠獲得高階模式瑞雷波的波場，進而可以提高瑞雷波探測的精度，對實際工程探測具有非常積極的意義。

技術領域

本發明涉及一種瑞雷波的重建方法，具體涉及一種高階模式瑞雷波的重建方法，屬于工程地震勘探技術領域。

背景技術

激發的地震體波在地下空間傳播，當沿地表這個特殊的自由表面傳播時，由于P波和SV波的干涉，將產生一種只在地表層存在的特殊但又常見的波，叫做“瑞雷面波”或“地滾波(Ground-roll)”，通常就叫“面波”。在一般地震勘探中，面波都被看作是干擾波。

瑞雷波是地震波中彈性面波的一種，沿地球自由表面傳播，在近地表的淺部其質點的振動軌跡為逆時針的橢圓，橢圓的長短軸之比為3:2。

瑞雷波傳播的速度與頻率相關，存在頻散現象，且頻散具有多模式的特點，即瑞雷波的某一頻率對應多個速度，通常根據速度由小到大將瑞雷波分為基階模式、第一高階模式、第二高階模式…以此類推。多階模式瑞雷波的頻散曲線如圖1所示。準確的獲取瑞雷波的多階頻散曲線，可以求得地層不同深度的彈性參數。

在實際中，瑞雷波的基階模式和高階模式在時間域是混疊在一起的，并且基階模式信號占主導，混疊信號在處理過程中精度較低，且常常忽略了高階模式瑞雷波信號的能量，給實際工程探測帶來了較大的誤差。

為了提高瑞雷波探測的精度與分辨率，需要對混疊信號中能量較弱的高階模式瑞雷波信號進行重建，重建的過程需要利用f-k變換，具體如下：

將原始時間-距離域的地震記錄變換到頻率-速度域，在頻率-速度域中，不同模式的瑞雷波將表現為不同的能量團，分別圈出能量團即可實現模式分離。

然而，上述方法僅對基階模式瑞雷波的重建具有較好的效果，對高階模式瑞雷波的重建效果較差，因為在實際地震記錄中，瑞雷波的高階模式能量較弱，在頻散能量譜中會受到壓制，在分離高階模式瑞雷波的能量團時會損失一部分有效信號，重建后提取的高階模式瑞雷波頻散曲線也將不準確，進而會給地下結構探測帶來較大的誤差。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種高階模式瑞雷波的重建方法。

為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：

一種高階模式瑞雷波的重建方法，其特征在于，利用歸一化和振幅均衡來增強高階模式瑞雷波的能量，具體包括以下步驟：

Step1：地震數據采集

在瑞雷波工程探測現場，建立一個由多道檢波器組成的觀測系統，觀測得到多道地震記錄d(x,t)；

Step2：f-k變換

對Step1中的多道地震記錄d(x,t)在空間上進行擴充補零處理，然后再通過f-k變換生成頻率波數譜；

Step3：投影

將頻率-波數域信號插值投影到頻率-速度域，生成地震信號的頻散能量譜D(f,v)；

Step4：歸一化

對頻散能量譜D(f,v)進歸一化處理；

Step5：振幅均衡