[發明專利]一種主動源共成像點疊加多道面波分析方法

在審

• 申請號: 201911248748.2
• 申請日: 2019-12-09
• 公開（公告）號: CN111103621A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 李紅星;倪然;李濤;廖興;任弘利
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30;G01V1/34
• 代理公司: 北京久維律師事務所 11582
• 代理人: 陳強

本發明提出了一種主動源共成像點疊加多道面波分析方法，其特征在于，首先利用多次疊加觀測系統獲得多道面波分析數據，提取不同共炮點道集的共成像點道對；然后利用相位疊加方法獲得共成像點每個道對的相速度?頻率譜，將不同道對相速度?頻率譜疊加；根據疊加相速度?頻率譜圖的極大值，獲得共成像點的面波頻散曲線；最后根據面波迪克斯關系獲得反演初始模型，并利用最小二乘反演方法獲得成像點的S波速度結構。本發明采用特有的頻散曲線的計算方法，獲得瑞利波的頻散曲線。由于計算散度曲線所涉及的各炮點集共中心道數較少，探測小地質單元的分辨率高，提高了CIPMASW的抗噪聲能力，保證了CIPMASW的勘探深度。

技術領域

本發明涉及以淺層地下S波速度結構調查為目標的主動源多道面波分析方法，具體是一種主動源共成像點疊加多道面波分析方法。

技術背景

用瑞利波頻散曲線反演地下介質中的S波速度是50多年來的一個研究點(Dorman等， 1962年；Nazarian等，1983年；Stokeo等，1994年；Xia等，2002年、2014年；Elin等， 2018年)。在地表也即自由表面附近，縱波震源產生地震波的大部分能量是面波(Richart 等，1970年)。瑞利面波的相速度對S波速度非常敏感(Matthew，M.等人，2017年)，為通過面波相速度反演地下S波速度結構提供了前提。20世紀80年代引入了面波(SASW)的譜分析方法(Nazarian等，1983)。SASW采用脈沖震源和一對接收檢波器來產生和接收瑞利面波。SASW方法在80年代和90年代得到了廣泛應用(Gucunski等，1991年；Stokeo 等，1994年)。SASW方法因為只使用兩道進行計算，它的抗噪聲能力不強，優化噪聲控制標準是一個很大的挑戰(Park等，1999)。為了克服SASW方法的缺點，Park等人開發了MASW 方法(Park等，1998，1999)。

目前，學者主要對MASW方法的參數(Park等，2002年、2010年、2011年)、S波速度反演方法(Giulio等，2012年；Xia等，1999年；Sylvain等，2017年；Matthew等，2017 年)、高階模式(Gao等，2016年；Xia等，2003年；Zhang等，2003年)、被動源MASW(Park 等，2005，2007，2008；Feng等，2015)等方面進行了大量的研究。MASW方法按照共炮點模式采集并保存數據，共炮點道集的成像點是整個接收排列的中點。MASW頻散曲線的計算方法(Park等，1999)決定了成像點(即接收排列的中點)的頻散曲線是接收排列下的整個地質單元影響的平均結果。這些情況導致MASW方法的橫向分辨率較差，限制了MASW 法探測小異常地質單元的能力。因此，本發明致力于開發一種新的多道面波波分析方法，以提高探測小異常地質單元的分辨率。

發明內容

本發明的目的是為了提高主動源面波勘探方法對小異常地質單元目標體的分辨能力，特別是提高橫向分辨率，而提供了一種主動源共成像點疊加多道面波分析方法(CIPMASW)。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明提出一種主動源共成像點疊加多道面波分析方法，首先利用多次疊加觀測系統獲得多道面波分析數據，提取不同共炮點道集的共成像點道對；然后利用相位疊加方法獲得共成像點每個道對的相速度-頻率譜，將不同道對相速度-頻率譜疊加；根據疊加相速度- 頻率譜圖的極大值，獲得共成像點的面波頻散曲線；最后根據面波迪克斯關系獲得反演初始模型，并利用最小二乘反演方法獲得成像點的S波速度結構。因為該方法利用不同炮集在共成像點附近的道對，大大減小了傳統多道面波分析方法利用整個排列計算頻散曲線的平均效應，大大提高了橫向分辨率。

本發明的數據采集觀測系統和反射波多次覆蓋(疊加)觀測系統一致，最小炮檢距一般采取排列長度，從觀測的共炮點道集中，按照共成像點選取該共成像點對應每炮集中的相鄰檢波器對，該檢波器對的中心對應共成像點位置：