地震干涉技術(shù)在野外實際勘探中的廣泛運用,加強了人們對地震波傳播規(guī)律的了解,是近年來地球物理學(xué)的重大進展之一。地震干涉技術(shù)的基本思想是從原始地震信號中提取出有用的信號,并且通過干涉重建地震信號。新的地震信號不僅含有原始地震信號特征,還能夠反映出其不具備的一些重要特性。地震干涉技術(shù)可應(yīng)用于不同維度不同介質(zhì),按照震源類型分為主動源地震干涉技術(shù)和被動源地震干涉技術(shù)。本文主要探討了主動源地震干涉技術(shù)中的虛震源法,即將垂直地震剖面(VSP)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為單井地震剖面(SWP)數(shù)據(jù)。當人們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的地面地震成像無法取得重大突破時,便將檢波器置于復(fù)雜的覆蓋層下。井下采集系統(tǒng)可以完全消除近地表速度模型的建立過程,這是傳統(tǒng)表面成像中最薄弱的環(huán)節(jié)。虛震源法是地震干涉技術(shù)中的一個重要應(yīng)用,其原理為將不同檢波器接收到的地震記錄進行互相關(guān),把VSP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為了SWP數(shù)據(jù)。虛震源法將震源和檢測器重建在復(fù)雜上覆蓋層的下方,繞開了近地表復(fù)雜地質(zhì)條件,重建的觀測系統(tǒng)更接近目標層。虛震源法是用于在復(fù)雜疊加下成像和監(jiān)視地質(zhì)構(gòu)造的技術(shù),并且介質(zhì)的復(fù)雜性不受限制。本文推導(dǎo)了虛震源成像的理論公式,并通過模擬數(shù)據(jù)驗證了虛震源法的可行性和優(yōu)勢,可得出以下結(jié)論:運用虛震源法對目標區(qū)域進行勘測是完全可行的。從模擬的數(shù)據(jù)來看,通過波場互相關(guān)得到的虛震源記錄與將實際震源放置于虛擬震源處得到的地震記錄基本一致,通過常規(guī)的后續(xù)處理后可以體現(xiàn)出地下構(gòu)造的實際情況,與模型信息一致,因此可以運用虛震源法對目標區(qū)域進行勘測。虛震源法具有許多傳統(tǒng)地震方法中沒有的優(yōu)點,比如震源被重置為更接近目標層,避免了由覆蓋的偏移速度的不正確估計引起的散焦問題,因而具有更好的成像分辨率。本文在傳統(tǒng)時空域下的虛震源法的基礎(chǔ)上,延伸到了小波域,即在小波域中進行虛震源法。小波變換可以顯示不同頻率范圍內(nèi)信號和噪聲的特征,可以應(yīng)用于語音,圖像和地球物理學(xué)等多種領(lǐng)域。根據(jù)前人研究表明,使用小波互相關(guān)對包含表面波的虛震源信號部分進行2D高斯濾波,重建數(shù)據(jù)后獲得的記錄在一定程度上抑制了表面波。虛震源法的核心步驟為上、下行波場的互相關(guān)。已有前人文獻證明了可以在小波域中進行互相關(guān),這為基于小波變換的虛震源信號去噪方法提供了理論依據(jù)。不同尺度的下行波和上行波之間的相關(guān)程度決定了虛震源的輸出質(zhì)量。小波閾值去噪法是將含噪信號小波變換后,獲得的有效信號的小波系數(shù)比較大,獲得的噪聲的小波系數(shù)比較小,而通過閾值我們可以分離得到有效信號。本文采用小波域互相關(guān)法和小波閾值去噪法來減少虛震源信號中的隨機噪聲:將含有隨機噪聲的VSP記錄進行上下波分離,小波互相關(guān)獲得虛震源信號的系數(shù)譜,對頻譜進行小波閾值去噪,最后進行小波逆變換回到時空域。與傳統(tǒng)的虛震源法得到的虛震源信號相比,重構(gòu)信號在一定程度上抑制了隨機噪聲,提高了圖像質(zhì)量。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：P631.4
【部分圖文】：

第 2 章 地震干涉技術(shù)原理第 2 章 地震干涉技術(shù)原理技術(shù)是地球物理學(xué)中的一個分支。1968 年，Claerbout 首的概念[1]：水平層狀地質(zhì)結(jié)構(gòu)中，將接收到的透射響應(yīng)經(jīng)射響應(yīng)。本章從直達波干涉出發(fā)，直觀地介紹了不同震源理，再推廣到反射波干涉原理。最后按照數(shù)學(xué)方式推導(dǎo)出，并比較了運用時間反轉(zhuǎn)和互易定理兩種推導(dǎo)方法的不同干涉原理，首先討論單個平面波沿 x 軸傳播的情況。

直達波干涉原理圖（逆向傳播）

直達波干涉原理圖（雙向傳播）
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本文編號：2879019