[发明专利]球面波PS反射系数计算方法及系统

说明书

公开了一种球面波PS反射系数计算方法及系统。该方法可以包括：针对两层弹性介质模型，计算平面波PS反射系数；根据平面波PS反射系数，计算球面反射SV波的位函数；根据球面反射SV波的位函数，计算球面反射SV波沿垂直射线方向的位移；根据沿垂直射线方向的位移，计算球面波PS反射系数。本发明通过计算球面波PS反射系数，结果可用于分析球面反射波场特征，增强对地震波场传播规律的认识，为利用球面PS波进行地震反演奠定理论基础，也可用于指导地震勘探的处理解释过程。

技术领域

本发明涉及地震勘探技术领域，更具体地，涉及一种球面波PS反射系数计算方法及系统。

背景技术

目前很多地震处理、反演方法的理论基础是Zoeppritz方程，该方程是基于平面波理论推导的，但是实际野外地震采集用的是点震源，激发的是球面波而不是平面波。基于平面波假设的方法技术不能充分利用地震资料中所蕴含的信息，如反射系数、透射系数的频变特征，甚至错误的利用这些信息，这一问题在浅层或低频地震资料中尤为突出。为了进一步发展更加精确的地震勘探方法技术，基于点震源球面波理论研究分析球面波在介质中的传播特征和规律，具有非常重要的理论价值和实际意义。目前已有大量关于声学介质球面波反射系数和弹性介质球面波PP反射系数的研究，但鲜有关于弹性介质球面波PS反射系数的研究，而转换波(即S波或横波)在地震勘探中也有重要的作用，联合利用纵横波进行地震勘探是一个重要的研究方向。因此，有必要开发一种球面波PS反射系数计算方法及系统。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种球面波PS反射系数计算方法及系统，其能够通过计算球面波PS反射系数，结果可用于分析球面反射波场特征，增强对地震波场传播规律的认识，为利用球面PS波进行地震反演奠定理论基础，也可用于指导地震勘探的处理解释过程。

根据本发明的一方面，提出了一种球面波PS反射系数计算方法。所述方法可以包括：针对两层弹性介质模型，计算平面波PS反射系数；根据所述平面波PS反射系数，计算球面反射SV波的位函数；根据所述球面反射SV波的位函数，计算球面反射SV波沿垂直射线方向的位移；根据所述沿垂直射线方向的位移，计算球面波PS反射系数。

优选地，通过公式(1)计算所述平面波PS反射系数：

其中，R_ps为平面波PS反射系数，α₁和α₂分别为上层介质和下层介质的纵波速度，β₁和β₂分别为上层介质和下层介质的横波速度，a、b、c、d、E、F、G、H、D均为中间参数，D＝EF+GHp²，p为射线参数，p＝sinθ₁/α₁，θ₁和θ₂为平面P波的入射角和透射角，和为平面SV波的反射角和透射角。

优选地，通过公式(2)计算所述球面反射SV波的位函数：

其中，ψ为球面反射SV波的位函数，A是取决于震源强度的常数，i是复数单位，ω是角频率，t是时间，J₀是零阶贝塞尔函数，ξ₁为上层介质纵波的垂直慢度，ξ₁＝(1/α₁²-p²)^1/2，η₁为上层介质横波的垂直慢度，η₁＝(1/β₁²-p²)^1/2，r是偏移距，h和z分别是震源和接收点到反射界面的垂直距离。

优选地，通过公式(3)计算所述球面反射SV波沿垂直射线方向的位移：