[发明专利]一种多分量地震面波勘探方法

权利要求书

1.一种多分量地震面波勘探方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、结合研究区实际情况设计多分量面波勘探观测系统参数，包括测线位置，道间距dx、采样率t、采样长度T、排列长度L、最小偏移距x₁；

步骤二、滚动采集多分量面波地震数据；

步骤三、提取单炮地震记录中的Z分量地震数据，对Z分量地震记录做波场变换，提取Z分量频散曲线f-v_RZij；

步骤四、对提取的Z分量频散曲线f-v_RZij进行阻尼最小二乘反演，获得初步反演地层模型X_z(v_S，h)；

步骤五、提取单炮地震记录中的H分量地震数据，对H分量地震记录进行波场变换，提取H分量频散曲线f-v_RHij；

步骤六、对提取的H分量频散曲线以X_z(v_S，h)为初始模型，参照步骤四进行迭代反演，获得最终地层反演结果X_H(v_S，h)。

2.如权利要求1所述的一种多分量地震面波勘探方法，其特征在于：所述步骤一中最小偏移距x₁为5m；道间距dx为2m、采样率t为2ms、采样长度T为400ms、排列长度L为48m。

3.如权利要求1所述的一种多分量地震面波勘探方法，其特征在于：所述步骤三提取单炮地震记录中的Z分量地震数据包括：对Z分量地震记录做二维傅里叶变换，将面波记录从x-t域转换到f-k域，其求取公式为：

其中，f是频率，u(x，t)是x-t域地震记录；

其中，k是波数，U(f，k)是f-k域地震记录。

4.如权利要求3所述的一种多分量地震面波勘探方法，其特征在于：所述步骤三还包括：依据k＝f/v生成f-v频谱能量图，对其能量峰值进行识别得到实测瑞雷波Z分量频散曲线f-v_RZij，其中i＝1,2,…N，N是实测相速度的个数，j＝1,2,…M，M是拾取的瑞雷波频散曲线的阶数。

5.如权利要求1所述的一种多分量地震面波勘探方法，其特征在于：所述步骤四对提取的Z分量频散曲线f-v_RZij进行阻尼最小二乘反演包括：记初始迭代次数T为1，反演迭代公式如下：

其中，I是单位矩阵，x₀是反演初始模型参数，μ是阻尼因子，本发明设其初始值为1，A是雅格比矩阵。

6.如权利要求5所述的一种多分量地震面波勘探方法，其特征在于：所述步骤四还包括：基于上述求得的参数修正量Δx，利用最速下降法求取参数最优修正步长λ，其求取公式为：

式中，g_i＝(A^TA+μI)Δx_i

则反演模型参数修正为x＝x₀+λΔx，并令T＝T+1，利用上述迭代公式反演直到达到事先设定的迭代次数，记反演结果X_z(v_S，h)。

7.如权利要求1所述的一种多分量地震面波勘探方法，其特征在于：所述步骤五提取H分量频散曲线f-v_RHij，提取Z分量频散曲线f-v_RZij还包括：H分量频散曲线f-v_RHij基阶频散在某些频段内分辨率变差，但对应的高阶频散则显示出更高的分辨率；而Z分量频散曲线f-v_RZij基阶频散在整个频段内都显示出更好的分辨率。因此将H分量频散曲线f-v_Rhij和Z分量频散曲线f-v_RZij二者相互结合应用可提高反演地层结果的准确性、分辨率。