[发明专利]一种地震散射P-S转换波成像速度分析方法

摘要

一种地震散射P-S转换波成像速度分析方法，包括如下步骤：第一步：将地震散射P-P波地震数据读取到二维数组F中，计算出散射点位置和坐标；第二步：任意选择一个速度vPk，对各炮检距上的散射振幅进行叠加或相关，对同一散射点的能量加权求和，便得到相应的平均振幅；第三步，制作地震散射P-P波速度谱；第四步：将地震散射P-S转换波地震数据读取到二维数组E中，计算出散射点位置和坐标；第五步：带入上边以获取的地震散射P波速度vP，对各炮检距上的散射振幅进行叠加或相关，对同一散射点的能量加权求和，便得到相应的平均振幅：第六步，制作地震散射P-S转换波速度谱，具有速度分析技术的叠加次数提高，使有效散射波能量聚焦能力更强的特点。

主权项

1.一种地震散射P-S转换波成像速度分析方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步：将地震散射P-P波地震数据读取到二维数组F中，同时将观测系统参数加载到原始地震数据道头中，并依据观测系统和采集参数计算出散射点位置和坐标；第二步：依据地震散射P-P波时距双曲线方程，在炮集上，固定t_0PPi的情况下，任意选择一个速度v_Pk，该速度可以确定一条双曲线轨迹，并沿该双曲线轨迹对各炮检距上的散射振幅进行叠加或相关，然后再对同一散射点的能量加权求和，便得到相应的平均振幅：F‾(i)=1mΣj=1mFj,i+rji]]>式中：r_ji＝t_ji/Δτ，Δτ为采样率，t_ji为延迟时，m为地震记录总道数，j为道序号(j＝1，2……m)，i为采样点序号(i＝1，2……n)。地震散射P-P波时距双曲线方程：tji=1vP(Lj2+z0i2+(xj-Lj)2+z0i2)]]>地震散射P-P波正常时差为：Δtji=1vP(Lji+z0i2+(xj-Lj)2+z0i2)-2z0ivP]]>地震散射P-P波成像速度：vP=1Δtji(Lj2+z0i2+(xj-Lj)2+z0i2-2z0i)]]>式中，j＝1，2，…，m为地震道号，t_ji为延迟时间，z_0i为散射点距地表视深度，v_P为地震散射P波传播速度，L_j为炮散距，x_j为炮检距。当v_Pk为正确的散射P波成像速度时，不同炮检距地震道上的振幅同相叠加或相关，叠加振幅最大，沿不同速度定义的双曲线轨迹计算叠加振幅就是对双曲线轨迹上的地震道进行相关性度量，通过不同速度对应的叠加振幅分析，便可提取地震散射P波传播速度；第三步，制作地震散射P-P波速度谱。首先选定一系列双程垂直旅行时间：t_0PP1，t_0PP2，t_0PP3，Λ，t_0PPi，Λt_0PPn对于每一个双程散射时间t_0PPi，再选定一系列的散射成像速度，其对应关系为一对多：v_P1，v_P2，v_P3，Λv_Pk，Λv_PMt_0PPi扫描时间和正常时差校正扫描速度应该包括所有旅行时间和可能的散射波成像速度，计算每个网格点(t_0PPi，v_Pk)上的平均振幅以等值线的形式显示出来，就得到了用于地震散射P-P波速度分析的速度谱。为了使速度谱中的平均振幅更加稳定、突出，实际用时一般选择以(t_0PPi，v_Pk)所定义的散射双曲线为中心、宽度为一个子波长度为时窗，计算这个时窗内的平均能量或平均振幅，据此计算结果绘制速度谱。常用的判别准则有如下几种：平均振幅能量准则平均振幅准则相似系数准则式中，r_ji＝t_ji/Δτ，Δτ为采样率，t_ji为延迟时，N为信号延续时窗内的采样点数，m为地震记录总道数，j为道序号(j＝1，2……m)，i为采样点序号(i＝1，2……n)；第四步：将地震散射P-S转换波地震数据读取到二维数组E中，同时将观测系统参数加载到原始地震数据道头中，并依据观测系统和采集参数计算出散射点位置和坐标；第五步：依据地震散射P-S转换波时距双曲线方程，在炮集上，固定t_0PSi的情况下，并带入上边以获取的地震散射P波速度v_P，同时任意选择一个速度v_Sk，该速度可以确定一条双曲线轨迹，并沿该双曲线轨迹对各炮检距上的散射振幅进行叠加或相关，然后再对同一散射点的能量加权求和，便得到相应的平均振幅：E‾(i)=1mΣj=1mEj,i+rji]]>式中：r_ji＝t_ji/Δτ，Δτ为采样率，t_ji为延迟时，m为地震记录总道数，j为道序号(j＝1，2……m)，i为采样点序号(i＝1，2……n)。地震散射P-S转换波时距双曲线方程：tPSji=1vPLj2+z0i2+1vS(xj-Lj)2+z0i2]]>地震散射P波的垂直旅行时间：地震散射S波的垂直旅行时间：地震散射P-S转换波自激自收时间：地震散射P-S转换波的正常时差：ΔtPSji=tPSj-t0PSi=1vPLji+z0i2+1vS(Lj-xj)2+z0i2-z0i(1vP+1vS)]]>式中，j＝1，2，…，m为地震道号，t_PSj为P-S转换散射波旅行时，t_0PSi为散射点垂直地表地震散射P-S转换波双程旅行时间，x_j为炮检距，z_0i为散射点距地表视深度，v_P为地震散射P波传播速度，v_S为地震散射S波传播速度，L_j为炮散距。当v_Sk为正确的散射S波成像速度时，不同炮检距地震道上的振幅同相叠加或相关，叠加振幅最大，沿不同速度定义的双曲线轨迹计算叠加振幅就是对双曲线轨迹上的地震道进行相关性度量，通过不同速度对应的叠加振幅分析，便可提取地震波传播速度；第六步，制作地震散射P-S转换波速度谱。首先选定一系列双程垂直旅行时间：t_0PS1，t_0PS2，t_0PS3，Λ，t_0PSi，Λt_0PSn对于每一个双程散射时间t_0PSi，在选定一系列的散射成像速度，其对应关系为一对多：v_S1，v_S2，v_S3，Λv_Sk，Λv_SMt_0PSi扫描时间和正常时差校正扫描速度应该包括所有旅行时间和可能的散射成像速度，计算每个网格点(t_0PSi，v_Sk)上的平均振幅以等值线的形式显示出来，就得到了用于速度分析的速度谱。为了使速度谱中的平均振幅更加稳定、突出，实际用时一般选择以(t_0PSi，v_Sk)所定义的散射双曲线为中心、宽度为一个子波长度为时窗，计算这个时窗内的平均能量或平均振幅，据此计算结果绘制速度谱。常用的判别准则有如下几种：平均振幅能量准则平均振幅准则相似系数准则式中，r_ji＝t_PSji/Δτ，Δτ为采样率，t_ji为延迟时，N为信号延续时窗内的采样点数，m为地震记录总道数，j为道序号(j＝1，2……m)，i为采样点序号(i＝1，2……n)。