21世纪将是新一轮认识、调查和开发海洋的时代。由于海上石油天然气等矿产资源的巨大潜力,国际上对海上地震勘探开发和研究至今方兴未艾。但我国不仅在勘探技术上落后于发达国家,在实验模拟和理论研究等方面也有很大差距。目前,我国也很重视这方面的研究和开发,863计划也将《海上多波地震勘探技术研究》列为国家重大科技攻关项目,本文是该项目的后续研究工作。 本文以海上地震勘探模拟为主题,展开了一些物理模型实验模拟、数学模拟和理论方法技术等方面的研究。主要内容有以下四个方面。 1)海上地震物理模型实验研究:采用先进的模型实验手段,进行了陆地—海上拖缆—海底电缆联合实验模拟,共作实验项目达100项,在大量实验分析研究基础上,从物理模型的角度,对海上鸣震、转换波、多次波、广角反射、极性和水的吸收等进行了研究,并取得了一些新成果。同时取得了盐丘物理模型数据包4套。另外还发现了一个很难解释的震相,并对该震相做了详细描述和探讨。 2)海底数学模型模拟研究:以理论研究为基础,基于海底数学模型,从海底波特性和海底界面能量分配特征两方面进行研究。(1)建立了三层海底模型,重新推导了三层海底模型的位函数特解方程组和系数项方程,并对两层模型海底波特性进行了分析讨论。(2)推导了流-固界面反射透射系数方程式,并进行了相关模拟计算。着重对7种岩性海底地震波能量分配特征进行了数值模拟分析研究,取得了不同岩性海底对地震勘探影响的新认识。 3)物理模型正演模拟系统:尽管正演模拟的大型软件很多,但都不能方便地进行全波多震相模拟分析。针对这种现状和本次实验分析的需要,特研制了物理模型正演模拟软件系统。该软件的特色是可以灵活方便地进行全波多震相模拟,有助于正确识别震相,减少工作量,尤其适合海上地震勘探的正演模拟,具有较高的推广使用价值。 4)海上二次定位新技术研究:该问题在国内外是一个前沿性研究课题。本文在国内外首次提出并创建了近正四面体法二次定位原理。与常规方法相比,原理简单,能在众多的炮点数据中,优选炮点,最大限度地降低误差,有效地提高计算精度,减少计算时间。它在计算方法的关键技术上有所突破。