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地球物理勘探法适用于探查近地表的地层构造。这种方法被视为一种无损的且费用适宜的勘探法。浅层地震中,根据地震波的传播特点可以分为折射波法、反射波法和面波法;根据波的类型不同又可分成纵波、横波和面波探测。反射、折射理论和勘探技术十分成熟,并且早已得到广泛的应用。一维面波基本理论和勘探技术也相当成熟。
在反射波法勘探中,牺牲了折射波和面波的信息,其勘探精度受速度横向变化影响较大,并且对浅表薄层的分辨率不够。折射波法勘探中只利用了地震记录中的初至直达波和初至折射波,但该方法没有利用地震记录中续至区的反射波和面波信息。在面波勘探中,主要利用面波在分层介质中具有频散特性、其波长不同穿透深度也不同、其传播速度与横波传播速度密切相关等特性。但该方法只利用地震记录中能量相对集中的面波,而牺牲了反射波和折射波的信息。当用反射波法进行勘探时,常常采用多次覆盖观测系统进行数据采集,当地层的物理力学参数满足折射条件时,大部分反射波地震记录中会出现同相轴连续、能量很强的折射波。当低速层横向速度变化较大或低速层底界面为非水平界面时,其下部界面或异常体的反射形态就会变形,叠加效果不好,给地震剖面解释带来很大困难。为了提高解释精度,必须进行反射波静校正。随着时代的进步和经济改革的不断深入,对地质勘探的要求也越来越高。在投入经费有限的情况下,要求勘探的指标越来越多、勘探的深度范围越来越广、勘探的精度越来越高。因此,必须研究上述三种方法的联合勘探方法技术及联合解释技术,以便降低成本、提高效率、提高勘探精度。任何一种单一方法均不能满足地质勘探的多任务、多目的的要求。因此,实现三种波的联合勘探势在必行。
随着浅层勘探在工程项目上的应用的展开,相继开发出的软件很多。一般针对每个方法,如反射波法和折射波法都有很多相应的应用处理和解释的软件。针对上面单一波勘探所存在的问题,本论文提出了解决实际生产应用中要求高精度、低成本的是一种思路:只在野外一次采集一套数据,包含了反射波法、折射波法、面波法的分别达到各自勘探目地所需要的所有信息和数据。分析每种波在这套数据记录上的特征,在每种波常规的观测系统的基础上,分别建立各自的观测系统,抽出所需要做处理和解释的数据完成各自的勘探任务的。利用每种单一方法的应用软件,编制连接各种方法软件的程序,有效地对数据进行组织和处理,达到多波联合勘探的目的。
在本文,为了更好的看到折射静校正能使水平叠加剖面真实地反映折射层以下反射界面的情况,建立了一个折射层倾斜的射线追踪的模型,合成了一套多波联合勘探的数据。分别设计做折射解释和反射波法的观测系统。抽出所需要的折射数据进行折射解释,获得了折射层的有效速度、厚度和第二层的速度等参数后。然后对反射波资料做低速带静校正。对比做静校正前的水平叠加剖面和静校正后的水平叠加剖面,得出折射静校正能消去折射低速层对下面反射层的影响的结论。为了让面波参加进联合勘探中来,在本文中还建立了一个折射界面起伏的模型,根据波动方程数值模拟合成了一套地震数据。设计三种方法的观测系统并抽出相应的数据完成各自的勘探任务。然后把每种方法的结果对比分析,并且分析了误差产生的原因,进一步验证了多波联合勘探的现实可行性。
最后,针对一组实际采集的地震数据,按照论文的思想,对多波联合勘探技术进行了初步尝试,对结果进行了合理的分析。