转换波反射系数近似公式的比较及分析

多分量地震资料解释的首要问题就是多分量的标定和对比,其中最关键的是转换波反射系数的求取及子波的选取,然而Zoeppritz方程在数学表达上极其复杂,在物理意义上也不直观,因此很难得到直接的应用。为此,在详细介绍五种近似公式的基础上,利用六种模型分析了随入射角的变化各公式的适应性,最后得出结论,Aki和Richard的近似公式适应性普遍比较好。

HTI介质方位转换波反射系数一阶扰动近似

人们根据不同研究目的对Zoeppritz方程进行了简化与近似,但各类近似方程在大入射角情况下,大多无法准确描述转换波振幅变化规律,且由于地震数据随方位变化,对于PSV波方位反射系数的研究也相对薄弱。为此,基于HTI介质反射/透射系数精确表达式,根据介质分解理论与扰动思想,在弱各向异性假设条件下,推导了PSV波反射系数近似表达式,通过正演模拟分析振幅随方位的变化特征,并讨论方位转换波反射系数对各向异性参数的敏感性。正演分析表明:①在小入射角时,反射系数方位特征不明显,各向异性参数变化几乎不影响反射系数;随入射角增大,反射系数随方位角变化特征愈加明显,反射系数受各向异性参数变化影响;②界面上、下介质各向异性参数差越大,反射系数随方位变化越明显;③γ(V)(与SH波垂直传播和水平传播速度差异相关)变化对反射系数影响最大,ε(V)(与准纵波垂直传播和水平传播速度差异相关)变化对反射系数影响最小,且各向异性参数变化对反射系数的影响与方位角有关。

垂直发育裂隙介质中PP波扰动法近似反射系数研究

为了实现裂隙介质中的地震AVO(amplitude variation with offset)反演,基于Christoffel方程和边界条件,推导了EDA介质中PP波、PS1波、PS2波精确反射系数表达式,并采用扰动法推导了极端弱各向异性介质中PP波的近似反射系数,通过弹性系数简化得到HTI、裂隙EDA介质中PP波的近似反射系数。模型计算结果表明:在弱各向异性条件下,HTI(horizontal transverse isotropy)介质中地震波的近似反射系数公式计算精度较高,相对误差在4%以内;当裂隙介质在弱各向异性(各向异性系数<0.1)的情况下,当入射角在40°以内时,PP波近似反射系数与精确反射系数的绝对误差在10^(-4)以内,相对误差小于4%,但随着入射角的加大其计算误差有所增加。对各向异性较强烈(各向异性系数达到0.2)的裂隙介质,当入射角相对较小时(小于45°时),裂隙介质中PP波近似反射系数计算式对于强各向异性的介质仍然成立。通过对反射系数的近似研究,可以将裂隙介质中反射系数的非线性问题转为线性问题,进而利用这些特性进行参数反演,有利于提高反演速度。

AVO数据反演中确定P波反射系数及其实质的一种简单的近似方法

本文作者导出了将平面Ｐ波反射系数做为射线参数函数的一种近似公式。它表明在非正常入射角时，Ｐ波反射系数主要受两个参数的控制：（１）Ｒｆ：流体－流体反射系数（如，两种介值中Ｓ波速趋于零时的反射系数）。（２）△μ／ρ：剪切波模量与平均体密度之比。而且还有由Ｒ．Ｂｏｒｔｆｅｌｄ和Ｒ．Ｓｈｕｅｙ给出的关于Ｐ波反射系数的其他公式可用来确定这个近似公式。作者还提供了数字例子以证明其公式的正确性。

P-P波AVO近似对比研究:定性分析

根据已发表的 AVO(Amplitude versus offset)文献资料 ,对基于 Zoeppritz方程的 13种 P- P波反射系数近似进行了系统归纳和总结 ,将其分成了 8大类 ,并讨论了各种近似的内在联系。同时 ,对各种近似的实质、产生背景、假设条件、特点及其在参数反演中的作用等进行了详尽的对比和评述。通过定性分析对比发现 :基于射线参数、幂级数及基于拉梅常数的近似公式可以描述具有大反差的弹性参数界面上的 P- P反射 ,特别适合于弹性参数的定量反演 ;AVO属性提取中所使用的背景速度信息的精度将影响反演的精度和可靠性。另外 ,根据弹性参数和波速之间的关系 ,可以在各种近似公式之间进行一定的转换。这些结论将对合理地利用

P-P波AVO近似对比研究:定量分析

利用两种典型的含气砂岩模型和“P- P波 AVO近似对比研究 :定性分析”一文中所讨论过的各种 AVO近似公式 ,分别计算了在正、负波阻抗界面条件下的 P- P波反射系数随入射角的变化、反射系数的梯度和截距 ,以及与基于 Zoeppritz方程的解析解相对比的相对误差。结果发现 ,Xu、Mallick、Zheng xd、Wang、Goodway、Fatti等近似在本文选择的两种不同模型下均能与精确解很好地吻合 ,反映出很高的近似程度。另外 ,各种方法对不同模型的近似程度并不相同。只有将多种方法相结合 。

P-P波和P-SV波联合AVO反演研究

目前转换波AVO(Amplitude Versus Offset)反演或纵波、转换波联合AVO反演是基于Aki等的反射系数近似公式,通常反演结果为上、下层速度比值和速度平均比值.本文在Shuey和郑晓东近似公式的基础上,运用最小平方算法,提出一种P-P波和P-SV波联合AVO反演下层介质纵、横波速度及泊松比的方案,并应用于双层含气砂岩模型上,误差在10%以内.此方案要求上、下层物性差别不大且入射角小于30°,但不需要速度比值为常数2的假设.

基于高频近似波传播的实用化保真RTM成像方法

从线性化反演成像的正问题出发,讨论了体散射和面散射模式下散射波场的表达、线性化及其高频近似表征。在Bayes框架下,进一步讨论了高频近似的线性化体散射模式(ray+Born近似)以及高频近似的线性化面散射模式(ray+Kirchhoff近似)下反演成像公式及其波动方程的实现。将逆散射成像公式中波场隐式分解思想融入到ray+Kirchhoff近似下波动方程反演成像公式中,得到了改进的基于反射模式的真振幅逆时偏移(RTM)成像条件。给出的改进成像条件能够在成像过程中自动保真地消除RTM成像过程中的低波数噪声,同时,该成像条件输出的成像结果与ray+Kirchhoff近似下反演结果具有一致性。此外,还简单讨论了基于给出的成像条件的角度反射系数输出、高效稳健角度域照明补偿方法以及阻抗扰动成像方法。

P-SV波AVO分析

参照 Aki和 Richards的近似方法 ,本文对 Zoeppritz方程所描述的 P- SV波反射系数公式的角度项进行了泰勒展开 ,并保留了密度和速度的二阶项 ,得出一个新的反射系数近似公式。对 4个三层含气砂岩模型的定量计算表明 ,该近似公式所得出的计算结果在入射角小于 4 0°时与由 Zoeppritz方程给出的精确解吻合得很好 ,甚至优于 Aki和 Richards公式的近似效果 ,很适合大入射角的 AVO参数反演和理论研究。以新的近似公式为基础 ,文中分别从不同岩性参数表示的转换波反射系数、P- SV转换波的 AVO加权叠加方法及 P- P波和 P-

覆黏弹层加肋双层板的声反射

为评估覆盖层的吸声性能,研究黏弹层在无限大周期加肋双层板背衬下的声反射。首先通过弯曲波与Lamb波的比较,揭示了板近似理论不适用于黏弹性板的原因。为此采用(黏)弹性理论处理(黏)弹性板,而肋板的处理则采用板近似理论,并用Hull提出的方法解决肋板和平板的耦合问题,得到反射声场的解。与板近似理论计算加肋双层板声反射的结果进行比较验证了本文方法的正确性,对反射系数进行计算分析了背衬对声反射的影响,定义平均反射系数比较了不同覆盖层的性能。结果表明,频率较低时覆盖层无法有效抑制背衬的影响,板间流体层与双层板的耦合作用引起共振散射,肋板与双层板的耦合作用降低声反射。

裂缝介质转换波方位各向异性研究

该文介绍了在弱各向异性条件下,基于Thomsen裂缝理论——HTI介质各向异性参数的转换波近似反射系数公式,通过AVO正演,比较分析各向异性系数对于P-SV波反射系数的影响及对P-P波反射系数的影响。结果表明,应用联合P-P波和P-SV波的数据进行联合反演,能够更好地降低数据结果的不唯一性,从而得到更精确的裂缝参数。

波浪起伏对噪声场空间特性的影响

风成噪声是海洋环境噪声的重要组成部分,现有的噪声预报模型基本都是基于海面为绝对软平坦边界的假设建立的,然而海面波浪起伏引起的散射必然造成声波能量的衰减,改变声场的空间分布。本文通过引进P-M波浪谱模型来描述海面粗糙度,利用小斜率近似求解二维粗糙海面下相干反射系数,然后将海面相干反射系数引入到声传播模型中,使得模型能够考虑界面粗糙对噪声传播的影响,基于简正波理论建立了粗糙界面下噪声场空间特性预报模型。仿真分析了海面粗糙度对噪声场空间特性的影响。结果表明:海面起伏会引起噪声强度的衰减,并影响空间相关函数的幅度,还会改变噪声场的水平相关半径。

海水层对地震反射特征的影响研究

在海洋地震勘探中,地震反射特征对于AVO分析、海底参数反演以及构造分析等具有重要作用。地震波在海洋中传播,其产生的地震反射特征受到海水层和海底以下沉积物的综合影响,但目前业界主要针对海底以下沉积物对地震反射特征的影响开展研究,关于海水层对地震反射特征影响的研究较少。本文主要研究地震波在海水层中传播时地震波场的变化特征,首先从流体—固体分界面和自由界面的边界条件出发,推导出弹性界面入射和反射时的P-P振幅比,得到海水层效应的数学表达式。然后分析入射波频率、海水层深度、海底阻抗差和入射角等因素对海水层滤波效应的影响,分析结果表明:海水层对于地震P波具有周期性的选频滤波效应;选频滤波效应的周期与入射波频率和海水层深度成反比,与入射角成正比;入射角越大,地震P波衰减越严重;阻抗差对振幅的影响与入射波频率和海水层深度有关。最后利用数值模拟验证了海水层对地震反射特征的影响。

浅海粗糙海面影响下的声场水平纵向相关性

浅海粗糙海面会引起海面反射损失和声场能量的重新分布,对接收阵的阵增益有着重要影响。本文考虑浅海粗糙海面的因素,结合小斜率近似散射理论和简正波声场模型,分析了不同海面风速下的声场水平纵向相关性。在给定的条件下,随着风速的增加,声场水平纵向相关性提高。通过简正波理论和简正波声场模型给出了解释:随着风速的增加,高号简正波衰减较快,声场中的有效简正波号数减少,导致声场中的简正波干涉减弱,从而提高了声场水平纵向相关性。