瞬态瑞利面波技术在地震勘探方面的应用研究

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２０ ０ ２年 ６月
物 探 装 备
第１ ２卷 第 ２期
瞬 态 瑞 利 面波 技 术 在 地 震 勘 探 方 面 的应 用 研 究
米 晓 利 王 欣 李 永 革 李 立 山
（ 油物 探 岩土 工程有 限公 司 ， 北涿 州 ０ ２５ ） 石 河 ７ ７ １
主 题 词 地 球 物 理 勘 探 瞬 态 瑞 利 面 波 技 术 应 用 研 究
引 言
Байду номын сангаас
先 在 研 究 弹 性 介 质 中 波 动 时 发 现 的 。 随 着 计 算 机 技
在 野 外 地 震 勘 探 采 集 中 ， 发 方 式 和 室 内 资 料 激
处 理 时 的 静 校 正 是 关 系 到 地 震 成 果 质 量 的 重 要 因
３ 瑞 利 波 的 传 播 速 度 与 横 波 及 纵 波 传 播 速 度 具 ）
有相 关性 。
前 两 种 特 性 为 瑞 利 波 勘 探 提 供 了 充 分 的 理 论 依 据 ， 一 种 特性 为 方 法 应 用 开 拓 了广 阔 的 前 景 。 后
静 校正手 段都依 赖于 提取 方法 的可靠 性 ， 往往 由 但 于 信 噪 比 不 高 而 使 提 取 发 生 困 难 。 然 ， 最 终 得 到 显 为 高 质 量 的 静 校 正 结 果 ， 须 对 地 表 的 速 度 和 风 化 层 必
术 和 数 字 处 理 技 术 的 飞 速 发 展 ， 波 勘 探 首 先 在 工 面 程 勘 察 中获 得 了很 好 的 应 用 ， 利 用 其 在 地 震 勘 探 而 工 作 前 进 行 激 发 岩 性 的 调 查 、 取 低 、 速 层 的 厚 度 求 降 和 速 度 ， 内 尚 无 先 例 。 为 此 ， 油 物 探 岩 土 工 程 公 国 石 司 采 用 瞬态 瑞 利 面 波 勘探 技 术 在 河 北 的 涿 州 、 坊 、 廊 保 定 等 地 区 进 行 了 试 验 研 究 ， 获 取 了 这 些 地 区 第 并 四 系 各 岩 性 层 的 厚 度 和 面 波 速 度 ， 与 钻 孔 测 试 资 其 料 吻 合 较 好 。 此 ， 们 认 为 运 用 面 波 勘 探 方 法 可 以 因 我
此 外 ， 论 是 以 反 射 波 法 或 者 是 折 射 波 法 为 基 础 的 无
在 寻 找 激 发 岩 性 和 提 供 静 校 正 所 需 参 数 方 面 取 得 好
的 效 果 。 下 面 从 理 论 上 对 瞬 态 面 波 勘 探 原 理 及 我 们
实际工作所得 的成果 ， 读者作一介绍 。 向 方 法 原 理 简 介 大 量 实 践 中 的 研 究 表 明 ， 利 波 具 有 如 Ｆ特 性 ： 瑞 １在分层介 质 中， 利波具有频 散特性 ； ） 瑞 ２瑞利波 的波长不 同， 透深度 也不 同； ） 穿
厚度进 行实测 。
面 波 法 以瑞 利 波 的 理 论 产 生 和 检 测 为 基 础 ， 对 地 面 进 行 人 工 瞬 态 激 振 （ 击 或 炸 药 ） 产 生 不 同 频 锤 ，
率 的复 合 面 波 ， 过 傅 氏 变 换 将 数 据 由 时 间一 间域 经 空
转 到 频 率 一 数 域 ， 到 二 维 振 幅 谱 图 像 ， 振 幅 谱 波 得 在 图 像 上 选 取 面 波 窗 口 拾 取 面 波 信 息 ， 此 计 算 面 波 据 频 散 曲 线 ， 利 用 频 散 曲 线 进 行 反 演 计 算 ， 而 得 到 再 从 地 下 某 一 深 度 范 围 内 的 地 层 结 构 和 不 同 深 度 的 瑞 利 波传 播 速 度 。
摘
要
米 晓 利 ， 欣 ， 永 革 ， 立 山 ． 态 瑞 利 面 波 技 术 在 地 震 勘 探 方 面 的 应 用 研 究 ． 探 装 备 ，０ ２，２ ２ ：５ １ ０ 王 李 李 瞬 物 ２ ０ １（ ）９ ～ ０ 运 用 瞬 态瑞利 面波勘 探 方法 可 以在 寻找 激发 岩 性和 提供 静 校 正所 需参 数 方面 取 得好 的效果 。
素 。 采 用 炸 药 震 源 激 发 的 地 震 勘 探 中 ， 工 人 员 往 在 施 往 机 械 地 按 施 工 设 计 的 井 深 打 井 下 药 ， 而 在 一 些 从 浅 层 岩 性 横 向 变 化 大 的 探 区 ， 于 未 能 把 炸 药 下 到 由 泥 岩 等 激 发 条 件 较 好 的 地 层 而 得 不 到 好 的 记 录 。 所 以 ， 们 在 这 些 地 区 进 行 地 震 施 工 设 计 前 ， 要 先 对 我 需 浅 层 进 行 一 次 激 发 岩 性 的 调 查 。 一 般 静 校 正 的 做 法 是 在 假 设 地 表 具 有 一 致 性 的前 提 下 进 行 的 。 是 ， 但 在 近 地 表 风 化 层 的 速 度 、 度 均 发 生 变 化 的 清 况 下 就 厚 失 去 了其 假 设 前 提 。 以 折 射 波 为 基 础 的 静 校 正 方 法 根 据 的 是 首 波 旅 行 时 间 ， 论 上 可 以估 算 出长 周 期 静 态 分 量 。但 是 ， 理 由 于 折 射 波 法 一 方 面 受 到 风 化 层 中 低 速 夹 层 的 制 约 ， 一 方 面 自 动 校 正 一 般 都 需 要 首 先 假 定 一 个 初 另 始 模 型 ， 别 是 在 近 地 表 模 型 具 有 几 个 层 次 需 要 确 特 定 时 ， 难 逼 近 于 实 际情 况 而 导 致 静 校 正 的 不 准 确 。 很
１ ．时 间 域 向 频 率 域 的 转 换
精 确 的 静 校 正 需 要 知 道 近 地 表 地 层 的 速 度 变 化
及 其 分 布 状 况 ， 常 采 用 “ 测 井 ” 小 折 射 的 办 法 通 微 加 求 取 近 地 表 速 度 值 。 于 这 种 方 法 成 本 较 高 ， 以 往 由 所 往 为 了 降 低 成 本 ， 采 取 减 少 参 数 （ 、 速 层 的 厚 而 低 降 度 和 速 度 ） 集 点 密 度 的 手 段 ， 成 不 能 精 确 地 描 述 采 造 近 地 表 介 质 的 厚 度 和 速 度 的结 果 。 瑞 利 面 波 是 由 英 国 学 者 Ｒａ Ｉｉｈ于 １ ８ ｙｅｇ ８ ７年 首