可控震源地震勘探的数值模拟

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地震波数值模拟方法研究综述

地震波数值模拟方法研究综述在地学领域，对于许多地球物理问题，人们已经得到了它应遵循的基本方程(常微分方程或偏微分方程)和相应的定解条件，但能用解析方法求得精确解的只是少数方程性质比较简单，且几何形状相当规则的问题。

对于大多数问题，由于方程的非线性性质，或由于求解区域的几何形状比较复杂，则不能得到解析解。

这类问题的解决通常有两种途径。

一是引入简化假设，将方程和几何边界简化为能够处理的情况，从而得到问题在简化状态下的解答。

但这种方法只是在有限的情况下是可行的，过多的简化可能导致很大的误差甚至错误的解答。

因此人们多年来寻找和发展了另一种求解方法——数值模拟方法。

地震数值模拟(SeismicNumericalModeling)是地震勘探和地震学的基础，同时也是地震反演的基础。

所谓地震数值模拟，就是在假定地下介质结构模型和相应的物理参数已知的情况下，模拟研究地震波在地下各种介质中的传播规律，并计算在地面或地下各观测点所观测到的数值地震记录的一种地震模拟方法。

地震波场数值模拟是研究复杂地区地震资料采集、处理和解释的有效辅助手段，这种地震数值模拟方法已经在地震勘探和天然地震领域中得到广泛应用。

地震数值模拟的发展非常迅速，现在已经有各种各样的地震数值模拟方法在地震勘探和地震学中得到广泛而有效的应用。

这些地震波场数值模拟方法可以归纳为三大类，即几何射线法、积分方程法和波动方程法。

波动方程数值模拟方法实质上是求解地震波动方程，因此模拟的地震波场包含了地震波传播的所有信息，但其计算速度相对于几何射线法要慢。

几何射线法也就是射线追踪法，属于几何地震学方法，由于它将地震波波动理论简化为射线理论，主要考虑的是地震波传播的运动学特征，缺少地震波的动力学信息，因此该方法计算速度快。

因为波动方程模拟包含了丰富的波动信息，为研究地震波的传播机理和复杂地层的解释提供了更多的佐证，所以波动方程数值模拟方法一直在地震模拟中占有重要地位。

地震台阵的数值模拟

地震台阵的数值模拟
地震是地球内部能量释放的结果，地震台阵是用来监测地震活动的重要工具。

通过对地震波的观测和分析，科学家们可以更好地了解地球的内部结构和地震活动规律。

在现代科技的支持下，地震台阵的数值模拟成为了研究地震活动的重要手段之一。

数值模拟是利用计算机对地震活动进行模拟和预测的过程。

通过建立地震波传播的数学模型，科学家们可以模拟各种地震活动的情况，包括地震波的传播路径、能量释放情况等。

这种模拟可以帮助科学家们更好地理解地震活动的机制，并为地震预测和减灾工作提供重要参考。

在地震台阵的数值模拟中，科学家们需要考虑很多因素，比如地球的结构、地震波的传播速度、地震源的能量释放等。

他们会建立复杂的数学模型，并通过计算机程序对地震活动进行模拟。

通过这种模拟，科学家们可以观察地震波在地球内部的传播路径，了解地震波在不同介质中的传播规律，从而推断地震源的位置和能量释放情况。

地震台阵的数值模拟在地震研究中发挥着重要作用。

通过模拟不同地震活动的情况，科学家们可以更好地理解地震波的传播规律，研究地震源的机制，预测地震的发生概率。

这种模拟还可以帮助科学家们评估地震对社会和经济的影响，指导地震减灾工作的开展。

在地震研究领域，地震台阵的数值模拟是一种非常重要的研究方法。

通过模拟地震活动的情况，科学家们可以更好地理解地球的内部结构和地震活动规律，为地震预测和减灾工作提供重要支持。

希望未来在地震研究领域能够进一步发展地震台阵的数值模拟技术，为人类提供更好的地震预警和减灾工作。

可控震源地震勘探中的参数选择

可控震源地震勘探中的参数选择薛海飞;董守华;陶文朋【摘要】在可控震源地震勘探野外施工过程中,不同的地质条件需要设置不同的激发参数,如何选择合适的激发参数便成了野外施工所必须关注的问题.笔者介绍了可控震源的震源台数、扫频大小、振动次数、扫描长度、扫描斜坡、振动幅度参数对地震记录质量的影响,并通过在九里山的激发试验,研究如何正确选择激发参数,以最大限度地提高可控震源地震勘探分辨率及地震记录的信噪比.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2010(034)002【总页数】6页(P185-190)【关键词】可控震源;参数选择;分辨率;信噪比【作者】薛海飞;董守华;陶文朋【作者单位】中国矿业大学,资源与地球科学学院,江苏,徐州,221116;中国矿业大学,资源与地球科学学院,江苏,徐州,221116;郑州煤炭工业(集团)有限责任公司,河南,郑州,450006【正文语种】中文【中图分类】P631.4近些年，如何提高地震勘探的分辨率与信噪比成了勘探工作者最关注的问题，特别是在一些地质条件复杂地区，很难将地震波能量有效地传入地下，直接影响着地震勘探的分辨率及信噪比。

笔者针对在砾石发育的九里山地区，对可控震源的激发参数展开讨论，通过对比分析选择出合适的激发参数，从根本上提高地震勘探的分辨率与信噪比。

随着勘探技术的不断发展，可控震源在煤田地震勘探中得到了越来越广泛的应用。

可控震源具有施工效率高、成本低、激发频率和振幅可以控制等优点，在一些地区可获得较好的资料，特别是在钻井困难地区其优点更为突出，因此，可控震源已成为一种普遍使用的勘探工具。

一般的地震勘探采用炸药作为震源，这种激发方式有一定的弊端，其破坏性极大。

可控震源则消除了这一缺点，它采用小震源多次激发，以适当的低功率在地表持续较长时间地向地下激发信号，然后再将所得到的信号做垂直叠加。

在叠加次数n线性增加的同时，有效信号相对于干扰信号增加了n倍。

因此，这种激发方式在理论上完全可以代替大药量炸药震源［1］，这不仅可以在利用组合方式上提高信躁比，而且在很大程度上减少了激发过程中震源的破坏性。

姚姚-地震数值模拟

（四）地震数值模拟的发展
最简单的地震数值模拟就是一维合成地震记录形成。它是利用声测井资料得到反射系数序列，然后与不同的地震子波进行褶积计算得到各种一维合成地震记录。其目的主要是要进行波阻抗反演。
后来发展了射线追踪方法，然后又发展波动方程数值模拟方法。
目前，全三维弹性波波动方程数值模拟已经步入了实用阶段，考虑更为复杂介质情况的全三维波动方程数值模拟也有可能了。
逆断层射线追踪数值模拟一炮的射线路径图正断层射线追踪数值模拟一炮的射线路径图
（一）射线追踪数值模拟的发展与应用
传统射线追踪数值模拟主要是使用两点射线追踪的试射法和弯曲法。
目前，射线追踪数值模拟在两个方面得到发展。一是在计算方法上，发展了适应性更强的程函方程法、波前重建法、最短路径法等；二是在克服只能得到运动学特征的问题上，发展了近轴射线追踪、动力学射线追踪、高斯束射线追踪等方法。
（二）地震数值模拟的应用
地震数值模拟在地震勘探、开发中的应用范围非常广泛，归纳起来最主要有如下三方面的应用：
1、在地震波场和地震勘探方法的理论研究中有重要的作用，利用它可以研究各种复杂地质条件下的地震波场响应特征和验证新方法的可靠性。
2、在地震资料采集、处理和解释中均起着重要的辅助作用（如观测系统的设计、解释结果的验证、处理方法的使用等）。现在我们面临着越来越复杂的地质对象，可以说，离开它地震方法寸步难行。
垂直分量（左）
水平分量（右）
双层介质波动方程数值模拟一炮地面记录
射线追踪数值模拟只能模拟地震场的运动学特征，但是运算速度快，而且提供的射线图十分直观，在生产实际中还是很受青睐的，其方法也比较成熟。但是它存在盲区、焦点等难以解决的问题，特别是缺少地震波的动力学特征，需要改进。

大尺度地震波的数值模拟与预测

大尺度地震波的数值模拟与预测地震是地球内部能量释放的一种自然现象，会造成巨大的破坏和人员伤亡。

了解地震波的传播规律以及对其进行准确的模拟与预测对于地震灾害的预防和减轻具有重要意义。

本文将探讨大尺度地震波的数值模拟与预测方法，并分析其在地震灾害管理中的应用。

地震波是地震能量释放后在岩石、土壤和水体中传播所产生的波动，其传播速度和路径受到地质构造和介质性质的影响。

数值模拟地震波传播可以通过在计算机中解析地震方程来实现。

地震方程是描述地震波传播的基本方程，通常采用波动方程形式。

通过在三维空间中离散地震方程，可以得到地震波在不同地点的振幅和传播速度信息，从而实现对地震波传播的模拟。

为了进行大尺度地震波的数值模拟，需要获取大规模的地质结构模型和地震波速度模型。

地质结构模型可以通过地质勘探和地震资料分析得到，用于刻画地下介质的层状结构和性质。

地震波速度模型则是描述地震波在不同介质中传播速度的参数，可以通过地震资料和地震勘探技术获取。

利用这些模型，可以在计算机中建立相应的数值模型，在模拟地震波传播之前对其进行预测。

在进行地震波数值模拟之前，需要进行验证和校准。

验证是指将数值模拟结果与实测资料进行对比，以验证模拟的准确性和可靠性。

校准则是通过调整模拟参数，优化地震波模拟结果，使其与实测资料吻合程度更高。

验证和校准过程的完成可以提高地震波数值模拟的可信度，并为后续的预测工作打下基础。

大尺度地震波的数值模拟可以用于地震灾害管理的多个方面。

首先，通过模拟地震波在不同介质中的传播，可以预测地震造成的破坏范围和程度。

这对于城市规划、建筑设计以及灾害应急管理具有重要意义，可以提前采取相应的措施减轻地震灾害的影响。

其次，模拟地震波传播还可以用于评估地震烈度和地表运动速度，为地震灾害风险评估提供依据。

最后，地震波数值模拟还可以帮助科学家深入研究地震过程和地震发生机理，为地震灾害的原因和规律提供科学依据。

然而，大尺度地震波的数值模拟和预测也面临一些挑战。

可控震源地震勘探的数值模拟

2u -
1 v2
52 u 5 t2
=-
s ( t)δ( x -
xS , z -
zS)
,
图 2 给出了可控震源模拟的原始合成地震记
t > 0 ,0 < x < 1 000 , 0 < z < 400 ; (1) 录。由图 2 可见 ,从可控震源的原始记录中无法分
5u 5t
|
t =0
=
u | t=0
=0
( x , z)
∈Γ
S
=-
v2D
5 uD 5n
|
( x , z)
∈Γ
S
。(7)
其中 uU , uD 分别为内部边界ΓS 上面和下面的波场
值 , vU , vD 分别为内部边界ΓS 上面和下面的介质波
图 3 相关地震剖面 Fig. 3 Correlation seismogram section
经相关处理后的剖面 (称为相关地震剖面) 如图
冲震源地震勘探的数值模拟研究在地震勘探领域中一直都相当活跃[ 4～6] ,但在电磁驱动式可控震源地震勘探的数值模拟及其特殊规律的研究பைடு நூலகம்面却很少见到相关的文献报道。浅层高分辨率地震探测是城市活断层探测的有效方法之一 ,电磁驱动式可控震源由于不具有破坏性 ,将成为城市浅层地震探测可供选用的最主要的一种震源。研究电磁驱动式可控
中 ,同相轴波形的起跳点对应的是界面的位置信息 , 见 ,这种整体锥化技术对人们真正感兴趣的反射波
比如图 4 中来自 180 m 界面的反射波在剖面左侧第是不利的。采取局部锥化技术 ,在锥化比例适当的
一个地震道上波形的起跳点所对应的时间为 0. 182 情况下可以在压制旁瓣效应方面收到一定的效果。

多震源地震勘探方法技术分析

多震源地震勘探方法技术分析多震源地震勘探方法技术是一种高效的地震采集和处理方法的新技术，能够大幅度提高数据采集作业效率，缩短施工周期，还能够降低勘探成本。

本文全面阐述了多震源地震，并对多震源地震数值模拟进行了全面的分析，探究了多震源地震数据分离技术。

标签：多震源地震勘探方法技术分析0引言多震源地震勘探方法技术经过较长时期的发展，而由于多震源地震勘探方法技术能够有效的提高采集作业的效率，在地震勘探方面也得到了较大的发展，还能够有效的获取宽方位地震数据。

1多震源地震综述可控震源地震技术最早出现与美国和苏联，一经出现就得到了较大的发展前景，相比常规炸药震源存在诸多优点。

比如利用相应的措施可以知道可控震源的地震信号，进而实现对其频率进行人为控制；探究多震源地震激发技术主要采用的方法是多震源地震波数值模拟，该方法也是也是多震源观测系统设计和数据采集与处理的理论基础。

2多震源地震数值模拟分析多震源地震数值模拟的观测系统是在常规的观测系统基础之上进行重新设计的，根据弹性波方程交错网格高阶差分解，针对于多震源地震数值的模拟分析可以从多震源激发二维弹性波方程数值模拟，以及三维声波方程数值模拟进行分析。

2.1多震源激发二维弹性波方程数值模拟随着多震源技术的不断进步，可以极大的提高野外工作的效率。

影响多震源的因素主要有震源个数、随机延迟时间以及震源位置，那就能够通过相关的理论依据，模拟分析出弹性波地震数值。

假设将密度设为常数1.1g/cm3，那么将如图1所示，这一模型的大小为3380*576，纵横空间网格间距dx=dz=11m，纵波的最小速度为2575m/s，速度最大为4654m/s，那么横波的最小速度将为1487m/s，最大速度则是2670m/s。

而单炮间距约为105m，道间距约为52m，最小的偏移距约为2540m。

震源采用的主频为15赫兹的Ricker子波，采用交错网格高阶有限差分进行数值模拟，其精度为四阶，空间约为十阶。

地震波数值模拟技术转载

地震波数值模拟技术转载地震数值模拟在地震勘探和地震学各工作阶段中都有重要的作用。

在地震数据采集设计中，地震数值模拟可用于野外观测系统的设计和评估，并进行地震观测系统的优化。

在地震数据处理中，地震数值模拟可以检验各种反演方法的正确性。

在地震数据处理结果的解释中，地震数值模拟又可以对地震解释结果的正确性进行检验。

由于实际工作中所模拟的介质不同，所用的模拟方程也不一样。

根据模拟方程的不同，波动方程数值模拟主要有:声波模拟、弹性波模拟、粘弹性波模拟以及裂隙和孔隙弹性模拟等。

由于可以用射线理论、积分方程、微分方程来描述地震波的传播，模拟方法也相应地有射线追踪法、积分方程数值求解方法以及微分方程数值求解方法。

射线追踪方法通过求解程函方程计算地震波旅行时，通过求解传播方程计算地震波振幅。

该方法以高频近似为前提，适合于物性缓变模型中地震波传播模拟。

模型简单时该方法具有计算速度快的突出优点，正因为如此，它在地震成像、旅行时层析等方面得到广泛应用。

也正是高频近似，该方法不适合物性参数变化较大模型中地震波的传播模拟。

积分方程数值求解地震波数值模拟方法是基于惠更斯原理而得到的一种波场计算方法，它又可以分为体积分方法和边界积分方法。

该方法的半解析特征，使其在成像，反演理论研究和公式推导方面具有得天独厚的优势。

由于涉及Green函数的计算，该方法一般适合于模拟具有特定边界地质体产生的地震波，而要求该地质体周围为均匀介质。

因此，该方法的适应范围受到严格限制。

微分方程方法使对计算区域网格化，通过数值求解描述地震波传播的微分方程来模拟波的传播。

就目前看来，该方法对模型没有任何限制，在地震波模拟中使用最为广泛，主要问题是计算量比较大，对计算机内存要求较高;其中，有限差分法(FD)、有限元法(FE)以及傅立叶变换法(PS)是这类模拟方法中使用较多的方法。

近年来还出现界于有限差分法和有限元法之间的有限体方法(FV)，在理论上应该具有有限元法网格剖分的灵活性，又具有有限差分计算快速的特点，但在简单的矩形网格情况下，该方法完全退化为有限差分法。

地震勘探中可控震源参数的选择

地震勘探中可控震源参数的选择摘要小折射低速带调查结果表明勘探区无潜水位，且低、降速层厚度大，利用井炮激发成孔困难、成本高，不易取得好的地震资料，确定了激发方式为可控震源激发。

针对勘探区情况，在生产前通过试验确定了可控震源施工的具体参数，包括震动次数、扫描频率、扫描长度、驱动电平等。

最终资料表明：在无潜水位且低、降速层厚度大的沙漠、戈壁区利用可控震源激发进行地震勘探是可行的。

关键词地震勘探；可控震源；参数选择中图分类号p631.4 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2013）88-0104-02陆上地震勘探最常用的激发方式是炸药激发，一般炸药激发需要在潜水面以下的黏土层中激发，如果潜水面过深，要选择在致密的岩层中激发。

但是在沙漠、戈壁、黄土、砾石区潜水面很深，而且表浅层岩性松散，根本无法满足炸药激发所需要的条件，另外炸药也不环保，会对环境造成污染。

除了炸药激发外，还有一种激发方式是可控震源激发，它的原理是通过震源车产生震动，不断将能量传到地下，由于其不需要钻井，适用于炸药震源无法施工的地区。

可控震源自身还有其它一些优点，诸如在定范围内能量大小可调、信号频谱和幅度可控等，这些都是炸药震源不具备的。

因此，可控震源越来越多的应用于地震勘探工作中。

本文通过结合某沙漠、戈壁勘探区的实际地震勘探工作，对可控震源的一些主要的激发参数的选择进行探讨，通过专业软件定量分析，优选出了合适的可控震源激发参数。

1 勘探区的地震勘探难点分析及解决对策勘探区位于沙漠、戈壁区，区内广泛分布着第四系松散砾石、粉沙和其他堆积物。

通过小折射进行低速带调查得到的结论是，勘探区无潜水位，且低、降速层厚度大，40m～50m不等。

本次勘探区进行地震勘探主要难点有以下两点：一是低、降速层厚度大，要想在理想高速层内放炮激发，需要钻很深的井，成孔费用高，而且表浅层沉积物松散，成炮孔难，容易塌孔；二是松散的第四系对地震波的高频成分有严重的吸收衰减作用，易产生面波、声波和其它次生干扰。

地震勘探中的数值模拟

地震勘探中的数值模拟地震勘探是指通过部署地震探测仪器、采集地震波数据以及对数据进行处理和解释等一系列行动，来获取地下地貌、地质构造、岩层厚度、地层分布、矿产分布等信息的一种技术手段。

地震作为一种可计算的现象，因此我们可以通过数值模拟来更好地理解和预测地震勘探的效果和结果。

数值模拟是通过计算机模拟真实的物理现象，来寻求某些变量之间的关系以及对特定条件的反应，通常将物理规律以数学公式和算法的形式表达出来，然后利用计算机的计算能力求解。

在地震勘探中，数值模拟是一种重要的工具，可以对野外实测数据进行较为精确的模拟和计算，提高勘探效率和准确度。

一、数值模拟在地震勘探中的作用1. 预测地震波传播路径和覆盖面积在地震波传播过程中，地震波会在不同的介质中发生反射、折射等现象，因此地震波传播路径并不是单一的，而是呈现出复杂的波动形态。

通过数值模拟，可以在计算机中对地震波传播路径和覆盖面积进行预测，从而快速找到合适的实际测量点位，提高勘探效率和准确度。

2. 提高地震数据处理和解释的准确度在地震数据处理和解释过程中，我们通常需要更好地理解地震波在地下介质中传播的路径和规律，从而推断出地下介质的物理特征和构造情况。

而数值模拟可以提供较精确的地震波传播路径和规律预测，以及地下介质模型和物理特征参数的反演，在进行数据处理和解释时，可以帮助我们更好地理解数据意义，提高准确度。

3. 预测地震勘探效果和结果在进行地震勘探之前，我们通常需要事先进行预测，以确定合适的探测方法和点位，从而提高效率和准确度。

而数值模拟可以对采集数据进行模拟和计算，预测实际勘探的效果和结果，从而帮助我们快速找到合适的勘探目标，提高勘探效率和准确度。

二、数值模拟在地震勘探中的应用方法及技术1. 数值模拟方法数值模拟在地震勘探中的应用，通常采用声波传播方程模拟方法和有限差分法模拟方法等方法。

声波传播方程模拟方法是基于声波传播方程，根据研究对象和题目所需要的计算精度和运行速度，采用空间有限差分或积分算法进行数值求解。

数值模拟方法在地震预测中的应用

数值模拟方法在地震预测中的应用地震是地球上常见的自然灾害之一，给人们的生命财产安全带来了巨大威胁。

为了更好地预测和应对地震，科学家们通过数值模拟方法进行研究，以期提高地震预测的准确性和可靠性。

一、地震的成因和特征地震是地球内部能量释放的结果，通常由地壳中的断层活动引起。

地震的特征包括震源、震源深度、震级和震中等。

震源是地震发生的具体位置，震源深度是指地震发生的深度，震级是用来描述地震能量大小的指标，而震中则是地震发生地点的地理位置。

二、数值模拟方法的基本原理数值模拟方法是一种基于物理模型和数学计算的地震预测方法。

它通过建立地震波传播的数学方程，模拟地震波在地下的传播过程，从而预测地震的发生和影响。

数值模拟方法主要包括有限元法、有限差分法和边界元法等。

有限元法是一种将地震波传播过程离散化为有限个小区域进行计算的方法。

通过将地震波传播区域划分为许多小单元，建立各个小单元之间的相互作用关系，可以模拟地震波在地下的传播过程，并预测地震的发生和影响。

有限差分法是一种将地震波传播过程离散化为有限个时间步长进行计算的方法。

通过将地震波传播过程划分为一系列时间步长，分别计算每个时间步长内地震波的传播情况，可以模拟地震波在地下的传播过程，并预测地震的发生和影响。

边界元法是一种将地震波传播过程离散化为有限个边界进行计算的方法。

通过将地震波传播区域的边界划分为一系列小边界，计算每个小边界上地震波的传播情况，可以模拟地震波在地下的传播过程，并预测地震的发生和影响。

三、数值模拟方法在地震预测中具有重要的应用价值。

首先，数值模拟方法可以帮助科学家们更好地理解地震的产生机制和传播规律。

通过模拟地震波在地下的传播过程，科学家们可以研究地震波与地下结构的相互作用，揭示地震波传播的规律，为地震预测提供理论依据。

其次，数值模拟方法可以用于地震预测和灾害评估。

通过模拟地震波在地下的传播过程，科学家们可以预测地震的发生时间、震级和震中等，为地震预警和灾害应对提供重要依据。

震源机制的数值模拟与计算

震源机制的数值模拟与计算震源机制是指地震发生时弹性波在地下旋转的方式，包括三个基本方向：沿X，Y，Z轴的压缩、横向切割和扭曲。

研究震源机制是了解地震发生的物理机制和预测地震危险性的重要手段之一。

传统的震源机制研究需要依赖大量的地震观测数据，其精度难以达到高精度计算的水平。

近年来，随着计算机技术的飞速发展，基于数值模拟的震源机制研究逐渐成为热门研究领域，其精度和准确性得到了大幅提升。

本文将介绍震源机制的数值模拟与计算的研究现状、方法、应用以及未来的发展方向。

一、震源机制数值模拟的研究现状以往的震源机制研究主要依赖地震测量资料，可观测地震发生后的位移、变形等信息，从而推断地震的震源机制。

但是，由于测量资料存在误差和数据不足等问题，这种方法的精确性和可靠性有限。

随着大规模数值模拟技术的快速发展，基于计算机算法的震源机制数值模拟成为了震源机制研究的重要手段。

目前，震源机制数值模拟的方法主要有三类：（1）有限元法；（2）有限差分法；（3）边界元法。

其中，有限元法和有限差分法是目前应用最广泛的方法，在震源机制数值模拟的研究中占据着主导地位。

二、震源机制数值模拟的方法1. 有限元法有限元法是一种广泛应用于工程领域的数值分析方法，也可应用于地震领域，可模拟弹性波传播的特征。

该方法将模型分成许多小部分，对每一部分做力学运算，以此来计算整个系统的行为。

具体而言，用小三角形或四边形组成的三角剖分网格来模拟衰减物理方程，并进行力学计算。

一次有限元模拟能给出所有波分量的震源机制。

这种方法有助于建立基于地震波形的研究方法，并具有良好的可扩展性和适应性。

然而，它在计算速度和内存使用等方面有一定的不足。

2. 有限差分法有限差分法是一种非常广泛的数值方法，用于模拟实现弹性波的传播和分布。

该方法将物理区域划分成小区域，用差分方程处理，并在计算流程中迭代。

有限差分法能够用简单的数据结构来重建网格，可以快速建立跨越不同尺度的复杂地震研究模型。

可控震源计算实验报告

一、实验目的通过本次实验，了解可控震源的工作原理，掌握可控震源的计算方法，熟悉可控震源在石油勘探中的应用，提高对地震勘探技术的认识。

二、实验原理可控震源是一种利用机械振动产生地震波，模拟天然地震的震源。

其工作原理是将振动源安装在震源车上，通过控制振动源的振动参数（如振幅、频率、持续时间等），产生具有特定波形和能量的地震波。

可控震源的计算主要包括以下几个方面：1. 振动源参数计算：根据地震勘探的需求，确定振动源的振幅、频率、持续时间等参数。

2. 震源函数计算：根据振动源参数，推导出震源函数，即描述地震波产生的数学表达式。

3. 地震波传播计算：根据地震波传播的物理规律，计算地震波在地下介质中的传播过程。

4. 数据采集与处理：根据地震波传播结果，进行数据采集和处理，提取地下信息。

三、实验步骤1. 振动源参数计算根据地震勘探的需求，确定振动源的振幅、频率、持续时间等参数。

例如，振幅设为1m/s，频率设为10Hz，持续时间设为10s。

2. 震源函数计算根据振动源参数，推导出震源函数。

设振动源为简谐振动，则震源函数可表示为：F(t) = A sin(2πft)其中，A为振幅，f为频率，t为时间。

3. 地震波传播计算根据地震波传播的物理规律，计算地震波在地下介质中的传播过程。

假设地下介质为均质、各向同性，地震波传播速度为v，则地震波传播距离为：s = vt其中，s为地震波传播距离，v为地震波传播速度，t为地震波传播时间。

4. 数据采集与处理根据地震波传播结果，进行数据采集和处理。

采集数据包括地震波振幅、时间等参数。

数据处理主要包括以下步骤：（1）数据滤波：去除噪声和干扰信号。

（2）时间窗提取：提取地震波传播过程中的有效信号。

（3）偏移成像：根据地震波传播规律，对采集数据进行偏移成像，提取地下信息。

四、实验结果与分析1. 振动源参数计算根据实验要求，振动源的振幅为1m/s，频率为10Hz，持续时间为10s。

2. 震源函数计算根据振动源参数，推导出震源函数为：F(t) = 1 sin(2π 10 t)3. 地震波传播计算假设地下介质为均质、各向同性，地震波传播速度为v，则地震波传播距离为：s = vt4. 数据采集与处理根据地震波传播结果，进行数据采集和处理。

可控震源在淮北某矿三维地震勘探中的应用

信息科学科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald165①作者简介：岳洪波（1965—），男，汉族，江苏无锡人，本科，高级工程师，研究方向：复杂地形条件、地质条件和煤层赋存条件下的煤矿采区三维地震勘探采集、处理与解释一体化模式及主要关键技术。

DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.26.165可控震源在淮北某矿三维地震勘探中的应用①岳洪波(江苏煤炭地质物测队江苏南京 210046)摘要：淮北某矿主采煤层为二叠系煤层，断裂构造复杂，倾角一般13°～25°，赋存标高为-290m～1320m，采用14L ×27S ×128T ×7R ×72次规则束状观测系统进行三维地震勘探，勘探区地处城乡结合部，中北部有省道，另外村庄较多，部分地段连片且建筑物密集，无法正常铺线及成孔激发，运用可控震源和炸药震源联合激发技术，同时做好可控震源激发质量控制，圆满完成了地震数据采集，取得了满意的效果。

关键词：三维地震勘探可控震源密集建筑物地震数据采集中图分类号：P631.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)09(b)-0165-03伴随地震勘探仪器带道能力的加大，煤层赋存条件多变、复杂地形条件、构造特别复杂区域三维地震勘探成为可能，目前地质任务越来越高，采用地震反射面元（CDP ）5m×10m及5m×5m，宽方位高精度三维地震观测系统进行地震数据采集，成为采区三维地震勘探常用观测系统。

山东、安徽煤矿采区三维地震勘探一般采用炸药震源激发，淮北某矿三维地震勘探区村庄连片、建筑物密集无法正常铺线及成孔激发，运用可控震源和炸药震源联合激发技术，圆满完成了地震数据采集工作，获得了满意的效果。

1 概况1.1 勘探区位置勘探区地处淮河流域冲积平原，地势平坦，地表高程一般为+32m左右，潜水位约5.0～8.0m。

数值模拟在地震预测中的应用

数值模拟在地震预测中的应用地震是一种自然界的灾害，它会给人们的生命和财产带来毁灭性的打击。

因此，对地震的预测一直是人类科学家所关注的重要课题。

随着计算机技术的不断发展，数值模拟成为了地震预测的一种强有力的工具，它可以从理论上预测出地震发生前的信号，为人们提供预警和避难时间，从而减少地震带来的损失。

一、数值模拟的概念与意义数值模拟是指将真实的物理系统转化为数学模型，在计算机上进行运算，从而得出与实际物理系统相近的结果的过程。

数值模拟在大多数科学领域中都有着重要的应用，其中地震学是其中的一个重要领域。

在地震学中，数值模拟的主要作用是预测地震前的地震波传播规律、地震后震源暴露规律和岩土体加固设计效果等。

它可以准确的模拟出地震带来的波动，预测出地震后震源位置和规律，并通过模拟研究岩土体的加固效果，对地震灾害的防范和减轻有重要的作用。

二、数值模拟在地震预测中的应用（一）地震前的地震波传播规律预测地震前地震波传播规律预测是地震预测的重要部分，数值模拟在其中有着重要的应用。

通过建立岩石的物理学模型，使用有限元分析等方法对地震波在地表和岩土体中的传播规律进行模拟，并得出在地震发生前的地震波传播规律。

这种预测可以为人们提供预警和避难时间。

（二）地震后震源暴露规律预测除了地震前的预测，地震后的震源暴露规律预测也是地震预测中重要的一部分。

在地震发生后，通过模拟地震波在岩体中的传播规律，可以预测出震源位置和规律，为人们提供预警和救援时间。

（三）岩土体加固设计效果模拟岩土体加固设计效果模拟是数值模拟在地震预测中的另一个重要应用。

有很多地区经常会发生地震，而且地震引起的损失往往非常严重。

因此，通过模拟岩土体的加固效果，可以为人们提供防范和减轻地震灾害的方法。

三、数值模拟在地震预测中的优点（一）预测精度高数值模拟是一种基于物理学和数学模型的方法，因此可以较为准确的预测地震的发生和后果。

通过建立地震波传播模型，可以准确的预测地震前后的地震波传播规律，快速的预警人们以便避难。

可控震源地震勘探中的数值模拟法应用

可控震源地震勘探中的数值模拟法应用崔宏良;王瑞贞;陈敬国;张学银;程展展;王嘉【期刊名称】《石油地球物理勘探》【年(卷),期】2017(052)002【摘要】可控震源激发信号的设计和选择直接影响资料的信噪比.通过对比不同震源信号激发的实际单炮记录选取最佳激发信号的常规方法成本较高.本文基于地震勘探基础理论,通过信号自相关提取不同震源信号的子波,将该子波与实际反射系数做褶积运算,进而通过分析、研究所得数值模拟地震道记录评判激发信号的优劣.由于不受其他因素的影响,数值模拟结果直观而单纯地反映了不同震源信号对地震资料的影响,所得结论可靠.在WLH探区的实际应用效果表明,该方法能为可控震源信号的设计提供现实指导.【总页数】6页(P209-213,219)【作者】崔宏良;王瑞贞;陈敬国;张学银;程展展;王嘉【作者单位】中国石油大学地球物理与信息工程学院,北京102200;中国石油东方地球物理公司华北物探处,河北任丘062552;中国石油东方地球物理公司华北物探处,河北任丘062552;中国石油东方地球物理公司华北物探处,河北任丘062552;中国石油大学地球物理与信息工程学院,北京102200;中国石油东方地球物理公司华北物探处,河北任丘062552;中国石油东方地球物理公司华北物探处,河北任丘062552;中国石油工程设计公司华北分公司,河北任丘062552【正文语种】中文【中图分类】P631【相关文献】1.排队论在可控震源地震勘探施工作业中的应用 [J], 高鲁阳;丁闫;孙仕胜;邸海龙2.可控震源在淮北某矿三维地震勘探中的应用 [J], 岳洪波3.可控震源在腾格里沙漠地区地震勘探中的应用 [J], 刘波;杨斌;何风;杨帆4.可控震源在额合宝力格煤田三维地震勘探中的应用及效果分析 [J], 林全章5.VSC可控震源导航系统在地震勘探中的应用 [J], 曹新江;杨丽青;刘金中;王久月;吴仁杰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。