地震记录数值模拟的褶积模型法实验报告

地震记录数值模拟的褶积模型法

实验报告

专业：勘查技术以工程

学号： XXXXXXXXXXXXXXX

姓名： XXXXXXXXXXXXX

实验题目：地震记录数值模拟的褶积模型法实验报告一、实验目的

掌握褶积模型基本理论;

实现方法与程序编制;

由褶积模型初步分析地震信号的分辨率问题。

二、实验原理和方法：

1、褶积原理

地震勘探的震源往往是带宽很宽的脉冲，在地下传播、反射、绕射到测线，传播经过中高频衰减，能量被吸收。吸收过程可以看成滤波的过程，滤波可以用褶积完成。在滤波中，反射系数与震源强弱关联，吸收作用与子波关联。最简单的地震记录数值模拟，可以看成反射系数与子波的褶积。通常，反射系数是脉冲，子波取雷克子波。

（1）雷克子波:

（2）反射系数:

（3）褶积公式:

数值模拟地震记录trace(t):

trace(t) =rflct(t)*wave(t)

反射系数的参数由z变成了t，怎么实现？在简单水平层介质，分垂直和非垂直入射两种实现，分别如图1和图2所示。

1）垂直入射：

t=2*h/v

2）非垂直入射：

2、褶积方法

（1）离散化（数值化）

计算机数值模拟要求首先必须针对连续信号离散化处理。反射系数在

空间模型中存在，不同深度反射系数不同，是深度的函数。子波是在时间记录上一延续定时间的信号，是时间的概念。在离散化时，通过深度采样完成反射系数的离散化，通过时间采样完成子波的离散化。如果记录是Trace(t)，则记录是时间的函数，以时间采样离散化。时间采样间距以 t表示，深度采样间距以 z表示。在做多道的数值模拟时，还有横向x的概念，横向采样间隔以 x表示。

离散化的实现：

或：

（2）离散序列的褶积

三、实验内容

1、垂直入射地震记录数值模拟的褶积模型；

2、非垂直入射地震记录数值模拟的褶积模型；

3、点绕射的地震记录数值模拟的褶积模型；

三、实验步骤

（一）实验一：

1、根据垂直入射褶积模型理论算法，填充程序（附后）的下划线部分，使程序完整，调试程序，算出结果，用“Fimage”显示软件显示褶积结果；

2、根据非零偏移距算法，编制非零偏移距褶积模型程序，算出结果，用“Fimage”显示软件显示褶积结果。（参考垂直入射褶积模型理论算法和程序，子波与反射层不变）；

3、变换子波的长度Nw和主频fm，重复1和2；

（1）Nw=80的情况下：1）fm=5，2）fm=10，3）fm=15，3）fm=20，3）fm=55；

（2）Nw=160的情况下：1）fm=5，2）fm=10，3）fm=15，3）fm=20，3）fm=55；

（二）实验二：两层反射界面

如图3所示为两层反射界面的模型，对比不同间距H12情况下，不同长子波长度Nw和主频fm的褶积模型。

1、H12=20m时：

（1）Nw=80的情况下：

1）fm=5，2）fm=10，3）fm=15，4）fm=20，5）fm=55；

（2）Nw=160的情况下：

1）fm=5，2）fm=10，3）fm=15，4）fm=20，5）fm=55；

2、H12=40m时：

（1）Nw=80的情况下：1）fm=5，2）fm=10，3）fm=15，3）fm=20，3）fm=55；（2）Nw=160的情况下：1）fm=5，2）fm=10，3）fm=15，3）fm=20，3）fm=55；

3、H12=60m时：

（1）Nw=80的情况下：1）fm=5，2）fm=10，3）fm=15，3）fm=20，3）fm=55；（2）Nw=160的情况下：1）fm=5，2）fm=10，3）fm=15，3）fm=20，3）fm=55；

4、H12=80m时：

（1）Nw=80的情况下：1）fm=5，2）fm=10，3）fm=15，3）fm=20，3）fm=55；（2）Nw=160的情况下：1）fm=5，2）fm=10，3）fm=15，3）fm=20，3）fm=55；

（三）点绕射的褶积模型

（1）地质模型与参数：

如图4所示为点绕射模型

（下图）及其地震记录（上图）。

参数为：Nx=128，Nz=200，

V=3500m/s,h=1000m。如图4图下

图所示，地下绕射点位置为：(Ix0=NX/2,Iz0=1000/20)。其他参数与前述同。

（2）走时计算

如图4所示，绕射点正上方检波器的自激自收世间为t0：

t0=2h/v

任意位置检波器的自激自收世间为ti：

（3）褶积模型

爆炸反射界面传播到检波点的脉冲值游侠是计算：

（四）观察并记下实验结果图

四、实验结果分析

1、结果显示

（1）源程序段：

实验一.垂直入射地震记录数值模拟的褶积模型

单层反射界面

///// 预处理部分/////

#include

#include

#include

int Cnltn(float,float);

int Rflct(float,float,float);

int Wave(float,float);

#define Nx 128

#define Nt 256

#define Nw 160

///// 主程序波分/////

void main()

{

float

dt=0.004,dx=20,fm=20,h=1000,v=30 00;

int iflag_Co,iflag_Re,iflag_Wv;

if(iflag_Wv=Wave(fm,dt)!=1)printf("W ave is error");

if(iflag_Re=Rflct(dt,h,v)!=1)printf("Ref lection is error");

if(iflag_Co=Cnltn(dt,dx)!=1)printf("Co nvosion is error");

}

///// 函数实现部分/////

//Wave Formaingfunction ///

int Wave(float fm,float dt)

{

FILE *fpw;

int It;

float Wa[Nw],t;

double pai=3.1415926;

if((fpw=fopen("wave.dat","wb"))==NU LL)printf("Connot open file ""wave""");

for(It=0;It

{

t=(float)(It+1)*dt;

///// 雷克子波的计算/////

Wa[It]=(float)(1-2*pai*pai*fm*fm*t*t)*( float)exp(-2*pai*pai*fm*fm*t);

fwrite(&Wa[It],sizeof(Wa[It]),1,fpw); }

fclose(fpw);

return(1);

}

///// Reflect Formaing function /////

int Rflct(float dt,float h,float v)

{

FILE *fpr;

int It,Ix,Ltdpth;

float t;

float Re[Nt];

if((fpr=fopen("Reflect.dat","wb"))==N ULL)printf("Connot open file

""Reflect""");