[发明专利]一种瑞雷面波速度分析方法

说明书

技术领域

本发明属于地震瑞雷面波速度参数提取技术领域，特别涉及一种瑞雷面波速度分析方法。

背景技术

瑞雷面波在研究地球内部结构、近地表各种工程勘查问题中，尤其在近地表地层结构与属性特征获取方面，是一种非常有效的地震勘探方法。由于瑞雷面波存在频散特性，现有方法一方面主要是基于f-k谱来提取瑞雷面波频散曲线，根据频散曲线特性进而可提取相应的地层结构、构造等信息；同时，由于瑞雷面波与横波速度密切相关，因此，处理瑞雷面波的方法另一方面是通过提取瑞雷面波的频散曲线来反演横波速度，进而获取地层结构、构造等信息来达到勘探的目的。其实，瑞雷面波中隐含的信息是非常丰富的，现有方法存在两方面的缺陷：一方面是处理后提取的信息有限，体现的地质信息过于单一、不够直观，直接解决实际地质问题的能力有限；另一方面，瑞雷面波穿透深度概念比较模糊，未能直接建立瑞雷面波隐含的地质信息与深度的关系，从而影响瑞雷面波解决实际地质问题的能力。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提出了一种瑞雷面波速度分析方法，该方法具有瑞雷面波速度信息提取简单、方便，瑞雷面波速度与深度对应直观、明了，直接解决实际地质问题和精度较高的优点。

为了实现上述步骤，本发明采用的技术方案是：一种瑞雷面波速度分析方法，包括如下步骤：

第一步，将含有m道，每道有n个采样点，时间采样率为                                                的单炮瑞雷面波地震记录读取到二维数组g中；

第二步，对g进行二维傅里叶变换，得到f-k谱，二维离散傅里叶正变换为：

       

  

其中，k为波数，为波数采样率，j₀=1，2，…，m，为波数采样序号；f为频率，为频率采样率，l₀=1，2，…，n，为频率采样序号；j=1，2，…，m，为道序号；l=1，2，…，n，为采样点序号；为道间距，为最小偏移距，x为偏移距；为时间采样率，t为采样时间； 为虚数单位；

第三步，建立穿透深度（h）、速度（v）与频率（f）、波数（k）、波长（λ）、泊松比（σ）之间的关系，具体如下：

                                                

                                            

瑞雷面波的穿透深度（h）与波长（λ）和泊松比（σ）有关，其关系式为：

       

则穿透深度h与速度v的关系为：

                                             

其中，C为与泊松比有关的深度校正因子，通常，近地表地层的泊松比范围在0.2～0.35之间，因此，深度校正因子C取值范围一般为0.625～0.75；

第四步，依据瑞雷面波穿透深度（h）、速度（v）与频率（f）、波数（k）、波长（λ）、泊松比（σ）之间的关系，将f-k谱中对应（k，f）坐标的能量映射到h-v谱中对应（v，h）坐标的位置，同时选定h-v谱输出的坐标范围并成图；

第五步，基于h-v谱，从浅至深依次拾取h-v谱中的强能量团，并提取对应的（v，h）坐标值，便实现了瑞雷面波速度分析。

本发明的有益效果是：