[发明专利]地震SH波三维勘探采集与处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地震SH波三维勘探采集与处理的方法，属于地震、地质勘探技术领域。

背景技术

横波是二种体波之一，命名为S波(secondary wave,或shear wave,)是因为它的速度仅次于纵波(P波，传播速度最快的地震波)。S波在地球内部介质传播过程中，质点的震动方向与地震波能量传递方向是垂直的，这与P波是不同的。S波通过弹性介质传播，而主要的恢复力来自于剪切效应。

地震横波勘探有两种类型，一种是SV波，是指质点在包括射线在内的铅垂面内振动的横波，即质点的振动和波的传播射线都在通过测线的铅垂面内，水平检波器沿X方向布置；一种为SH波，是质点在水平面内振动的横波，波在射线平面内传播时，质点的振动在垂直于射线平面的水平面内振动，水平检波器沿Y方向布置。

SH波勘探的优势：

①、在地震勘探技术领域中，横波与纵波相比，具有速度低、频率低、波长短，且不受地下水影响的优点。因此，横波地震勘探可以达到纵波地震勘探所无法达到的分辨率和精确度，能更好的探测第四纪覆盖层厚度及其下伏基岩小构造。

②、SH波波场相对简单。当入射波为SH波时，SH波在反射过程中一般不会产生转换波，只产生同类的反射和透射波，而不发生波形的转换，也就是所谓的自生波。常规反射纵波勘探中，入射纵波(P波)会在介质分界面转换为SV波，在SV、P波相会并干涉的情况下就会有瑞雷面波的出现。瑞雷面波在反射地震勘查中是作为干扰波存在的，能量特别强，多数的处理手段就是围绕着压制这个干扰而进行的。

③、SH波数据处理容易。在石油、煤田等反射纵波地震勘探中，由于勘探目的层比较深，特别是浅层土壤或风化层的速度比较低，反射纵波和面波的视速度差异很大，在采集的时候用检波器组合方法，并(或)采用多次覆盖观测系统进行共中心点叠加的方法，可以有效压制瑞雷面波。但在工程勘察领域的浅层地震勘探中，由于勘探目的层很浅,只有几米～几十米，反射纵波与瑞雷面波的视速度差异变小，且采集的时候无法使用检波器组合方法，加上成本的问题覆盖次数也不高，压制瑞雷面波的方法不再有效，常规的浅层反射纵波地震勘探效果较差。而在SH波勘探中则不会接收到高能量的瑞雷面波，数据采集和处理都相对简单。

④、横波速度是岩土工程和建筑工程中的一个关键参数，它与土力学和基础工程学中的地层硬度(强度)密切相关，也是评价地下岩土动力学行为和进行地震区划的重要参数。

由于上述原因，SH波在工程勘察中具有很大的优势，二维SH波浅层地震勘探正逐渐发展和得到推广。

三维SH波勘探的困难：三维SH波地震勘探主要有两个困难：⑴、激发SH波困难；⑵、目前还没有三维SH波数据处理的任何经验。

⑴、由于激发SH波困难，需要开发三维SH波震源。由于SH波的振动垂直于传播方向，故在二维勘探时激发SH波比较容易。例如，使用一个有一定长度的带钉子的木块安放在地球表面，并垂直于测线方向，锤击木块的两头，即可激发出SH波；接收时采用水平振动的横波检波器，横波检波器的方向垂直于测线方向与木块的方向平行。但在三维情形下，传统的SH波激发方式，无法激发出在各个方向传播的SH波。因此需要开发一种能适用于三维地震勘探的激发SH波的震源。

⑵、由于目前还没有三维SH波数据处理的任何经验，因此需要解决如何方便进行三维反射SH波地震数据处理。三维反射纵波地震数据的处理具有非常成熟的处理方法和处理技术，并形成了相应的地震处理软件。SH波有着与纵波完全相同的对称反射波传播路径，如果能将三维反射SH波地震数据，放在三维反射纵波地震处理软件上进行处理，这对三维反射SH波地震勘探的应用和推广，将是突破性的进步。

发明内容

本发明的目的是为了解决三维浅层反射SH波地震的勘探问题，尤其是针对性地解决前述如何方便地进行三维反射SH波地震数据处理，而提供一种地震SH波三维勘探采集与处理的方法，且所提供的方法能避免浅层三维纵波(P波)勘探过程中高能量瑞雷面波的出现，以及可简化数据处理得到反映地下结构的数据体，同时获得岩土工程中的重要参数——横波速度。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：提供一种地震SH波三维勘探采集与处理的方法，按如下步骤操作：

步骤⑴、采用一种地震SH波三维勘探震源装置作为激发SH波的震源，所述的装置以旋转模式激震，激发的SH波沿激震震源外盘做切向振动并四周传播，质点振动垂直于传播方向；