[发明专利]一种多分量地震面波勘探方法

说明书

本发明属于近地表地震勘探领域，具体涉及一种多分量地震面波勘探方法，步骤一、结合研究区实际情况设计多分量面波勘探观测系统参数，包括测线位置，道间距dx、采样率t、采样长度T、排列长度L、最小偏移距x₁；步骤二、滚动采集多分量面波地震数据；步骤三、提取单炮地震记录中的Z分量地震数据；步骤四、对提取的Z分量频散曲线f‑v_RZij进行阻尼最小二乘反演；步骤五、提取单炮地震记录中的H分量地震数据，对H分量地震记录进行波场变换，提取H分量频散曲线f‑v_RHij；步骤六、对提取的H分量频散曲线以X_z(v_S，h)为初始模型，参照步骤四进行迭代反演，获得最终地层反演结果X_H(v_S，h)。

技术领域

本发明属于近地表地震勘探领域，具体涉及一种多分量地震面波勘探方法。

背景技术

在多分量地震勘探中，通过三分量检波器获得波在介质中传播时X，Y，Z三个方向的波动信息，由此获得的地震记录包含了地下介质更为丰富的地质信息，对提高地震记录信噪比和分辨率具有重要作用，该方法已经在反射地震中得到了有效应用，但对于多道瞬态面波勘探更具实际意义，因为瑞雷波在介质界面附近以逆进椭圆的形式向前传播，其能量不等地分布于X、Z两个分量，而前人仅利用Z分量地震记录进行频散成像及反演，由于随机噪声、近场效应及P波导波等因素影响，各阶模式的瑞雷波在频谱图中难以有效识别和分离，甚至无法实现，如果结合H分量信息进行相互约束则上述问题可以得到有效缓解，且H分量地震信号衰减更快，具有更高速度的高阶瑞雷波在H分量频谱图中相对于基阶模式在某些频段内更为显著，因此，需要设计研究一种多分量地震面波勘探方法进行多分量地震面波勘探，可以联合X，Z两个分量的地震面波信息进行频散成像和反演，提高拾取频散曲线的准确性及反演结果的精度。

发明内容

本发明的目的针对现有技术而不足，提供一种多分量地震面波勘探方法包括多分量面波数据的采集，频散能量的成像及H、Z分量频散曲线联合反演，通过H、Z两个分量的多目标反演目标函数的相互约束和补充，以提高反演收敛效率和地层模型参数精度。

本发明的技术方案是：

一种多分量地震面波勘探方法，包括如下步骤：

步骤一、结合研究区实际情况设计多分量面波勘探观测系统参数，包括测线位置，道间距dx、采样率t、采样长度T、排列长度L、最小偏移距x₁；

步骤二、滚动采集多分量面波地震数据；

步骤三、提取单炮地震记录中的Z分量地震数据，对Z分量地震记录做波场变换，提取Z分量频散曲线f-v_RZij；

步骤四、对提取的Z分量频散曲线f-v_RZij进行阻尼最小二乘反演，获得初步反演地层模型X_z(v_S，h)；

步骤五、提取单炮地震记录中的H分量地震数据，对H分量地震记录进行波场变换，提取H分量频散曲线f-v_RHij；

步骤六、对提取的H分量频散曲线以X_z(v_S，h)为初始模型，参照步骤四进行迭代反演，获得最终地层反演结果X_H(v_S，h)。

所述步骤一中最小偏移距x₁为5m；道间距dx为2m、采样率t为2ms、采样长度T为400ms、排列长度L为48m。

所述步骤三提取单炮地震记录中的Z分量地震数据包括：对Z分量地震记录做二维傅里叶变换，将面波记录从x-t域转换到f-k域，其求取公式为：