基于直达波偏振分析的海底节点地震三分量检波器定向研究

论文摘要

在OBN采集中,由于其检波器直接与海底面接触,因此,相对于常规海上拖缆地震勘探技术,OBN地震资料在包含大量纵波信息外,也包含了丰富的转换波信息。由于其独特的采集方式以及通过处理可得到的全方位纵波以及转换横波的信息,该技术能够在海洋底部的油气探测、以及海底深部的构造调查中发挥出色的作用。但在实际采集过程中,投放到海底的检波器由于受到海底起伏及洋流等因素的影响,往往很难保证每个三分量检波器都完全按照设计要求统一放置,也就是说三分量检波器的X分量未平行于观测系统设计的测线方向,Y分量未垂直于观测系统设计的测线方向,Z分量未处于垂直状态。针对此问题,若采用装有万向架及调平水泡和方向标记的三分量检波器,则可以在采集过程中,利用三分量检波器上的方向标记和调平水泡将三分量检波器的Z分量调整到垂直状态,X分量平行观测系统设计的测线方向。若海底三分量检波器未安装万向架,则需要利用OBN所采集的地震资料对三分量检波器进行定向。根据弹性波理论,在各向同性均匀介质情况下,P波引起的质点振动在炮点与检波点所在的垂向平面内,其质点振动方向与传播方向一致,因此本文主要利用直达波的偏振信息对三分量检波进行定向校正。本文对OBN仪器结构及其采集方式进行了简单介绍,并规定采用右手坐标系及欧拉旋转变换方式实现坐标旋转。在各向同性均匀介质条件下,通过理论模型数据分析不同类型地震波的偏振特性,从分析结果得,尽管P波和SV波的振动方式在炮检连线所在的平面内不同,但P波、SV波都具有线性偏振特性。其次分析了在不同速度模型地层条件下,直达P波的偏振方向与其传播方向的差异,为后续利用直达波偏振方向对三分量检波器进行定向提供参考。在三分量检波器定向方面,主要分为两种情况,第一种假设Z分量垂直条件下对水平分量进行校正,在水平分量校正过程中,可将其X分量校正到设计测线方向,Y分量校正到垂直测线方向。也可将X分量校正到径向方向,Y分量校正到切向方向。第二种假设Z分量偏离垂直状态条件下,依次对相应的两个分量的初至波进行偏振分析得到三个欧拉旋转角,并采用欧拉旋转将Z分量校正到垂直方向,X分量校正到设计测线方向或径向方向。本文主要是根据地震波的偏振特性对三分量检波器进行定向,该方法需要拾取直达波初至时间,并且在计算过程中受初至波时窗大小、干扰信号及各向异性条件影响较严重,但对于没有记录三分量检波器定向的地震数据,该方法可以起到重要作用。在论文中,通过对理论模型数据和实际地震记录校正表明,该方法具有良好的应用效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 选题背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•   1.3 研究内容和技术路线
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 技术路线
• 第二章 OBN简介及坐标系统与旋转模式
•   2.1 OBN简介
•   2.2 OBN采集方式简介
•   2.3 坐标系统
•   2.4 旋转模式
•     2.4.1 四元数
•     2.4.2 欧拉旋转
•   本章小结
• 第三章 三分量地震记录偏振分析
•   3.1 地震信号的偏振分析
•   3.2 偏振分析方法
•     3.2.1 时窗长度的选取
•     3.2.2 协方差矩阵构建方法
•     3.2.3 协方差矩阵求解方法
•   3.3 偏振分析参数的计算
•   3.4 模型数据试算
•   3.5 地震波的传播与偏振关系
•   本章小结
• 第四章 三分量检波器定向
•   4.1 水平分量校正
•     4.1.1 水平分量旋转到径向-切向（R-T）方向
•     4.1.2 水平分量旋转到设计方向
•   4.2 水平面校正
•   4.3 模型数据试算
•   4.4 实际数据试算
•     4.4.1 水平面校正
•     4.4.2 水平分量校正
•   本章小结
• 第五章 结论及下一步工作
•   5.1 结论
•   5.2 存在的问题及下一步工作
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘军

导师: 李庆春

关键词: 采集,三分量检波器,偏振分析,定向校正

来源: 长安大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地球物理学

单位: 长安大学

分类号: P631.436

总页数: 68

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