转换波的识别和应用——超声模型试验研究

采用有机玻璃板（1000×200×10,单位 mm）和铝板（1000×25×10,单位mm）两种固体材料,分别在空气及水中构成单层和多层二维层状介质构造模型,然后通过理论计算与模型试验相结合的方法,对这种层状介质模型中转换波的运动学、动力学特征进行了分析研究。试验结果表明:1PS 波在波形记录上有明显的同相轴显示,并呈双曲线形状;2振幅特征表现为 A_S>A_PS>A_P>A_PP;3频率特征表现为,f_PP>f_PS,而且在不同介质层中有 f_水>f_铝>f_有机玻璃;4在不同观测距离上,相同震相的主频对应的相位角变化不大。依据这些特征,再利用相关和叠加分析方法就可以识别出转换波,求得较正确的到时,从而为构造反演及预测介质的 Q 值提供了条件。     

反射转换波法

苏联非常重视研究转换波,包括折射波和反射波,特别是 PS 型的转换波。他们深入地研究和推广了一种专门的不对称抽道集的共深度点迭加方法(简称ОГТ—PS)。从六十年代末到七十年代初,苏联进行了广泛的横波和转换波试验和试生产工作,积累了丰富的经验和资料,并提出了多波勘探的口号。在油气勘探方面,他们提出了具体计算泊松比的方法,并指出可以用泊松比的负异常来确定油气藏。     

转换P-SV波叠前偏移

The incident velocity of P-SV wave is different from its reflection velocity. Its ray path is so asVmmetrical that the reflection point deviates from the common mid point, and its time-distance curve is not hVperbolic. As a result, P-SV wave can not be processed by using the conventional horizontal stack and poststack migration methods which are applicable to P-P wave. Even though the special technique for calculating the conversion point is used, quite big error will appear. The application of acoustic equation and phase-shift method to the prestack migration of P-SV wave can effectively resolve its kinematic problem and guarantee its image accuracy, So this method can solve the problems in stack and migration of P-SV wave.     

利用转换波初至进行转换波剩余静校正

P-SV转换波静校正是转换波处理中的一个难题,常规的纵波静校正方法在转换波处理中有很大的局限性.在共转换点道集中求取转换波静校正量,要求进行精度较高的动校正,实际处理上有一定的难度.利用转换波初至求取静校正量可以避开这一难题.对转换波初至的组成和特点进行了讨论,通过推导共检波点道集中初至的时距曲线公式得到了共检波点道集中P-P-P波初至和P-P-SV波初至在一定偏移距范围内平行的结论.根据这一结论,进一步提出了通过τ-p变换自动拾取转换波初至的算法.通过对简单模型的分析得出了转换波初至拟合可以求取转换波静校正量的结论.对实际资料使用τ-p变换自动拾取转换波初至,然后进行拟合求取了静校正量,对算法进行了验证.     

转换P-SV波叠前偏移

转换P-SV波的入射波与反射波传播速度不同,射线路径也不对称,反射点偏离共中心点,其时距曲线不再是双曲线,所以,不能用P-P波常规水平叠加方法和叠后偏移方法进行处理。即使采用计算转换点等特殊处理技术,也会带来较大的误差。本文采用声学方程及相移法对P-SV波进行叠前偏移,可以高效率地处理转换波的运动学问题,而且能保证成像精度。所以,此法能同时解决P-SV波叠加和偏移两方面的问题。     

转换波速度分析方法

对P-SV转换波作动校正叠加需要纵波速度和横波速度以及转换点的位置信息,而转换点位置则与纵横波速度及其比值有关,这种相互依存的关系给速度分析带来困难。从另一方面看,转换波由下行纵波与上行横波组成,纵波速度信息包含在下行纵波半支曲线里,横波速度信息包含在上行横波半支曲线里,通过纵横波速度确定转换点位置,根据纵横波速度与转换点位置计算两个半支曲线的传播时间之和。因此,转换波速度分析迭代循环过程归结为:转换波时间-纵横波速度-转换点位置—转换波时间。本文阐述两种能直接从转换波数据里求取纵波和横波速度的方法:其一是纵横波速度谱迭代方法;其二是纵横波速度联合扫描方法。它们在求取纵横波速度的同时,可动态地确定转换点位置。借助于零炮检距纵波反射时间tPP0和零炮检距转换波反射时间tPS0这两个时间尺度及其转换关系,可实现纵波与转换波在相同时间尺度下的动校正叠加,再通过速度分析自然地解决纵横波层位标定问题。     

转换波振幅补偿

在地震勘探中,为了获得具有真振幅的地震记录,必须对由各种因素影响形成的衰减后的实际地震记录进行振幅补偿.在影响地震波振幅的诸多因素中,除反射系数外,最主要的是波前扩散和吸收的影响.所谓振幅补偿实际上主要是对扩散和吸收的补偿.由于转换波传播路径的不对称性,对转换波波前扩散和吸收影响的计算较为困难.文中考虑转换波传播路径的不对称性,提出计算转换波波前扩散和吸收影响的方法,对转换波的振幅进行补偿,实际资料试验处理结果证明了方法的有效性.     

转换波振幅补偿

在地震勘探中,为了获得具有真振幅的地震记录,必须对由各种因素影响形成的衰减后的实际地震记录进行振幅补偿,在影响地震波振幅的诸多因素中,除反射系数外,最主要的是波前扩散和吸收的影响,所谓振幅补偿实际上主要是对扩散和吸收的补偿,由于转换波传播路径的不对称性,对转换波波前扩散的吸收影响的计算较为困难,中考虑转换波传播路径的不对称性,提出计算转换波波前扩散和吸收影响的方法,对转称波的振幅进行补偿,实际资料试验处理结果证明了方法的有效性。     

转换波地震资料中面波的压制

转换波资料的信噪比较低,有效信号往往被面波干扰淹没,因此需要对面波进行压制,但是将面波作为线性干扰的压制方法很难得到好的效果。面波的频散和衰减以及近地表速度存在差异等特性,使得面波干扰在能量分布、道间时差和子波形态等方面都不同于数学意义上对线性同相轴的定义,更多地表现为“视”线性的特征。通过对面波能量和道间时差调整。使面波干扰更接近真正意义上的线性同相轴,可以增强利用,f-k滤波压制面波的能力,在一定程度上消除面波干扰对转换波处理的影响。利用该方法对某煤田和某油田的实际转换波资料进行了处理,面波得到了有效压制。转换波从面波的干扰背景下被很好地恢复出来。     

PS转换波的时差估计

PS转换波时距曲线具有非双曲线特征,在炮检距远大于深度的情况下,这种特征十分明显。对PS转换波数据进行速度分析时,如果用常规的P波NMO校正公式,往往使大炮检距浅层的数据校不平,这对速度分析和以后的叠加成像都是不利的。因此,以往的作法是将这些大炮检距校不平的数据切除掉。本文依据Castle（1988）提出的对常规P波的三参量速度分析,导出了PS波的三参量速度分析公式,用该公式就可以将某些大炮检距的道展平,从而更为有效地利用这些数据。