地震地质 ›› 2020, Vol. 42 ›› Issue (1): 226-244.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2020.01.015
• 研究论文 • 上一篇
支明1,2)(), 郝重涛1,)*(), 姚陈1), 于光明3), 蔡明刚1)
收稿日期:
2019-04-28
出版日期:
2020-02-20
发布日期:
2020-02-20
通讯作者:
郝重涛
作者简介:
〔作者简介〕 支明, 男, 1994年生, 2019年于中国地震局地质研究所获固体地球物理学硕士学位, 助理工程师, 研究方向为地震监测, 电话: 15600016650, E-mail: 475437829@qq.com。
基金资助:
ZHI Ming1,2)(), HAO Chong-tao1)(), YAO Chen1), YU Guang-ming3), CAI Ming-gang1)
Received:
2019-04-28
Online:
2020-02-20
Published:
2020-02-20
摘要:
当前陆域活动断层研究的相关理论方法已比较成熟, 但针对海域的活动断层探测和研究还很缺乏。 由于海域中水表和海底等强反射面的存在, 多次波及其鬼波将对海域地震记录造成干扰, 有效模拟多次波及其鬼波是进行多次波识别和压制的前提。 近海及构造复杂区往往存在倾斜界面, 基于水平界面假设的传统多次波压制方法难以准确地去除多次波的影响。 文中结合海域地震记录及其采集方式, 基于倾斜界面多次波的时距解析, 针对近海等构造复杂区的实际记录利用简化模型预测多次波, 给出了来自不同界面(包括倾斜界面)的多次波及其鬼波的时距特征, 且与实际记录相吻合, 其结果可提高地震资料的观测解释能力; 在此基础上, 利用时距信息人工合成理论地震记录, 进行常规地震数据处理, 进一步认识不同界面的多次波时距、 速度及其造成的层面假象等特征。 本研究结果有利于有效识别和预测海域地震记录中的多次波, 为多次波的压制提供理论依据, 进而为海域地震活动构造探测研究提供一定的帮助。
中图分类号:
支明, 郝重涛, 姚陈, 于光明, 蔡明刚. 基于海域地震资料的多次波及其鬼波的时距解释[J]. 地震地质, 2020, 42(1): 226-244.
ZHI Ming, HAO Chong-tao, YAO Chen, YU Guang-ming, CAI Ming-gang. RESEARCH ON TIME-DISTANCE INTERPRETATION OF MULTIPLES AND GHOSTS BASED ON MARINE SEISMIC DATA[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2020, 42(1): 226-244.
地层 层序 | 地层法向深度 /m | 地层倾角 /(°)(方向) | 层速度 /m·s-1 |
---|---|---|---|
Ⅰ | 3 350 | 0(水平) | 1 500 |
Ⅱ | 3 650 | 0(水平) | 1 800 |
Ⅲ | 4 550 | 8(上倾) | 2 200 |
表1 实例一的模型地层参数
Table1 Model parameters of example 1
地层 层序 | 地层法向深度 /m | 地层倾角 /(°)(方向) | 层速度 /m·s-1 |
---|---|---|---|
Ⅰ | 3 350 | 0(水平) | 1 500 |
Ⅱ | 3 650 | 0(水平) | 1 800 |
Ⅲ | 4 550 | 8(上倾) | 2 200 |
图 4 某实际深海海域地震资料与时距模拟结果的对比a 实际深海海域资料(刘衡, 2014); b 多次波的时距模拟结果
Fig. 4 Comparison between actual sea area seismic data and time-distance simulation result.
地层 层序 | 地层法向深度 /m | 地层倾角 /(°)(方向) | 层速度 /m·s-1 |
---|---|---|---|
Ⅰ | 450 | 0(水平) | 1 500 |
Ⅱ | 1 050 | 0(水平) | 1 700 |
Ⅲ | 1 650 | 10(上倾) | 2 000 |
表2 实例二模型地层参数
Table2 Model parameters of example 2
地层 层序 | 地层法向深度 /m | 地层倾角 /(°)(方向) | 层速度 /m·s-1 |
---|---|---|---|
Ⅰ | 450 | 0(水平) | 1 500 |
Ⅱ | 1 050 | 0(水平) | 1 700 |
Ⅲ | 1 650 | 10(上倾) | 2 000 |
图 7 实例二中层Ⅰ海底(水平界面)产生的伴随鬼波与反射波时差图a 震源鬼波+一次波与一次波的时差; b 一次波+接收点鬼波与一次波的时差; c 震源鬼波+一次波+接收点鬼波与一次波的时差;d 震源鬼波+二次波与二次波时差; e 二次波+接收点鬼波与二次波时差; f 震源鬼波+二次波+接收点鬼波与二次波的时差
Fig. 7 Time deviation between the ghost and reflected wave from sea floor in example 2.
图 8 实例二中层Ⅲ(倾斜界面)产生的伴随鬼波与反射波时差图a 震源鬼波+一次波与一次波的时差; b 一次波+接收点鬼波与一次波的时差; c 震源鬼波+一次波+接收点鬼波与一次波的时差;d 震源鬼波+二次波与二次波的时差; e 二次波+接收点鬼波与二次波时差; f 震源鬼波+二次波+接收点鬼波与二次波的时差
Fig. 8 Time deviation between the ghost and reflected wave from inclined interface in example 2.
图 9 正演模拟鬼波对地震记录的影响图中字母标示的反射波与其伴随鬼波类型与图6中的波型一致。 a 当震源深度为20m, 接收点深度为20m时的多次波及其鬼波的时距模拟及局部放大图; b 当震源深度为50m, 接收点深度为50m时的多次波及其鬼波的时距模拟及局部放大
Fig. 9 Forward modeling of influence of ghost waves on seismic data.
炮数 | 炮间距/m | 道数 | 道间距/m | 震源深度/m | 检波器深度/m | 覆盖次数 |
---|---|---|---|---|---|---|
200 | 10 | 1 000 | 10 | 7 | 9 | 500 |
表3 人工合成记录观测系统参数
Table3 Observing system parameters of synthetic seismic data
炮数 | 炮间距/m | 道数 | 道间距/m | 震源深度/m | 检波器深度/m | 覆盖次数 |
---|---|---|---|---|---|---|
200 | 10 | 1 000 | 10 | 7 | 9 | 500 |
图 10 人工合成记录速度谱与叠加剖面处理a 速度谱; b 动校正后的CDP; c 一次波叠加剖面; d混合的叠加剖面,P1、 Q1和R1为一次反射波形成的地层, 其余均为多次波反射形成的地层假象
Fig. 10 Velocity spectrum and stacked profile of synthetic seismic data.
[1] | 蔡明刚, 鲁人齐, 何宏林, 等. 2018. 水域三维地形与活动断层探测研究: 以西昌邛海为例[J]. 地震地质, 40(1): 204—214. doi: 10.3969/j.issn.0257-4967.2018.01.015. |
CAI Ming-gang, LU Ren-qi, HE Hong-lin, et al.2018. Exploration of underwater three-dimensional topography and active faults: A case study of Qionghai, Xichang[J]. Seismology and Geology, 40(1): 204—214(in Chinese). | |
[2] | 陈晓辉, 李日辉. 2017. 中国东部海域活动构造定量研究若干问题探讨[J]. 海洋地质与第四纪地质, 37(3): 102—110. |
CHEN Xiao-hui, LI Ri-hui.2017. A review on quantitative studies of active tectonics in eastern China seas[J]. Marine Geology and Quaternary Geology, 37(3): 102—110(in Chinese). | |
[3] | 邓起东, 晁洪太, 闵伟, 等. 2002. 海域活动断裂探测和古地震研究[J]. 中国地震, 18(3): 311—315. |
DENG Qi-dong, CHAO Hong-tai, MIN Wei, et al.2002. Marin active fault exploration and paleoearthquake research[J]. Earthquake Research in China, 18(3): 311—315(in Chinese). | |
[4] | 丁洪波. 2013. 海上地震资料鬼波机理与消除方法研究 [D]. 青岛: 中国石油大学(华东). |
DING Hong-bo.2013. Research on the mechanism of ghost and deghosting method for marine seismic data [D]. China University of Petroleum, Qingdao(in Chinese). | |
[5] | 黄饶, 陈小宏, 李景叶. 2009. 层间多次波模拟与影响分析[J]. 地球物理学进展, 24(3): 981—987. |
HUANG Rao, CHEN Xiong-hong, LI Jing-ye.2009. Simulation and effect analysis of interbed multiples[J]. Progress in Geophysics, 24(3): 981—987(in Chinese). | |
[6] | 贾连凯, 吴时国, 董冬冬, 等. 2015. 南海南部深水多次波模拟分析与压制处理[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 45(2): 611—629. |
JIA Lian-kai, WU Shi-guo, DONG Dong-dong, et al.2015. Seismic multiple model analysis and processing skills in the deep water area of southern South China Sea[J]. Journal of Jilin University(Earth Science Edition), 45(2): 611—629(in Chinese). | |
[7] | 姜丹, 蒲晓东, 麻志国, 等. 2017. 子波法去鬼波在墨西哥湾的应用[J]. 物探与化探, 41(5): 914—918. |
JIANG Dan, PU Xiao-dong, MA Zhi-guo, et al.2017. The application of wavelet method to eliminating ghost wave in Gulf of Mexico[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 41(5): 914—918(in Chinese). | |
[8] | 刘衡. 2014. 海上地震资料多次波压制技术与应用研究 [D]. 南充: 西南石油大学. |
LIU Heng.2014. Application study of multiple suppression technology in marine seismic data [D]. Southwest Petroleum University, Nanchong(in Chinese). | |
[9] | 刘俊, 吴淑玉, 高金耀, 等. 2016. 南黄海中部浅水区多次波衰减技术及其效果分析[J]. 物探与化探, 40(3): 568—577. |
LIU Jun, WU Shu-yu, GAO Jin-yao, et al.2016. An effectiveness analysis of multiple depression technique in the shallow water of the central uplift in South Yellow Sea[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 40(3): 568—577(in Chinese). | |
[10] | 刘洋, 魏修成. 2005. 几种反射波时距方程的比较[J]. 地球物理学进展, 20(3): 645—653. |
LIU Yang, WEI Xiu-cheng.2005. Comparison on several time-distance equations of reflection wave[J]. Progress in Geophysics, 20(3): 645—653(in Chinese). | |
[11] | 马胜中. 2010. 浅层地球物理方法在广西钦州湾-北海海域断层探测的应用[J]. 海洋技术, 29(2): 20—24. |
MA Sheng-zhong.2010. Application of shallow geophysical method to detect active fault in nearshore of Qinzhou Bay-Beihai[J]. Marine Technology, 29(2): 20—24(in Chinese). | |
[12] | 宋家文, Verschuur D J, 陈小宏. 2014. 多次波压制的研究现状与进展[J]. 地球物理学进展, 29(1): 240—247. |
SONG Jia-wen, Verschuur D J, CHEN Xiao-hong.2014. Research status and progress in multiple elimination[J]. Progress in Geophysics, 29(1): 240—247(in Chinese). | |
[13] | 童思友. 2010. 南黄海地震资料多次波形成机理及压制技术研究 [D]. 青岛: 中国海洋大学. |
TONG Si-you.2010. The formation mechanism and the suppression technology study of multiple wave of the south Yellow Sea seismic data [D]. Ocean University of China, Qingdao(in Chinese). | |
[14] | 王维红, 崔宝文, 刘洪. 2007. 表面多次波衰减的研究现状及进展[J]. 地球物理学进展, 22(1): 156—164. |
WANG Wei-hong, CUI Bao-wen, LIU Hong.2007. Research progress in surface-related multiple attenuation[J]. Progress in Geophysics, 22(1): 156—164(in Chinese). | |
[15] | 王志才, 邓起东, 晁洪太, 等. 2006. 山东半岛北部近海海域NW向蓬莱-威海断裂带的声波探测[J]. 地球物理学报, 49(4): 1092—1101. |
WANG Zhi-cai, DENG Qi-dong, CHAO Hong-tai, et al.2006. Shallow-depth sonic reflection profiling studies on the active Penglai-Weihai fault zone offshore of the northern Shandong peninsula[J]. Chinese Journal of Geophysics, 49(4): 1092—1101(in Chinese). | |
[16] | 谢俊法, 孙成禹, 王兴谋, 等. 2017. 地震资料的多准则速度分析方法[J]. 物探与化探, 41(3): 513—520. |
XIE Jun-fa, SUN Cheng-yu, WANG Xing-mou, et al.2017. The multi-criteria velocity analysis of seismic data[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 41(3): 513—520(in Chinese). | |
[17] | 姚陈, 郝重涛. 2018. 来自海底高速层径向波的理论地震图研究[J]. 地球物理学报, 61(1): 216—229. |
YAO Chen, HAO Chong-tao.2018. A study of the synthetic seismograms for radial waves recorded at seafloor in the presence of a high-speed layer[J]. Chinese Journal of Geophysics, 61(1): 216—229(in Chinese). | |
[18] | 张广利. 2017. 海洋倾斜界面多次波与鬼波数值模拟研究 [D]. 北京: 中国地震局地质研究所. |
ZHANG Guang-li.2017. Numerical simulation study on time interval of multiple waves and ghost in ocean inclined interface [D]. Institute of Geology, China Earthquake Administration, Beijing(in Chinese). | |
[19] | 张广利, 郝重涛, 姚陈. 2016. 海洋地震资料多次波衰减方法综述[J]. 地球物理学进展, 31(6): 2777—2787. |
ZHANG Guang-li, HAO Chong-tao, YAO Chen.2016. Summary of multiples attenuation approaches in marine seismic data processing[J]. Progress in Geophysics, 31(6): 2777—2787(in Chinese). | |
[20] | 张军华, 王要森, 郑旭刚, 等. 2009. 海上地震资料多次波特征分析[J]. 石油地球物理勘探, 44(5): 574—577. |
ZHANG Jun-hua, WANG Yao-shen, ZHENG Xu-gang, et al.2009. Offshore seismic data multiple characteristics analysis[J]. Oil Geophysical Progress, 44(5): 574—577(in Chinese). | |
[21] | Berkhout A J, Vcrschuur D J.1994. Multiple technology: Part Ⅱ migration of multiple reflections[C]. 64th, Annual International Meeting, SEG, 64:1497—1500. |
[22] | Berkhout A J, Vcrschuur D J.1997. Estimation of multiple scattering by iterative inversion, Part I: Theoretical consideration[J]. Geophysics, 62(5): 1586—1595. |
[23] | Hampson D.1986. Inverse velocity stacking for multiple elimination[J]. Journal of the Canadian Society of Exploration Geophysicists, 22(1): 44—55. |
[24] | Kenneet B L N.1974. Reflection, rays and reverberations[J]. Bulletin of the Seismological Society of America, 64(6): 1685—1696. |
[25] | Kenneet B L N.1979. The suppression of surface multiples on seismic records[J]. Geophysical Prospecting, 24(3): 584—600. |
[26] | Lee H, Scott R, Mark H, et al.2011. Resolution on multiples: Interpreters' perceptions, decision making, and multiple attenuation[J]. The Leading Edge, 30(8): 890—904. |
[27] | Levin E K.1997. Apparent velocity from dipping interface reflection[J]. Geophysics, 36(3): 510—516. |
[28] | Liu Y K, Jin D G, Chang X, et al.2010. Multiple subtraction using statistically estimated inverse wavelets[J]. Geophysics, 76(5): WB200—WB216. |
[29] | Taner M T.1980. Long period sea-floor multiples and their suppression[J]. Geophysical Prospecting, 28(1): 30—48. |
[30] | Vcrschuur D J, Berkhout A J.1997. Estimation of multiple scattering by iterative inversion, Part Ⅱ: Practical aspects and examples[J]. Geophysics, 62(5): 1596—1611. |
[31] | Weglein A B.1999. Multiple attenuation: An overview of recent advances and the road ahead[J]. Geophysics, 18(1): 40—44. |
[32] | Weglein A B, Hsu S Y, Terenghi P, et al.2011. Multiple attenuation: Recent advances and the road ahead[J]. The Leading Edge, 30(8): 864—875. |
[33] | Wiggins J W.1988. Attenuation of complex water-bottom multiples by wave-equation-based prediction and subtraction[J]. Geophysics, 53(12): 1527—1539. |
[1] | 王笋, 丘学林, 赵明辉, 姚道平, 张艺峰, 闫培, 金震. 利用反射地震剖面探查隐伏同震破裂——以2018年台湾海峡南部MS6.2地震为例[J]. 地震地质, 2022, 44(1): 188-204. |
[2] | 吴果, 冉洪流, 周庆, 谢卓娟. 中国海域及邻区自适应空间平滑地震活动模型[J]. 地震地质, 2022, 44(1): 150-169. |
[3] | 谢卓娟, 李山有, 吕悦军, 徐伟进, 张愉玲, 刘雯歆. 中国海域及邻区统一地震目录及其完整性分析[J]. 地震地质, 2020, 42(4): 993-1019. |
[4] | 酆少英, 刘保金, 赵成彬, 何银娟, 谭雅丽, 贾艳霞. 3维反射地震方法在活断层探测中的应用试验——以芦花台断层为例[J]. 地震地质, 2015, 37(2): 627-635. |
[5] | 闫成国, 陈宇坤, 高武平, 杨菲. 天津歧口凹陷隐伏断裂声学探测[J]. 地震地质, 2013, 35(4): 745-753. |
[6] | 王志才, 晁洪太, 杜宪宋, 贾荣光, 周斌, 鹿子林. 南黄海北部千里岩断裂活动性初探[J]. 地震地质, 2008, 30(1): 176-186. |
[7] | 陈晓利, 陈国光, 叶洪. 渤海海域现代构造应力场的数值模拟[J]. 地震地质, 2005, 27(2): 289-297. |
[8] | 吕浩江. 金门东南海域中强地震活动区的地震构造背景[J]. 地震地质, 2000, 22(2): 104-110. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||