專利名稱：估算地震介質(zhì)特性的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及確定陸地地震波場特性的領(lǐng)域。特別地，本發(fā)明涉及通過處理來自幾組局部密集的接收器的地震數(shù)據(jù)來估算接收器附近的地震介質(zhì)特性。
背景技術(shù)：
早先的研究已經(jīng)發(fā)展并測試了為靠近或遠(yuǎn)離地震數(shù)據(jù)接收器的地球結(jié)構(gòu)的彈性特性轉(zhuǎn)換地震數(shù)據(jù)狀況的方法。當(dāng)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)記錄的是真實(shí)的地震波形，則該過程稱作波形轉(zhuǎn)換。這些技術(shù)將綜合地球模型產(chǎn)生的地震波與那些所記錄的進(jìn)行比較；然后以減小兩套波形之間的不吻合這樣的方式修正該模型。因此，到目前為止，波形轉(zhuǎn)換的研究已解決了在地球模型中的波動方程，該方程用以預(yù)報(bào)并吻合記錄到的特殊波形，其中預(yù)報(bào)的波形來自該波動方程的解。這樣的技術(shù)包括地滾波轉(zhuǎn)換和弓形射線波斷層分析。然而，這些技術(shù)至少要遇到下面這些缺點(diǎn)之一解的不唯一性、對噪聲的敏感性、以及不實(shí)用的源接收器結(jié)構(gòu)。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個目的就是給出一種處理來自幾組局部密集的接收器的地震數(shù)據(jù)的方法，以估算接收器附近的地震介質(zhì)特性。
根據(jù)本發(fā)明，給出了一種估算一組局部密集的地震接收器附近的近地表介質(zhì)特性。該方法包括接收一組局部密集的接收器所測量到的地震數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)表示了地震波場導(dǎo)致的地球運(yùn)動。估算了波場的偏微商，以使這些微商集中在接收器組附近的一個單一位置。所得微商之間的物理關(guān)系被用來估算接收器組附近的近地表介質(zhì)特性。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施方案，這些微商通過使用一種基本類似于Lax-Wendroff修正的技術(shù)來定中，用以估算介質(zhì)特性的物理關(guān)系包括自由表面條件。還根據(jù)一個具體實(shí)施方案，用以估算介質(zhì)特性的物理關(guān)系包括波動方程，并且接收器組中至少一個接收器埋在地表之下，以使接收器組圍起一個體積。
根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案，在局部密集組中的接收器之間相距大約1米或更少，或根據(jù)另一實(shí)施方案，相距大約為所感興趣的最短波長的五分之一或更少。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，接收器置于海底或靠近海底處，并且用以估算介質(zhì)特性的物理關(guān)系包括液-固邊界條件。
根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施方案，用以估算介質(zhì)特性的物理關(guān)系得自到達(dá)接收器組的平面波的物理性質(zhì)，并且該組接收器不包括任何地下接收器。
本發(fā)明還實(shí)施了一種用以估算一組局部密集的地震接收器附近的近地表介質(zhì)特性的設(shè)備。
附圖簡述

圖1示出了一個各向同性的地球模型，用于本發(fā)明的描述中；圖2a-d圖示了根據(jù)本發(fā)明的接收器組的各種系統(tǒng)排列方式；圖3為根據(jù)本發(fā)明一個具體實(shí)施方案的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的示意圖；圖4a-b圖示了偏離中心在垂直微商估算上的影響；圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明一個具體實(shí)施方案，Lax-Wendroff修正的影響的頻率依賴性；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明，圖4a和4b中所圖示的抽點(diǎn)打印的中間和完整時序數(shù)據(jù)的失配函數(shù)E(35)；圖7為一流程圖，示出了根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方案估算介質(zhì)特性的步驟；以及圖8為一流程圖，示出了根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方案，用以估算介質(zhì)特性的具體方法進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。
發(fā)明詳述波場的體記錄可用來對一個小的、緊密排列的接收器列陣附近的地球P和S速度計(jì)算和轉(zhuǎn)換空間波場微商?！绑w記錄”是指該列陣近似地圍起地球的一個體積這個事實(shí)。這使得波場的空間微商在所有方向上都可以計(jì)算。所估算的量為任何一點(diǎn)上波場P和S成分的瞬時有效速度。這樣，這些將隨波型和波長而改變。如果估算近地表地球結(jié)構(gòu)，則這樣的速度可用在靜態(tài)估算上，或者用在將波場分解為上行和下行成分上。波場分解的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)可參見UK專利申請GB 2333 364 A(公開于1999年7月21日)，以及2000年2月5日提交的題為“地震波場分解的系統(tǒng)和方法”的UK專利申請(UK專利申請?zhí)?003406.6)，它們做為參考在此引入。
根據(jù)本發(fā)明，給出了幾種轉(zhuǎn)換方法。根據(jù)一種方法——在此稱之為 “全波動方程轉(zhuǎn)換”——明確測量在該波動方程中起重要作用的所有波場微商，以使該全波動方程可轉(zhuǎn)換。該方法可適用于地下任何地方，但是如果需要地表以下很深的地方的性質(zhì)，則微商測量在后勤上是很困難的。根據(jù)本發(fā)明，如果需要近地表的速度，則后勤方面將大大簡化。這項(xiàng)簡化包含波動方程的變形并對波場處理和轉(zhuǎn)換方法引入了修正——優(yōu)選地為類似于在綜合有限差分技術(shù)中所用的Lax-Wendroff修正。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，給出了另一種轉(zhuǎn)換方法，它在估算地表附近的速度時特別適用。該方法包含使用波場自由表面條件來計(jì)算波場的一階速度微商，與一階水平微商一致。然后將這些與測得的垂直微商等同起來，給出一組P和S速度的線性方程(每點(diǎn)的瞬間得出一個方程)。這些可做為時間和頻率的函數(shù)進(jìn)行數(shù)值求解。
為表征地下儲油層，經(jīng)常需要分析在地表上所記錄的地震數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)摻雜了各種形式的噪聲，在進(jìn)行恰當(dāng)?shù)姆治鲋氨仨殞⑺鼈兂?。對于陸地記錄，噪聲類型來自于兩個主要因素首先，由于地下接收器組的速度變化和地球最上面風(fēng)化層基本地形的改變而造成接收器組和接收器組之間數(shù)據(jù)的狀態(tài)改變會變得很大。其次，地表正是上行波場(包括來自儲油層的信號)反射并轉(zhuǎn)換為下行波場的地方。在地表記錄的數(shù)據(jù)包括了上行和下行波場；所以為了分析來自儲油層的信號的自然而真實(shí)的振幅，必須分離出上行波場。利用2000年2月15日提交的題為“地震波場分解的系統(tǒng)和方法”的UK專利申請(UK專利申請?zhí)?003406.6)中所描述的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)這種分離，但是通常需要知道地下接收器組的P和S速度。這樣，如果我們能夠估算地下接收器組的P和S速度，則兩種類型的噪聲都可以得到消減。
早先的研究已經(jīng)發(fā)展并測試了為靠近或遠(yuǎn)離地震數(shù)據(jù)接收器的地球結(jié)構(gòu)的彈性特性轉(zhuǎn)換地震數(shù)據(jù)狀況的方法。當(dāng)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)記錄的是真實(shí)的地震波形，則該過程稱作波形轉(zhuǎn)換。這些技術(shù)將綜合地球模型產(chǎn)生的地震波與那些所記錄的進(jìn)行比較；然后以減小兩套波形之間的不吻合這樣的方式修正該模型。因此，傳統(tǒng)的波形轉(zhuǎn)換技術(shù)已解決了在地球模型中的波動方程，該方程用以預(yù)報(bào)并吻合記錄到的特殊波形，其中預(yù)報(bào)的波形來自該波動方程的解。
相反，根據(jù)本發(fā)明，給出了一種方法，允許對地球性質(zhì)的完整波動方程進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而不是轉(zhuǎn)換任何派生的波形量。質(zhì)點(diǎn)位移u的彈性的、各向同性的波動方程(實(shí)際上是三個相關(guān)方程)可寫為ρü＝f+(λ+2μ)(·u)-μ×(×u)，(1)其中ρ為密度，λ和μ為Lame常數(shù)，f表示體積力分布，以及＝{1，2，3}T，其中i為關(guān)于坐標(biāo)方向xi的微商算符。全波動方程轉(zhuǎn)換包含測量方程(1)中包含的波場的所有微商；一旦這些以及體積力知道了，方程(1)則包含一組可分別解出P和S速度α和β的線性方程，其中，α=λ+2μρ,β=μρ.---(2)]]>當(dāng)全波動方程轉(zhuǎn)換用于地表(即用于陸上地震)時，通常需要估算波場的三階水平微商。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實(shí)施方案，另一種轉(zhuǎn)換方法給出一組α和β的線性方程的結(jié)構(gòu)，特別用在僅使用二階微商估算的陸上地震中。
使用任何一種方法得到的α和β的特殊值是那些控制波的傳播經(jīng)過接收器的值。這樣，這些是從接收器算起大約一個波長范圍內(nèi)平均的有效P和S速度，并且可依賴于頻率和波型。
波動方程轉(zhuǎn)換特別適用于新的包含允許明確記錄波場的空間和時間微商的接收器列陣的采集系統(tǒng)。例如，參見申請于1999年9月15日的UK專利申請?zhí)?921816.6，在此引入做為參考。由研究接收器位置攝動下這樣的記錄方法的穩(wěn)定性，可以確信盡管對來自體記錄的波場的散度和旋度的估算在單元位置或振幅攝動下是相對穩(wěn)定的，它們在單個記錄傳感器的排列中對攝動更敏感。當(dāng)記錄在地表上或近地表處進(jìn)行時，基于這些(和更簡單的)記錄系統(tǒng)的技術(shù)可用來對P和S波以及上行和下行波場進(jìn)行分離。如果時間不同的P波可在地表上這樣一種結(jié)構(gòu)中所記錄的信號上分辨出來，那么可通過使用(假定的)入射場平面波近似來獲得接收器附近介質(zhì)特性的估算。
根據(jù)本發(fā)明，這些采集技術(shù)可進(jìn)行調(diào)整以便估算所有與波動方程有關(guān)——也就是與列陣附近的波傳播有關(guān)——的波場微商。使用任一具體實(shí)施方案，通過使用所記錄的來自任何波型(無論它們是先后到達(dá)還是同時到達(dá))的能量，這些微商可被轉(zhuǎn)換來約束接收器附近的有效介質(zhì)特性。這些有效介質(zhì)特性就可用來分離波場的上行和下行成分。
在此處的各個步驟中，將給出使用綜合數(shù)據(jù)得出的示范結(jié)果。數(shù)據(jù)通過使用平面分層的反射率碼來產(chǎn)生。參見例子，Kennett，B.L.，1983，層狀媒介中的地震波傳播(Seismic wave propagation instratified media)劍橋大學(xué)出版社，劍橋。所用的反射率碼遵到4位有效數(shù)字的內(nèi)部精度。圖1示出了一個用于本發(fā)明描述中的各向同性的地球模型。中心頻率為50Hz的Ricker子波做為震源位置注入。
圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明，接收器組的各種排列方式。正如其名稱所顯示的，體波場記錄包含記錄那些大約圍起地球中一個體積的那些點(diǎn)上的波場特征。圖2(a)示出了一種排列方式，大約圍起了一個四點(diǎn)的四面體，以接收器位置做為頂點(diǎn)。已經(jīng)證明這種排列方式對于估算此四面體中波場的平均散度和旋度是足夠的，從而對P和S能量(分別為波場的散度和旋度)進(jìn)行了大致的分離。參見，Johan O.A.Robertsson and Everhard Muyzert，使用三組件記錄的體積分布的波場分離(Wavefield separation using a volume distribution of threecomponent recordings).Geophys.Res.Lett.，26(18)2821～2824，1999，在此引入做為參考。
使用圖2(a)中所示的排列方式，波場的所有一階空間微商可通過在不同組件之間進(jìn)行有限差分(以下稱作“fd”)來簡單地計(jì)算。例如，如果在接收器i記錄到質(zhì)點(diǎn)速度V(i)，并且圖1(a)中的接收器1、2、3位于質(zhì)心在接收器4正上方的等邊三角形的角上，則 其中笛卡兒坐標(biāo)方向?yàn)閤1、x2和x3，x3豎直向下，其中，在我們的表示符號中，3v表示v/x3，Δx3為接收器4的深度。其他微商可用不同的fd量板(stencil)來近似。
考慮到用波動方程來轉(zhuǎn)換介質(zhì)特性同時不同波場的微商的目的，這種排列方式的一個缺點(diǎn)馬上就顯露出來了。方程(3)中的深度微商估計(jì)值定中心于接收器4垂直上方在深度dx3/2處，然而1v和2v的估計(jì)值要用到僅包含接收器1-3的fd量板，因而定中心在此表面上。波動方程(1)關(guān)系到相同位置上的微商，盡管這個中心定位的偏差看起來很小，但它可以非常重要，正如下面所示的。為獲得都嚴(yán)格定中心于同一位置的微商估計(jì)值，至少有兩個選擇是可行的首先，地震檢波器可以更對稱的排列方式來安置。例如，使用圖2(b)中所示的排列方式，可容易地為以及空間微商構(gòu)造等中心的fd量板。然而，如果這種排列方式安置起來太費(fèi)勁或不切實(shí)際，那么一種使用高階微商來修正一階微商定中心的方法將在下面更詳細(xì)地討論。
為了對P和S速度轉(zhuǎn)換方程(1)，必須估算定中心于相同位置地二階空間和時間波場微商。計(jì)算上，可獲得這些結(jié)果的最簡單的方法就是安置類似于圖2(b)中的接收器結(jié)構(gòu)，但是這次使用一個3×3的接收器列陣。類似于下面所詳細(xì)討論的fd量板則可用來估算二階微商。
在某些情況下，可使用用了更少的接收器的排列方式(參見，例如，圖2(c)和2(d))，但是于上面的一階情形類似，如果要測量同一中心定位的微商，應(yīng)該做中心定位修正。對于本說明書的絕大部分來說，簡化排列方式用在陸上地震勘查中，其中自由表面邊界條件允許隱含計(jì)算某一微商。然而，根據(jù)本發(fā)明，類似的排列方式可用在洋底或井中地震情形中，其中液-固邊界加上一個壓力傳感器允許隱含計(jì)算同樣的微商。
本發(fā)明的一個主要特點(diǎn)就是用來計(jì)算波場微商的每個組中的接收器之間相距最大為相關(guān)波長的大約五分之一到十分之一。采用更小的接收器間距離的優(yōu)點(diǎn)包括所估算的微商精度更高，以及介質(zhì)特性在接收器附近相同這一假設(shè)的更大的正確性。然而，更大間距的一個優(yōu)點(diǎn)是對噪聲更小的靈敏度。在設(shè)計(jì)接收器組間距時，這些與所關(guān)心的波長(或更精確地，波場在記錄表面上的投影)結(jié)合的互相競爭的關(guān)系都應(yīng)當(dāng)被考慮進(jìn)去。根據(jù)一個目前優(yōu)選的實(shí)施方案，這些局部密集的接收器相距大約1米。然而，間距在某些情況下可以更大，例如為大約2米，或更小，例如0.5米。根據(jù)某一優(yōu)選實(shí)施方案，接收器間距離為大約0.25米或更小。正如所提到的，接收器的最佳間距依賴于所關(guān)心的波長。至少應(yīng)當(dāng)有兩個接收器位于所關(guān)心的最短波長在記錄表面上的投影之內(nèi)。根據(jù)某一優(yōu)選實(shí)施方案，接收器相距一個約等于或小于所關(guān)心的最小波長的五分之一的距離。
圖3為根據(jù)本發(fā)明一個具體實(shí)施方案的地震數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)的示意圖。圖中繪出了震源150、152和154，它們在地表166上將振動送進(jìn)地下。送到表面166上的振動穿過地球，這示意性地繪于圖3中，如箭頭170所示。振動被地下表面——此處繪成表面162和表面164——反射，最終到達(dá)接收器組156、158和160并被它們記錄下來。每個接收器組包括大量接收器，以圖2a-d中所描繪的方式排列。
重要地，根據(jù)該優(yōu)選實(shí)施方案，某個單獨(dú)接收器組中的接收器之間的距離基本上小于接收器組之間的距離。這示意性地示于圖3中，以接收器組160的尺寸122基本上小于組160和相鄰組158之間的距離120來表示。
組156、158和160中的每個接收器將振動轉(zhuǎn)換成電信號并將這些信號傳送給中心接收單元170，該單元通常位于當(dāng)?shù)氐膱鳇c(diǎn)處。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)不是成組形成的，但是來自每個地震檢波器組件的數(shù)據(jù)都被記錄了。中心記錄單元通常具有數(shù)據(jù)處理能力以使其能對源信號進(jìn)行交互相關(guān)，從而產(chǎn)生一個壓縮成相對較窄的小波或脈沖的含有所記錄的振動的信號。另外，中心記錄單元可進(jìn)行其它處理，也許對特殊的應(yīng)用有用。一旦中心處理單元170進(jìn)行了相關(guān)或其它所需的處理，它通常以磁帶上的時域軌跡的方式存儲數(shù)據(jù)。磁帶形式的數(shù)據(jù)隨后被送至地震數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行處理和分析，該中心通常位于其它地理位置上。在圖3中數(shù)據(jù)從中心記錄單元170到數(shù)據(jù)處理器180的傳送以箭頭176表示。
再次參看圖2a-d，類似于圖2(a)和2(b)中的那些接收器排列方式具有這樣的優(yōu)點(diǎn)它們可在任何方向、地球的任何深度上安置，而依然給出相同的微商信息。然而，當(dāng)在地表下部署時，就會有一個缺點(diǎn)一些接收器必須埋在地下(如果使用3×3×3立方排列來進(jìn)行二階微商估算，尤其受限)。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)在地表部署時，可使用更簡單的接收器排列方式來獲得同樣的信息。
彈性結(jié)構(gòu)關(guān)系將源自由區(qū)的應(yīng)力張量分量σij與應(yīng)變張量分量εij聯(lián)系起來σij＝Cijklεkl， (4)其中cijkl為彈性模量。下標(biāo)1和2相應(yīng)于水平坐標(biāo)x1和x2，而下標(biāo)3相應(yīng)于向下的垂直方向x3。利用Voigt符號，方程(1)可寫為σ11σ22σ33σ23σ13σ12=Cϵ11ϵ22ϵ332ϵ232ϵ132ϵ12,---(5)]]>其中C為具有21個獨(dú)立分量的對稱勁度矩陣。若我們假設(shè)在近地表環(huán)境中的介質(zhì)特性是各向同性的，則該勁度矩陣為下面的形式 其中λ和μ為Lame常數(shù)。應(yīng)變εij通過下面的關(guān)系與質(zhì)點(diǎn)速度vi相聯(lián)系∂tϵij=12(∂jvi+∂ivj),---(7)]]>其中t(yī)代表對時間的微商。在地表上必須考慮的自由表面條件可寫成σi3＝0，i＝1，…，3. (8)方程(8)規(guī)定作用在穿過(水平)自由地表上的應(yīng)力張量趨于零。將方程(5)、(6)和(7)代入(8)，給出了三個自由表面上質(zhì)點(diǎn)速度的約束條件∂βv3=-(βα)2(∂1v1+∂2v2),---(9)]]>3v2＝-2v3，(10)3v3＝-1v3. (11)這樣，垂直波場微商可以用水平微商表示出來。注意介質(zhì)特性僅出現(xiàn)在方程(9)中，而不出現(xiàn)在方程(10)和(11)中。
在陸上采集中，表面上3C接收器的空間分布考慮了質(zhì)點(diǎn)速度的水平空間微商的計(jì)算(或者如果記錄了質(zhì)點(diǎn)加速度的話則為其時間微商，等)。方便地，根據(jù)本發(fā)明，調(diào)用自由表面條件(方程(9)-(11))使能夠利用表面上的3C接收器的相同布局來計(jì)算一階垂直微商，給出了P和S速度之間的比值。
事實(shí)上，如果使用圖2(c)或(d)中的任一種接收器排列方式，自由表面條件使波場的所有二階微商都可估算，正如下面進(jìn)一步的細(xì)節(jié)所顯示的。注意將fd量板應(yīng)用到圖2(d)中的排列方式也使所有三階純水平微商可以估算。
根據(jù)本發(fā)明，自由表面條件(方程(9)-(11))可用來將波動方程(1)改寫成不同的形式，此形式在各向同性介質(zhì)中的自由表面處是有效的。只要規(guī)定了所有微商估計(jì)值都定中心于自由表面上的同一點(diǎn)，此方程可轉(zhuǎn)化為適用于計(jì)算近表面介質(zhì)特性。波動方程包括結(jié)構(gòu)關(guān)系(4)和運(yùn)動方程∂tv=1ρ▿·σ---(12)]]>=1ρ∂1v11+∂2v21+∂3v31∂1σ12|∂2σ22|∂3σ32∂1σ13+∂2σ23+∂3σ33.---(13)]]>我們定義下面的符號H＝[12]T(14)VH＝[v1v2]T(15)各向同性結(jié)構(gòu)關(guān)系(4)、自由表面條件(9)-(11)以及運(yùn)動方程(13)得出了下面的這組自由表面波動方程，其中體積力不再出現(xiàn)∂11v1=β2(▿2v1)+2(β2-β4α2)∂1(▿H·vH)----(16)]]>∂11v2=β2(▿2v2)+2(β2-β4α2)∂2(▿H·vH)---(17)]]>∂11v3=α2(∂33v3)-(α2-2β2)(▿H2v3)---(18)]]>其中垂直微商取為向下。正如這里所用到的，微商算符的重復(fù)腳標(biāo)表示多重微商(例如，33＝33)。每個方程(16)-(18)右邊的最后形式僅包括水平微商。這些方程中僅有的深度微商包含在每個方程右邊的首項(xiàng)中，并且這些項(xiàng)僅包含純二階深度微商33v。因此，這些方程形成了三個可直接轉(zhuǎn)換解出材料參數(shù)α和β的約束條件，而無需深度上的混合微商。后一點(diǎn)很重要，因?yàn)樗赋鑫覀兛梢詢H使用單個埋藏地震檢波器來測量所有的相關(guān)微商(例如，使用圖2(c)和2(d)中的排列方式)，該檢波器用到下面將進(jìn)一步詳細(xì)描述的技術(shù)。
如果所用的接收器排列方式不允許微商定中心于相同位置，通過在方程(1)或方程(16)-(18)的形式中插入微商估計(jì)值而得出的介質(zhì)特性都將是不精確的。在地表地震中，這主要影響到關(guān)于深度的微商的估計(jì)值；邏輯上通常容易將所有水平微商定中心于表面上一個單一位置，但是同樣的中心定位不可能對垂直微商測量直接獲得。
圖4a和4b圖示了中心定位偏差對垂直微商估計(jì)值的影響。從圖4a和4b可知，對常規(guī)的地震頻率和典型的近地表速度，僅有12.5cm的中心定位差異也能導(dǎo)致所得估計(jì)值的大的偏差。使用自由表面條件估算的一階垂直微商利用方程(9)直接從水平微商估計(jì)值算得，因此恰好定中心于自由表面上。利用f-d量板明確估算的定中心于表面之下僅為12.5cm處的垂直微商在所給的例子中顯示給出對表面值極差的近似(在許多已測試的實(shí)例中都是這樣)。因此，經(jīng)常需要在波動方程的轉(zhuǎn)換進(jìn)行之前對微商的中心定位進(jìn)行修正。
圖4a和4b對合成的P波到達(dá)(圖4a)和表面波到達(dá)(圖4b)估算3v3，使用到了圖1中的實(shí)驗(yàn)排列方式和類似于圖2(d)中的接收器列陣，但接收器之間相距25cm。在每種情形中，實(shí)線為使用方程(9)中的自由表面條件計(jì)算的微商，因此定中心于自由表面上。細(xì)虛線為下面的方程(53)所定義的3’v3，在深度上用到一階fd量板，因此定中心于地表之下12.5cm。粗虛線為使用方程(23)和(24)中的Lax-Wendroff修正重新定中心于自由表面的3’v3，幾乎完全覆蓋了實(shí)線。水平軸為時間，單位是毫秒(ms)，垂直軸為微商值，單位是1/ms。
在地表上任一點(diǎn)x0，速度v的泰勒展開可寫成v(x0+Δx3)=v(x0)+Δx3∂3v(x0)+Δx322∂33v(x0)+O(ΔX33)---(19)]]>其中對任何小的深度增量Δx3，Δx3＝
T。以下，所估算的微商的階數(shù)將照常稱為一階、二階，等等，并且用來估算的泰勒近似的精度將稱為O(Δx32)、O(Δx33)，等。整理此方程給出∂3v(x0)=[v(x0+Δxs)-v(x0)Δx3]-Δx32∂33v(x0)+O(Δx12)---(20)]]>因此，如果33v(x0)可估算，那么方程(20)中3v(x0+Δx3/2)的普通O(Δx3)fd量板(右邊方括號項(xiàng))可修正來給出3v(x0)最高至O(Δx3)。修正項(xiàng)(右邊第二項(xiàng))由使用常規(guī)量板對微商估計(jì)值定中心導(dǎo)致的偏差引入的誤差的線性(以Δx3)近似值組成。
微商33v(x0)可以通過波動方程與水平和時間微商關(guān)聯(lián)起來。由于我們希望在定中心于地表的修正中使用這些微商，我們將使用自由表面波動方程(16)至(18)來獲得O(Δx3)修正，比方說L1，定義為等于方程(20)右邊的第二項(xiàng)。這些可通過整理方程(16)至(18)來簡單地獲得∂33v1=∂11v1β2-(▿H2v1)-2(1-β2α2)∂1(▿H·vH)---(21)]]>∂33v2=∂11v2β2-(▿H2v2)-2(1-β2α2)∂2(▿H·vH)---(22)]]>∂33v3=∂11v3α2+(1-2β2α2)▿H2v3---(23)]]>L1=-Δx32∂33v---(24)]]>根據(jù)本發(fā)明，在利用有限差分技術(shù)模擬波傳播中，首選的利用波動方程計(jì)算任何無法測量的微商來計(jì)算這種類型的修正項(xiàng)的方法被認(rèn)為是Lax-Wendroff修正。此方法進(jìn)一步的細(xì)節(jié)參見P.D.Lax andB.Wendroff，具有高階精度的雙曲型方程的差分方案(Differenceschemes for hyperbolic equations with high order of accuracy)，Comm.Pure appl.Math.，27，1964，在此處引入做為參考。還可參見J.O.Blanch and J.O.A.Robertsson，齊納元素所描寫的媒介中波傳播的改進(jìn)Lax-Wendroff修正(A modified Lax-Wendroff correctionfor wave propagation in media described by Zener elements)，Geophys.J.Int.，131381-386，1997，亦在此引入做為參考。
使用Lax-Wendroff修正來修正所測得的數(shù)據(jù)有利地給出了恰好定中心于自由地表上地垂直波場微商的更高的精確度。
圖4a和4b示出了適用于使用定中心于表面之下12.5cm處的fd量板的3v3的一階微商的Lax-Wendroff修正L1的例子。修正的微商估計(jì)值實(shí)際上與正好在自由表面上(使用自由表面條件)獲得的估計(jì)值相同。因此，只要方程(21)至(23)中的二階水平和空間微商能以足夠的精度進(jìn)行估算，則在自由表面上的所有一階微商可精確估計(jì)到O(Δx32)。
圖5示出了，3v3的Lax-Wendroff修正的影響對頻率有高度的依賴性。特別地，其最大振幅與最大信號本身不在同一個頻率上。這是因?yàn)長1包含了二階的空間和時間微商(二階時間微商等于在頻域中乘以-ω2)。
與剛才描述的情形類似，利用方程(54)(以后給出)得出的二階微商估計(jì)值定中心于表面之下Δx3/4處。定中心于表面的估計(jì)值可通過將方程(20)中的泰勒級數(shù)多展開一項(xiàng)。整理這些項(xiàng)得到∂33v(x0)=[v(x0+Δx3)-v(x0)Δx3-∂3v(x0)]2Δx3]]>-Δx33∂333v(x0)+O(Δx32)---(25)]]>因此，二階微商的O(Δx3)Lax-Wendroff修正L2由下面的式子給出L2=-Δx33∂333v---(26)]]>方程(25)右邊的第一項(xiàng)為方程(54)所給出的33v(x0+Δx3/4)的近似。方程(26)給出了一個線性(以Δx3)修正，將微商中心定位移至x0。深度的三階微商可通過將波動方程(1)對x3求一次微分，并再次應(yīng)用自由表面條件簡化深度的混合微商來得到。注意我們不可能通過將表達(dá)式(21)至(23)對深度求微商來得到這個，因?yàn)檫@些表達(dá)式僅在自由表面上才有效。自由表面上的三階垂直微商可寫成∂333v1=(β2-2α2α2β2)∂11(∂1v3)+(3α2-2β2α2)∂1(▿H2v3)---(27)]]>∂333v2=(β2-2α2α2β2)∂11(∂2v3)+(3α2-2β2α2)∂2(▿H2v3)---(28)]]>∂333v3=(2α2β2-α4-2β4α4β2)∂11(▿H·vH)]]>+(3α4+4β4-6α2β2α4)▿H2(▿H·vH)---(29)]]>由此我們以一階水平微商的二階時間微商(每個方程右邊的第一項(xiàng))和三階水平微商(右邊第二項(xiàng))表示出了三階垂直微商。這些可代入方程(26)中以獲得所需的Lax-Wendroff修正。
相信使用此處描述的具體技術(shù)所獲得的各向同性P和S速度上攜帶的信息是任何波形轉(zhuǎn)換技術(shù)所可能獲得的信息的最大值。這是因?yàn)槲⑸虜?shù)據(jù)(加上各向同性假設(shè))包括了完全確定所記錄帶寬中局部波場所要的足夠的信息。因此，不再有其它關(guān)于波場的可用來提高對P和S速度限制的信息存在。
有可能導(dǎo)出一組對P和S速度的線性約束，它們僅包含一階空間波場微商。我們通過使用和不使用方程(9)中的自由表面條件計(jì)算波場的垂直微商來做。在這些情形的每一個中，我們分別得到(∂3v3)fs=-(βα)2(∂1v1+∂2v2)---(33)]]>(∂3v3)fd=v3Δ-v3Δx3+L1,3---(34)]]>其中fs和fd分別表示“自由表面”和“有限差分”，v3Δ為v3被記錄的那一點(diǎn)之下Δx3距離處速度的x3分量。方程(33)實(shí)際上是利用方程(9)對(3v3)fs的定義，而方程(34)則為垂直微商3v3的有限差分近似。注意在方程(34)中，修正L1的第三個分量被用來確保微商估計(jì)值都正好定中心于相同位置。
如果方程(33)和(34)右邊的微商估計(jì)值通過使用大約定中心于相同位置的fd量板來得出，那么就得到了同一量的兩個估計(jì)值，其中一個使用顯式深度微商，而另一個不是。因此，
(3v3)fs＝(3v3)fd(35)給出一組α和β的約束條件。將方程(35)展開得到2β2α2(∂1v1+∂2v2)=∂1v1+∂2v2+[v3(dx3)-v3(0)dx3]]]>-dx32[∂11v3α2+(1-2β2α2)(∂11v3+∂22v3)]---(36)]]>⇒dx32∂11v3=α2(▿H·vH)+∂31v3]]]>-β2[2(▿H·vH)-dx3(▿H2v3)]---(37)]]>其中3’v3由方程(53)給出。這顯示獲得了一組涉及到β2和α2的線性方程，在時間上每點(diǎn)一個方程。這些可數(shù)值求解。
現(xiàn)在將示出方程(1)、方程(16)-(18)或方程(35)如何被轉(zhuǎn)換來分別約束P和S速度、α和β，給出微商估計(jì)值。方程(1)和(35)每個都得出一組α2和β2的線性方程。這些系統(tǒng)可使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)(例如，W.Menke，地球物理數(shù)據(jù)分析離散求逆理論(修訂版)(Geophysical data analysisDiscrete inverse theory(Revisededition))，volume 45 of International Geophysics Series.AcademicPress Inc.，Harcourt Brace Jovanovich，1989；F.Press，B.P.Flannery，S.A.Teukolsky，and W.T.Vetterling.FORTRAN中的數(shù)值方法科學(xué)計(jì)算技術(shù)(第二版)(Numerical Recipies in FORTRANthe art ofscientific computing(2nd edition)).Cambridge University Press，1992；以及R.L.Parker.地球物理求逆理論(Geophysical inversetheory).Princeton University Press，1994)很簡單地求解。然而，為了用圖表表示解的不確定性，我們將在時域中構(gòu)造并給出失配函數(shù)EN=log{[LN-RN]T[LN-RN](σN)2}.---(38)]]>這里L(fēng)N和RN分別表示第(N)個方程的左邊和右邊。這些是由時間或頻率的樣本組成的矢量，其中信號可在時間上進(jìn)行過濾以取出任何所需的波場到達(dá)，以及在頻率上進(jìn)行過濾以取出任何所需的頻率成分。每個方程(N)中的微商估計(jì)值被假設(shè)為以定中心于相同位置。因子(σN)2表示LN的元素的標(biāo)量方差，其導(dǎo)數(shù)為合適的加權(quán)系數(shù)，以使來自大振幅信號的影響不會支配E。
給出足夠精確的微商數(shù)據(jù)后，我們可以通過求E(1)、E(16)、E(17)、E(18)或E(35)中任何一個或它們的組合的極小值來估算參數(shù)α和β。這樣我們就保證了方程(1)、(16)-(18)和(35)中的任何一個盡可能精確地滿足。
首先我們構(gòu)造一個基于散度滿足方程(35)這個要求的頻域失配函數(shù)E(35)=log{[|L(35)|-|R(35)|]T[|L(35)|-|R(35)|](σ(35))2}.---(39)]]>這里模數(shù)記號暗示只有方程(35)左邊和右邊的傅氏域振幅(在信號頻帶之內(nèi))被進(jìn)行了比較。這消除了某些時間點(diǎn)上方程(35)中的(·v)fs或(·v)fd在數(shù)值上等于零的問題。
圖6示出了在圖4a和4b中圖示出的抽點(diǎn)打印的中間和完整時序數(shù)據(jù)的失配函數(shù)E(35)。馬上就可看出失配函數(shù)在修正解(αt＝1500m/s，βt＝500m/s)處有一個明顯的最小值。因此，如果可以獲得足夠精度的數(shù)據(jù)，方程(35)給出的約束條件(在時間上的每一點(diǎn))則足夠用來估算P和S速度。
這種估算的精度將隨著時序長度和頻率組成的減小而降低。即使在這種情形中利用完整的模擬時序，也存在使β的估計(jì)值比α的估計(jì)值更加退化的線性折衷方案。然而，注意到色標(biāo)是對數(shù)的，在此表面的最小值依然比αt±2％和βt±7％更符合數(shù)據(jù)十倍。因此，由于來自許多源的時序能對相同的P和S速度進(jìn)行轉(zhuǎn)換，估算精度應(yīng)當(dāng)對大多數(shù)要求足夠高。
現(xiàn)在將進(jìn)一步詳細(xì)討論估算一階和二階空間波場微商的具體技術(shù)。利用圖2(c)或2(d)中的接收器排列方式中的任何一個，可能估算波場中的所有一階和二階微商。例如使用接收器排列方式d，我們可利用下面的有限差分公式估算定中心于中心點(diǎn)之上的自由表面上的水平微商∂1v=12v(2)-27v(6)-27v(10)-v(11)24Δx1+v(3)-27v(7)-27v(11)-v(15)24Δx1+O(Δx14)----(40)]]>2v 由上式輪轉(zhuǎn)獲得 (41)3v 使用自由表面條件從1v和2v獲得(42)∂11v=12v(2)-v(6)-v(10)+v(14)2Δx12+v(3)-v(7)-v(11)+v(15)2Δx12+O(Δx12)----(43)]]>22v由上式輪轉(zhuǎn)獲得 (44)∂12v=[v(11)-v(10)Δx2-v(7)-v(6)Δx2]1Δx1+O(Δx12,Δx22)----(45)]]>其中加括號的上標(biāo)代表圖2(d)中的接收器編號。垂直方向的第二混合微商可通過使用下面的自由表面條件得到13v1＝-11v3(46)23v1＝-12v3(47)13v2＝-12v3(48)23v2＝-22v3(49)∂13v3=-∂1(▿H·vH)λλ+2μ---(50)]]>∂23v3=-∂2(▿H·vH)λλ+2μ---(51)]]>上面所有的一階和二階微商可僅利用表面上的接收器來進(jìn)行估算。最后，然而，深度的二階純微商必須使用自由表面條件和地下接收器17來得到，方法如下。定義速度v5為在接收器17正上方的自由表面上估算的速度，vs=v(6)+v(7)+v(10)+v(11)4.---(52)]]>深度上的有限差分一階微商(表示為3’)定中心于從接收器17垂直向上到表面距離的一半處∂3′v=[v(17)-vs]1Δx3+O(Δx32)---(53)]]>另外，方程(42)估算了在表面上的同一個微商。因此，這兩種估算之間的差別可用來獲得定中心于深度dx3/4處的二階深度微商∂33v=2∂3′v-∂3vΔx3---(54)]]>這樣，我們可利用圖2(b)中的接收器排列方式來估算波場的所有一階和二階微商。對于任何其它排列方式(例如，圖2(c)中的最少五角星形分布)，只有水平空間微商有限差分估算(40)至(45)和方程(52)中的vs的表面速度估算改變了，但是方程(46)至(51)和(53)至(54)保持不變。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，給出了另一種方法，其中波場的空間和時間微商可被用來估算表面介質(zhì)特性。此方法同樣特別適用于下面這種情況波場密度記錄可用來計(jì)算空間微商并了解在特定時間窗口中出現(xiàn)的波型。另外，此方法可方便地用于所有接收器組都在地表上(即，接收器組中沒有地下接收器)的調(diào)查所得的數(shù)據(jù)上。
根據(jù)此實(shí)施方案，波場和自由表面之間的相互作用可容易地用勢場公式來表達(dá)。根據(jù)此實(shí)施方案，假設(shè)選定的時間窗口包含一個上行平面P波并且正z方向選為向下。入射P波在表面產(chǎn)生一個反射P波和一個轉(zhuǎn)換的SV波，具有相應(yīng)的標(biāo)量勢Φinc=Acxp[iω(siniαx-cosiαz-t)---(55)]]>Φref1=Bcxp[iω(siniαx+cosiαz-t)---(56)]]>Ψref1=Ccxp[iω(siniβx-cosiβz-t),---(57)]]>其中α和β分別為P和S速度，i為入射P波的入射角，j為轉(zhuǎn)換S波的反射角。質(zhì)點(diǎn)速度的相應(yīng)表達(dá)式可從方程(55-56)通過下面的方法得到ux=∂Φinc∂x+∂Φref1∂x-∂Ψref1∂z---(58)]]>uz=∂Φinc∂z+∂Φref1∂z+∂Ψref1∂x---(59)]]>如果ux和uz之比或它們的微商已經(jīng)算得，則對于自由表面——此處z≈0——處的記錄該指數(shù)表達(dá)式將趨于零。得到uxus=(1+VPP)sini-γ2-sin2iVPS(VPP-1)cosi+siniVPS---(60)]]>∂us/∂x∂ux/∂t=cosisini(1-VPP)-sin2iVPSα(sini(1+VPP)-γ2-sin2iVPS)---(61)]]>∂ux,x/∂x∂ux,s/∂t=-siniα,---(62)]]>其中γ＝α/β以及VPP和VSS為自由表面上勢場的反射和轉(zhuǎn)換系數(shù)。方程(60)、(61)和(62)為非垂直入射波的三個線性獨(dú)立方程，從而可用來在最小方案中求解三個未知量i、α和γ(從而求出β)。注意方程(61)和(62)應(yīng)該緩慢歸一化。
迄今還不需要垂直微商，但是如果可以得到這樣的數(shù)據(jù)的話，則可以導(dǎo)出垂直和時間微商的相應(yīng)組合的類似方程。除此之外，也還可獲得入射S波的表達(dá)式，這兩個選項(xiàng)使我們可以改進(jìn)該方法的性能，因?yàn)楫?dāng)數(shù)據(jù)的更大部分可用作輸入量時，該方法可能變得更強(qiáng)大。為了找到更多合適的事件，需要一種數(shù)據(jù)質(zhì)量度量標(biāo)準(zhǔn)。一種可能的方法就是利用方程(63)并定義能量函數(shù)為E=[(∂ux∂x∂ux∂t)-(∂ux∂x∂ux∂t)]2---(63)]]>一旦確定了合適的事件，就可在所有這些窗口中進(jìn)行轉(zhuǎn)換。未知數(shù)α和γ對所有時間間隔都應(yīng)相等，而入射角對每個事件不相同Efof(α,γ,i1..N)=Σk=1NEk(α,γ,ik),-----(64)]]>其中N為選定的合適窗口總數(shù)，Ek為使用第k間隔的能量函數(shù)。這些由方程(60-62)中左邊和右邊表達(dá)式的平方差分在一個時間窗口用于一個入射P波的情況下給出。
圖7為示出根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方案估算介質(zhì)特性的各步驟的流程圖。在步驟210中，地震勘查設(shè)計(jì)成如此處所描述和顯示的那樣使用密集的接收器組。在步驟212中，記錄地震數(shù)據(jù)。在步驟214中，使用有限差分并在需要處使用Lax-Wendroff修正估算了波場的空間微商，優(yōu)選地全都定中心于一個位置。在步驟216中，這些微商被用來獲得一組方程，或有可能一個方程。在步驟218中，求解這組方程以找到最符合的物料和/或波場性質(zhì)和/或接收器耦合性質(zhì)。
步驟220、222、224和226示出了步驟218的結(jié)果可能有用的例子。在步驟220中，估算的性質(zhì)用來輔助靜校正估算。在步驟222中，介質(zhì)特性用來構(gòu)造波場過濾器。在步驟224中，接收器耦合性質(zhì)被用來修正部分或全部記錄的波場。在步驟226中，波場性質(zhì)被用來估算地下反射點(diǎn)。
圖8為示出根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方案，估算介質(zhì)特性的具體方法進(jìn)一步性質(zhì)的流程圖。在步驟300中，地震勘查設(shè)計(jì)成使用密集接收器組?？辈樵O(shè)計(jì)成表面設(shè)計(jì)——步驟310，或體設(shè)計(jì)——步驟330。在步驟310中，整個接收器組都在地表(或海底表面)上。在步驟312中，記錄地震數(shù)據(jù)。在步驟314中，分離出僅包含近似平面的單一入射到達(dá)的那部分記錄波場。在步驟316中，利用自由表面條件得到dV/dz來估算一階微商。在步驟318中，估計(jì)值被插入平面波表達(dá)式來獲得一組方程。在步驟320中，求解最終的方程組以找到最符合的P和S速度以及到達(dá)軌跡。
在體地震勘查設(shè)計(jì)情況下，步驟330，接收器組包含至少一個埋在地表下的接收器。在步驟332中記錄數(shù)據(jù)。步驟342、344、346和348描寫了包含全波動方程轉(zhuǎn)換的實(shí)施方案。在步驟342中，在某點(diǎn)P上的所有一階以及所有水平二階和三階微商都通過有限差分進(jìn)行估算。在步驟344中，dV/dz和dV/dzz的值使用Lax-Wendroff修正重新定中心于點(diǎn)P。在步驟346中，所有微商估計(jì)值插入波動方程得到一組方程，在時間上每點(diǎn)一個。在步驟348中，求解最終的方程組以找到最符合的P和S速度。
步驟334、336、338和340描寫了包含垂直微商轉(zhuǎn)換的實(shí)施方案。在步驟334中，所有一階和所有水平二階微商都通過有限差分進(jìn)行估算。在步驟336中，dVz/dz的值使用Lax-Wendroff修正重新定中心于點(diǎn)P。在步驟338中，將這些值與由自由表面條件給出的dVz/dz表達(dá)式等同起來，給出一組方程。在步驟340中，求解最終的方程組以找到最符合的P和S速度。
雖然描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方案，該描述僅僅是說明性的，并不是為了限制本發(fā)明。例如，雖然本發(fā)明的具體實(shí)施方案被描述成主要用在陸地表面上，但本發(fā)明同樣適用于置于洋底上或其下的接收器。在洋底接收器情形中，優(yōu)選地對液-固界面使用應(yīng)力條件關(guān)聯(lián)，而不是自由表面條件。另外，本發(fā)明也適用于地上鑿洞中進(jìn)行的地震測量(即井中地震)中。盡管所描述的實(shí)例假設(shè)了一個在近地表區(qū)域中基本各向同性的媒介，本發(fā)明同樣適用于各向異性的媒介。在各向異性媒介情況下，會希望增加每組中地震檢波器的數(shù)目。
權(quán)利要求
1.估算局部密集地震接收器組附近的近地表介質(zhì)特性的方法，包括下列步驟接收由該局部密集地震接收器組所測量到的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)描繪了地震波場引起的地球運(yùn)動。估算波場的局部微商以使這些微商定中心于接收器組附近的一個單一位置；以及利用估算的微商之間的物理關(guān)系來估算接收器組附近的近地表介質(zhì)特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中估算局部微商的步驟包括用基本類似于Lax-Wendroff修正的技術(shù)來將這些局部微商定中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中用來估算介質(zhì)特性的物理關(guān)系包括自由表面條件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中用來估算介質(zhì)特性的物理關(guān)系包括波動方程。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中接收器組中的一個，至少一個接收器埋在地表之下，以使該接收器組圍起一個體積。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中位于局部密集組中的接收器相互之間相距1米或更少。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中組中的接收器之間相距0.5米或更少。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中組中的接收器之間相距0.25米或更少。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中組中的接收器之間相距一個約等于或小于所關(guān)心的最短波長的五分之一的長度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所估算的介質(zhì)特性包括那些入射波場所經(jīng)歷的、依賴于頻率和波型的性質(zhì)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中接收器位于海底上或靠近海底處，并且其中用來估算介質(zhì)特性的物理關(guān)系包括液-固邊界條件。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中接收器位于地上鑿洞中。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中用來估算介質(zhì)特性的物理關(guān)系得自于到達(dá)接收器組的平面波的物理性質(zhì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中該組接收器不包括埋入地下的接收器。
15.用以估算局部密集地震接收器組附近的近地表介質(zhì)特性的設(shè)備，包括存儲器，配置來存儲該局部密集地震接收器組所測量到的數(shù)據(jù)，所存儲的數(shù)據(jù)描繪了地震波場引起的地球運(yùn)動；微商估算器，適于處理存儲的數(shù)據(jù)并估算波場的局部微商以使這些微商定中心于該接收器組附近一個單一位置；介質(zhì)特性估算器，適于估算所得微商之間的物理關(guān)系來估算接收器組附近的近地表介質(zhì)特性。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的設(shè)備，其中微商估算器利用基本類似于Lax-Wendroff修正的技術(shù)將微商定中心，并且用以估算介質(zhì)特性的物理關(guān)系包括自由表面條件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的設(shè)備，其中在局部密集組中的接收器之間相距大約1米或更少。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的設(shè)備，其中接收器位于海底或海底附近，并且其中用以估算介質(zhì)特性的物理關(guān)系包括液-固邊界條件。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的設(shè)備，其中用以估算介質(zhì)特性的物理關(guān)系得自于到達(dá)接收器組的平面波的物理性質(zhì)。
全文摘要
公開了一種估算一組局部密集的地震接收器附近的近地表介質(zhì)特性的方法。該方法包括接收由一組局部密集的地震接收器測量到的數(shù)據(jù)。估算了波場的局部微商因而優(yōu)選地利用Lax－Wendroff修正將這些微商定中心于一個單一位置。所估算的微商之間的物理關(guān)系包括用來估算接收器組附近的近地表介質(zhì)特性的自由表面條件和波動方程。公開了本發(fā)明的另一個實(shí)施方案，其中用來估算介質(zhì)特性的物理關(guān)系得自于到達(dá)接收器組的平面波的物理性質(zhì)，而且該組接收器不包括任何埋入地下的接收器。
文檔編號G01V1/30GK1404581SQ0180532
公開日2003年3月19日 申請日期2001年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月21日
發(fā)明者安德魯·科蒂斯, 約漢·奧羅夫·安德斯·羅伯森, 雷姆科·姆伊斯 申請人:施魯博格控股有限公司