地震波运动学第四节---09级多层介质反射波时距曲线1ppt课件.ppt

第四节多层介质反射波时距曲线Section4MultilayerMediumRefelectedWaveTimeDistanceCurve主要内容一、讨论多层介质问题的思路对同一类事物，这种模型可能是比较简单的，也可能是比较复杂的。简单的模型对客观事物的反映比较粗糙，由这种模型导出的一套分析问题进行计算的方法会比较简单、方便、但得出的结果精度较低。反之，较复杂的模型能更精确地反映实际事物，但往往会导致一套比较复杂的分析、计算方法。在地震勘探中对客观存在复杂的地层剖面，根据对问题研究的深入程度，对成果精度的要求等因素，建立了多种地层介质结构模型，主要有三种：
均匀介质
层状介质
连续介质1、均匀介质
所谓均匀介质是认为反射界面R以上的介质是均匀的，即层内介质的物理性质不变，地震波传播速度是一个常数V。界面R是平面，界面可以是水平的或倾斜的。在前面已经讨论的就是这种最简单的情况。在地震勘探中层状介质模型是一个很重要的对实际地层剖面进行简化的模型。讨论层状介质问题的基本思路是：如下图所示的水平层状介质，我们可以把R2界面以上的介质设法用一种均匀介质来代替，并令这种假想的均匀介质的波速取某个值，使得R2界面以上的介质简化为均匀介质，即变成均匀介质模型1。一、讨论多层介质问题的思路在本节主要讨论水平层状介质情况下各个界面的反射波时距曲线还是不是双曲线?如果不是双曲线的话，在什么条件下仍近似地把它看成双曲线?怎样把层状介质问题转化为一个分界面的问题?那种“假想的均匀介质”的速度应怎样取?等等。
应当注意，除了本节讨论得出的结论在地震资料解释中很有用处外，这种思路和方法在地震勘探中讨论其它问题时，也常常使用。二、三层水平介质反射波时距曲线我们可以计算沿着从不同入射角α入射到第一个界面R1，然后再透射到R2界面反射回地面的各条射线路程。计算地震波传播的总时间t，以及相应的接收点离开激发点距离x。当计算出一系列(t、x)值后，就可具体画出R2界面反射波时距曲线。下面找出计算（t，x）的公式。波从震源O出发，透过界面R1，其传播方向必然满足透射定律，即：

式中α是波在R1界面上的入射角，β是波在R2界面上的入射角，P是这条射线的射线参数。
然后这条射线在B点反射。由于界面水平，反射路程与入射路程是对称的。接收点C到激发点距离x和波的旅行时t为：
有了上面两个式子就可以计算R2界面的反射波时距曲线。
例如，取第一条射线α=α1，可计算出一组(t1，x1)；取第二条射线α=α2，可计算出一组(t2，x2)；等等。把许多组(t，x)值标出来，就得到R2界面的反射波时距曲线。理论上可以证明，在这种三层介质情况下，R2界面的反射波时距曲线方程，只能用方程组(1-4-2)和(1-4-3)来表示，而不能表示成为t与x的显函数关系。上式不能进一步化成某种标准的二次曲线方程，如双曲线方程。这种情况，正常时差就不好计算，动校正也比较麻烦。想解反问题，由观测到的资料估算地下界面的埋藏深度也很困难。三层水平介质的反射波时距曲线已不是双曲线，但是能否用一条双曲线去近似它呢?换句话说，能否用一种假想的均匀介质来代替整套层状介质，使地震波在假想均匀介质中的传播情况很接近于真实情况。
如能做到这样，在前面讲的均匀介质情况的一套公式和办法就可以利用了。三、平均速度概念的引入为了解决这个问题，我们先用一个具体例子来看看如何描述地震波在层状介质中传播的速度。设有如图l-4-5(a)、(b)所示的两种介质结构：它们都是三层水平介质，两个分界面。(a)R2界面上部那两层的总厚度是:h1+h2＝1700m，(b)R2界面上部两层的总厚度：h'1+h'2=l700m。可见这两个界面上部的覆盖介质的总厚度是相同的，并且组成覆盖介质的两个地层中的波速也是一样的。都是分别为1500m/s和2000m/s。但是h1和h'1不相等，h2和h'2也不相等。那么，地震波在这两组地层中传播的情况有什么差别呢?地震波在两组地层中的垂直旅行时间：

计算表明，地震波在(b)组地层中传播得慢一些，在(a)组地层中传播得快一些。
两组地层虽然都是由速度为V1，V2的两种地层组成，但是由于在两组地层中每层厚度不相同，显然，波在这两组地层中传播的情况就有差别了。这种差别不仅与层的速度有关，还与各层的厚度有关。
由此可见，在层状介质中，只知道每一层的速度还不能确定波在其中传播时的总特点。
引用“平均速度”的概念，就可以比较合适地反映波在一组层状介质中传播的快慢。
平均速度Vav：就是用波在垂直层面的方向旅行的总时间除这组地层的总厚度（注意：此平均速度的算法不同于两速度的算术平均值）

实际上也可以从“使地震波在总厚度与层状介质厚度相等的假想均匀介质中传播时，t0保持不变”的准则，导出假想均匀介质的波速。（即层