CN108303730A - 一种工程三维双源面波勘探方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种工程三维双源面波勘探方法及系统，在勘探区域布设震源激发点和检波器，在震源激发点处激发产生地震面波，通过所述检波器采集地震面波，获得地震面波数据；根据所述震源激发点和所述检波器的位置建立所述震源激发点和所述检波器的坐标，获得震源激发点坐标和检波器坐标；根据所述震源激发点坐标、所述检波器坐标和所述地震面波数据获得三维双源面波数据集；根据所述三维双源面波数据集获得所述勘探区域不同位置处的地下探测目标的平面分布范围和三维形态。本发明能够通过建立所述震源激发点坐标、所述检波器坐标和所述地震面波数据获得三维双源面波数据集，然后再根据所述三维双源面波数据集获得所述勘探区域不同位置处的地下探测目标的平面分布范围和三维形态。

Description

一种工程三维双源面波勘探方法及系统

技术领域

本发明涉及面波勘探领域，特别是涉及一种工程三维双源面波勘探方法及系统。

背景技术

面波勘探，也称弹性波频率测深，是一种浅层地震勘探方法，所谓面波，是一种特殊的地震波，属于一种地滚波，可分为瑞利波(R波)和勒夫波(L波)。面波能量占震源激发总能量的2/3，其中，R波在振动波组中的能量最强，振幅最大，频率最低，容易识别也更易于测量。目前，瑞利面波已广泛用于无损检测和场地评价领域。

由于受观测系统和数据采集技术的局限，二维面波勘探方法采集的地震数据无法直观地从中了解勘探目标体的平面分布特征及空间三维形态。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够直观地了解勘探目标体的平面分布特征及空间三维形态的工程三维双源面波勘探方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种工程三维双源面波勘探方法，所述勘探方法包括：

在勘探区域布设震源激发点和检波器，在震源激发点处激发产生地震面波，通过所述检波器采集地震面波，获得地震面波数据；

根据所述震源激发点和所述检波器的位置建立所述震源激发点和所述检波器的坐标，获得震源激发点坐标和检波器坐标；

根据所述震源激发点坐标、所述检波器坐标和所述地震面波数据获得三维双源面波数据集；

根据所述三维双源面波数据集获得所述勘探区域不同位置处的地下探测目标的平面分布范围和三维形态。

可选的，所述在勘探区域布设震源激发点和检波器具体包括：

在所述勘探区域内布设多个所述检波器和多个所述震源激发点，分布多束所述检波器，分布多排震源激发点，每排所述震源激发点的连线与每束所述检波器的连线垂直。

可选的，所述检波器采集地震面波，获得地震面波数据具体包括：

设置地震数据采集窗口，所述地震数据采集窗口的大小为M×N的矩形区域，所述震源激发点设置有炮，设定一排所述震源激发点的连线按照横向排布，一束所述检波器的连线按照竖向排布；

依次激发第i排炮，采集横向第i到第M+i-1排炮，竖向第i到第N+i-1束检波器的区域范围内的地震面波，获取第i地震面波数据，i的取值为1,2,3，...，n；

根据所述第i地震面波数据获取所述地震面波数据。

可选的，所述根据所述震源激发点坐标、所述检波器坐标和所述地震面波数据获得三维双源面波数据集具体包括：

修订所述检波器和所述震源激发点的坐标；

在所述时间域剔除所述地震面波数据的干扰波，获得有效地震面波数据；

在频率-波数域、频率-速度域分析所述有效地震面波数据，获得所述有效地震面波数据的频散曲线和深度-速度曲线；

根据多条所述频散曲线集成，获得三维双源面波数据集。

可选的，所述根据所述三维双源面波数据集获得所述勘探区域不同位置处的地下探测目标的平面分布范围和三维形态具体包括：

获取所述勘探区域内切片测线位置的切片坐标；

根据所述切片坐标对所述三维双源面波数据集切片，获取所述切片测线位置处的地下探测目标的平面分布范围和三维形态。

为了实现上述目的，本发明还提供了如下方案：

一种工程三维双源面波勘探系统，所述勘探系统包括：

地震面波数据获取模块用于获取通过所述检波器采集的地震面波，获得地震面波数据；

坐标建立模块与所述获取模块连接，所述坐标建立模块用于根据所述震源激发点和所述检波器的位置建立所述震源激发点和所述检波器的坐标，获得震源激发点坐标和检波器坐标；

三维双源面波数据集获取模块与所述坐标建立模块连接，所述三维双源面波数据集获取模块用于根据所述震源激发点坐标、所述检波器坐标和所述地震面波数据获得三维双源面波数据集；

三维形态构建模块与所述三维双源面波数据集获取模块连接，所述三维形态构建模块用于根据所述三维双源面波数据集获得所述勘探区域不同位置处的地下探测目标的平面分布范围和三维形态。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供了工程三维双源面波勘探方法及系统，在震源激发点处激发产生地震面波，通过所述检波器采集地震面波，根据所述震源激发点和所述检波器的位置建立所述震源激发点和所述检波器的坐标，再根据地震面波数据获得三维双源面波数据集，根据所述三维双源面波数据集获得所述勘探区域不同位置处的地下探测目标的平面分布范围和三维形态。

工程三维双源面波勘探方法节省了施工成本，明显地简化了现场工作程序，缩短地质勘查周期，提高了野外工作质量和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的工程三维双源面波勘探方法的流程图；

图2为本发明勘探区域布设震源激发点和检波器的布局图；

图3为本发明根据所述震源激发点坐标、所述检波器坐标和所述地震面波数据获得三维双源面波数据集的流程图；

图4为本发明提供的工程三维双源面波勘探系统的结构图；

图5为本发明多条所述频散曲线图；

图6为本发明三维双源面波数据图；

图7为本发明地下探测目标的平面分布范围和三维形态图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种能够直观地了解勘探目标体的平面分布特征及空间三维形态的工程三维双源面波勘探方法及系统。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示的一种工程三维双源面波勘探方法的流程图，所述勘探方法包括：

步骤100：在勘探区域布设震源激发点8和检波器7，在震源激发点8处激发产生地震面波，通过所述检波器7采集地震面波，获得地震面波数据，所述检波器检测的为低频信号。

地震面波的激发有两种：

第一种属于人工源激发，在震源激发点8处激发产生地震面波。

第二种直接通过天然源激发地震面波，所述天然源包括海水的潮涌、人类的活动等。

步骤200：根据所述震源激发点8和所述检波器7的位置建立所述震源激发点8和所述检波器7的坐标，获得震源激发点坐标和检波器坐标。

步骤300：根据所述震源激发点坐标、所述检波器坐标和所述地震面波数据获得三维双源面波数据集。

步骤400：根据所述三维双源面波数据集获得所述勘探区域不同位置处的地下探测目标的平面分布范围和三维形态。

如图2所示的勘探区域布设震源激发点8和检波器7的布局图，所述在勘探区域布设震源激发点8和检波器7具体包括：

在所述勘探区域内布设多个所述检波器7和多个所述震源激发点8，分布多束所述检波器7，分布多排震源激发点8，每排所述震源激发点8的连线与每束所述检波器7的连线垂直。

排列设计采用束线型观测系统，相邻两个所述检波器7之间的距离不大于所述勘探区域的最小地层的厚度。所述检波器7的排列长度大于所述勘探区域勘探目标的深度。

所述检波器7采集地震面波，获得地震面波数据具体包括：

设置地震数据采集窗口，所述地震数据采集窗口的大小为M×N的矩形区域6，所述震源激发点设置有炮，设定一排所述震源激发点8的连线按照横向排布，一束所述检波器7的连线按照竖向排布。

依次激发第i排炮，采集横向第i到第M+i-1排炮，竖向第i到第N+i-1束检波器的区域范围内的地震面波，获取第i地震面波数据，i的取值为1,2,3，...，n；根据所述第i地震面波数据获取所述地震面波数据，直至完全覆盖整个勘探区域的地震数据的采集。

如图3所示的所述步骤300：根据所述震源激发点坐标、所述检波器坐标和所述地震面波数据获得三维双源面波数据集具体包括：

步骤301：修订所述检波器7和所述震源激发点8的坐标，检查与定义每个检波器7对应的坐标，每个所述震源激发点8对应的坐标。

步骤302：在所述时间域剔除所述地震面波数据的干扰波，对高阶所述地震面波数据和低阶所述地震面波数据有效分离，获得有效地震面波数据，所述检波器7的排列长度越长，所述地震面波数据分离的效果越好。

步骤303：利用FK法在频率-波数域、频率-速度域分析所述有效地震面波数据，获得所述有效地震面波数据的频散曲线和深度-速度曲线。

步骤304：根据多条所述频散曲线集成，获得三维双源面波数据集。

如图5所示的将多条所述频散曲线集成，获得了如图6所示的三维双源面波数据集。

如图7所示的地下探测目标的平面分布范围和三维形态图，所述根据所述三维双源面波数据集获得所述勘探区域不同位置处的地下探测目标的平面分布范围和三维形态具体包括：

获取所述勘探区域内切片测线位置的切片坐标；

根据所述切片坐标对所述三维双源面波数据集切片，获取所述切片测线位置处的地下探测目标的平面分布范围和三维形态。

为了实现上述目的，本发明还提供了如下方案：

一种工程三维双源面波勘探系统，在勘探区域布设震源激发点8和检波器7，在震源激发点8处激发产生地震面波，不使用天然源，通过所述检波器7采集地震面波；所述勘探系统包括：

地震面波数据获取模块用于获取通过所述检波器采集的地震面波，获得地震面波数据；

坐标建立模块2与所述获取模块1连接，所述坐标建立模块2用于根据所述震源激发点8和所述检波器7的位置建立所述震源激发点8和所述检波器7的坐标，获得震源激发点坐标和检波器坐标；

三维双源面波数据集获取模块3与所述坐标建立模块2连接，所述三维双源面波数据集获取模块3用于根据所述震源激发点坐标、所述检波器坐标和所述地震波数据获得三维双源面波数据集；

三维形态构建模块4与所述三维双源面波数据集获取模块3连接，所述三维形态构建模块4用于根据所述三维双源面波数据集获得所述勘探区域不同位置处的地下探测目标的平面分布范围和三维形态。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种工程三维双源面波勘探方法，其特征在于，所述勘探方法包括：

在勘探区域布设震源激发点和检波器，在震源激发点处激发产生地震面波，通过所述检波器采集地震面波，获得地震面波数据；

根据所述震源激发点和所述检波器的位置建立所述震源激发点和所述检波器的坐标，获得震源激发点坐标和检波器坐标；

根据所述震源激发点坐标、所述检波器坐标和所述地震面波数据获得三维双源面波数据集；

根据所述三维双源面波数据集获得所述勘探区域不同位置处的地下探测目标的平面分布范围和三维形态。

2.根据权利要求1所述的一种工程三维双源面波勘探方法，其特征在于，所述在勘探区域布设震源激发点和检波器具体包括：

在所述勘探区域内布设多个所述检波器和多个所述震源激发点，分布多束所述检波器，分布多排震源激发点，每排所述震源激发点的连线与每束所述检波器的连线垂直。

3.根据权利要求1所述的一种工程三维双源面波勘探方法，其特征在于，所述检波器采集地震面波，获得地震面波数据具体包括：

设置地震数据采集窗口，所述地震数据采集窗口的大小为M×N的矩形区域，所述震源激发点设置有炮，设定一排所述震源激发点的连线按照横向排布，一束所述检波器的连线按照竖向排布；

依次激发第i排炮，采集横向第i到第M+i-1排炮，竖向第i到第N+i-1束检波器的区域范围内的地震面波，获取第i地震面波数据，i的取值为1,2,3，...，n；

根据所述第i地震面波数据获取所述地震面波数据。

4.根据权利要求1所述的一种工程三维双源面波勘探方法，其特征在于，所述根据所述震源激发点坐标、所述检波器坐标和所述地震面波数据获得三维双源面波数据集具体包括：

修订所述检波器和所述震源激发点的坐标；

在所述时间域剔除所述地震面波数据的干扰波，获得有效地震面波数据；

在频率-波数域、频率-速度域分析所述有效地震面波数据，获得所述有效地震面波数据的频散曲线和深度-速度曲线；

根据多条所述频散曲线集成，获得三维双源面波数据集。

5.根据权利要求1所述的一种工程三维双源面波勘探方法，其特征在于，所述根据所述三维双源面波数据集获得所述勘探区域不同位置处的地下探测目标的平面分布范围和三维形态具体包括：

获取所述勘探区域内切片测线位置的切片坐标；

根据所述切片坐标对所述三维双源面波数据切片，获取所述切片测线位置处的地下探测目标的平面分布范围和三维形态。

6.一种工程三维双源面波勘探系统，其特征在于，所述勘探系统包括：

地震面波数据获取模块用于获取通过所述检波器采集的地震面波，获得地震面波数据；

坐标建立模块与所述获取模块连接，所述坐标建立模块用于根据所述震源激发点和所述检波器的位置建立所述震源激发点和所述检波器的坐标，获得震源激发点坐标和检波器坐标；

三维双源面波数据集获取模块与所述坐标建立模块连接，所述三维双源面波数据集获取模块用于根据所述震源激发点坐标、所述检波器坐标和所述地震面波数据获得三维面波数据集；

三维形态构建模块与所述三维双源面波数据集获取模块连接，所述三维形态构建模块用于根据所述三维双源面波数据集获得所述勘探区域不同位置处的地下探测目标的平面分布范围和三维形态。