被动源反射地震是采用固定在地表的检波器连续接收天然震动信号进行成像的勘探技术。本书系统介绍了被动源反射地震的干涉计算理论;介绍了被动源面波成像的关键流程、去噪技术;特别是系统介绍了被动源反射地震勘探成像方法及技术,这其中包括2D、3D以及随钻被动源反射成像正演计算、被动源反射弱信号提取流程、被动源地震数据高频重建方法、被动源数据静校正方法等,并将不同应用场景的被动源数据进行了应用和对比分析。
本书是国内首部系统介绍被动源反射地震勘探应用的专著,对从事浅地表结构探测、城市地下空间探测、金属矿勘探的工程技术人员了解被动源反射地震具有一定的参考价值。
刘国峰,男,1981年生,内蒙古赤峰市人,中国地质大学(北京)教授、博士生导师,主要从事地震勘探研究工作。发表学术论文50余篇,出版专著2部,曾获北京市青年英才,刘光鼎地球物理青年科技奖等称号,获得北京市科技进步奖,地球物理学会科技进步二等奖等奖励。
地震勘探具有勘探深度大和分辨率高的优势,在油气勘探、矿产勘探、工程勘查等领域都有广泛的应用。地震勘探需要炸药、可控震源装备等激发地震波,因而使其成本较高,某种程度上限制了其在特定场景中的应用。
在自然界中,河流、潮汐、生物活动等都会产生震动,该类震动向地下传播,在地下介质中产生散射、反射等,最终返回地表,若在地表用检波器接收该类信号,其特征往往具有随机性,通常称之为随机信号或者噪声信号。另外,因为该信号不是人为主动激发,因此也称之为被动源地震信号,而应用该类信号开展的勘探称为被动源地震勘探。对被动源地震产生的噪声信号进行相关计算,可以提取携带地下地质的弹性波信息,从而开展基于面波、反射波的地下介质成像研究。基于被动源信号的面波反演能够获取地下介质的横波速度信息,对此已经获得了广泛的研究和应用。应用随机信号开展体波或反射波成像的研究,近几年正在逐渐被关注,有望成为地震勘探的一个新的应用分支。
被动源反射成像从理论推导、正演计算、实践应用都积累了多项研究成果,而其核心是如何从随机噪声中,分离面波和体波,进而增强体波,实现体波的高信噪比成像。纵观国内外的应用实践,虽然形成了多种处理流程,但最终体波成像质量还不够理想。本书在作者目前研究的流程计算的基础上,给出了多个对比应用实例,希望对开展该项研究的科研人员,以及在一线开展勘探工作的工程技术人员给以参考和启发。
本书一共包含四章。其中第一章简单介绍了被动源反射地震勘探的研究现状。第二章介绍了被动源反射的理论基础。在该部分中,我们回顾了前人关于该项计算的相关推导,并初步认识了如何通过噪声信号生成拟地震炮集。第三章介绍了被动源面波勘探。因为该项研究并非本书的核心,因此只进行流程性介绍和说明,并采用被动源数据进行了面波成像的计算。第四章是本书的核心,相对系统地介绍了被动源体波的正演、实际数据处理关键流程等,并介绍了多个应用实例。在这其中,作者还建议了一些例如提高被动源反射波频率的方法技术,以期让被动源反射的结果在某些场景中,能够与主动源反射对比。
本书成果由多个单位团队共同努力完成,其中中国地质大学(北京)刘国峰教授负责了本书所涉方法研究方案的制定、具体程序的编写以及全书总体撰写工作;中国地质大学(北京)方捷硕士完成了反射波处理流程相关程序的编写和内容撰写;四川省冶金地质勘查院肖扬高级工程师采集了四川、西藏等省(区)的数据,负责了处理结果的解释和分析部分的撰写;山东省煤田地质局物探测量队曾爱平高级工程师撰写了第一章中被动源反射地震勘探的研究现状部分;中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所陈辉高级工程师提供并撰写了频谱延拓中复倒谱方法部分以及被动源静校正计算部分,对全书所涉的被动源反射数据进行了高频重建计算和效果分析,系统梳理了全书的处理和解释成果。除了主编团队外,研究生郑钧、韩帅、刘语、郑迎冬、杨柳等在本书的绘图、审稿、校对上做出了很大的贡献。特别感谢美国康涅狄格大学刘澜波教授在研究过程中给予的指导和帮助。
本书研究内容和成书得到了国家自然科学基金项目(项目编号:42074131)的资助。同时感谢四川省冶金地质勘查院、山东省煤田地质局物探测量队等在数据采集以及科研经费上给予的研究支持。
责任编辑:王春庆
版 次:2024年1月北京第1版
印 次:2024年1月河北第1次印刷
定 价:60.00元
书 号:ISBN9787116139497
点击小程序即可下单订购