[发明专利]一种改进的确定折射面法线深度的方法

说明书

本发明提出一种改进的确定折射面法线深度的方法，流程包括：做出折射波相遇时距曲线；通过对曲线微分的计算，得到两条相遇时距曲线的斜率随位置坐标的变化；通过计算临界角，计算临界角余弦；计算所有坐标点的法线深度，得到原始的法线深度随坐标变化；对原始的法线深度随坐标变化数据，用相邻平均法进行平滑，随后用计算机绘制法线深度随位置坐标的变化曲线。本发明改进方法不用计算第二层介质的波速V₂，且所有的计算在理论上都是准确的，没有任何近似；本发明不存在原方法中的过程函数，使得计算更简洁，也减小了误差；本发明用相邻平均法对曲线进行平滑，提高了工作效率，节省了人力成本，实现了全过程用计算机处理。

技术领域

本发明属于地震勘探和地震信号处理领域，具体涉及一种改进的确定折射面法线深度的方法。

背景技术

折射波勘探技术发展得较早，由于折射波的震相易于识别等因素，其勘探方法依然在浅层勘探中有较广泛的应用。参考文献：陈仲候等.工程与环境物探教程[M].北京：地质出版社，2016，51-53页。

t₀法又称t₀差数时距曲线法，是解释折射波相遇时距曲线最常用的方法之一。当折射界面的曲率半径比其埋深大的多的情况下，t₀法目前被认为能够取得良好的效果，本领域技术人员因为该方法是常用的技术方法，未对其方法具体内容产生质疑，多年来，物探教材一直使用这种方法。实际上该方法是存在着问题的，一是计算第二层介质波速近似程度大，其近似的限定条件是折射面倾角在小于15°时，统一认为倾角小于15°的余弦值都等于1，这样计算的波速误差是明显的；二是该方法引进一个θ(x)函数，用计算代替计算增加了计算第二层介质波速的误差；三是该方法确定折射面法线深度剖面时用手工的偏移技术，也增加了结果的误差。

本发明为一种改进的确定折射面法线深度方法，具体是对常用的确定折射面法线深度的t₀方法的改进。

发明内容

本发明基于以上技术问题，提出一种改进的确定折射面法线深度的方法，解决了原方法中两个近似从而产生误差问题，使近似问题变成了精确计算，且确定折射面时用相邻平均法进行平滑，改变了确定折射面用手动偏移归位的现状，进一步减少了误差。改进后的方法不再使用目前手工操作，一切过程都用计算机实现，提高了工作效率，降低了劳动成本；

一种改进的确定折射面法线深度的方法，具体流程如下：

步骤1：根据野外相遇时距曲线观测系统记录，做出折射波相遇时距曲线；

步骤2：通过对曲线微分和的计算，得到两条相遇时距曲线的斜率随位置坐标的变化；其中，为第一条相遇时距曲线的斜率，是第二条相遇时距曲线的斜率；

步骤3：通过计算临界角，计算临界角余弦cosi，得到临界角余弦随位置坐标的变化，临界角计算具体公式如下：

其中，i为临界角；V₁是第一层介质波速，用直达波测定；

步骤4：计算所有坐标点的法线深度，得到原始的法线深度随坐标变化数据，具体公式如下；

h＝(t₁+t₂-T)·V₁/(2·cosi)

其中，h为折射界面法线深度，t₁和t₂分别为两条时距曲线在观测点对应的走时，T为互换时；

步骤5：对原始的法线深度随坐标变化数据，用相邻平均法(Adjacent Averaging)进行平滑，随后用计算机绘制法线深度随位置坐标的变化曲线。

现有技术中，当折射界面倾角小于15°时，都认为折射面倾角等于0°，而现在本发明可以准确计算出折射面倾角公式如下：