地震子波波形显示及一维地震合成记录

1、地震勘探原理实验一地震子波波形显示及一维地震合成记录姓名： 学号：专业：地球物理勘察技术与工程 级 一、实验目的1. 认识子波，对子波的波形有直观的认识。（名词：零相位子波，混合相位子波，最小相位子波；了解子波的分辨率与频宽的关系；）2. 利用褶积公式合成一维地震记录。二、实验步骤1. 雷克子波 零相位子波 （最小相位子波） n= m1/m2为最大波峰m1和最大波谷m2之比 钟型子波 xw为初相m为时间域主波峰与次波峰之比w(t)=exp(-2*Fm2*t2*ln(n)*sin(T-2*pi*Fm*t) n=m1/m2 最大相位子波（最大相位子波请同学们自己查找相关文献完成，非必须完成）其中代

2、表子波的中心频率， t =i*dt，dt为时间采样间隔，i为时间离散点序号; 这里可以为 = 10，25，40，100 Hz等，采样间隔dt=0.002秒，i为0256;2. 根据公式编程实现不同频率的零相位子波的波形显示；不同中心频率的零相位子波图 = 25: = 100:3. 其地质模型为：震源检波器第一层介质r(100)=1.0第二层介质r(200)=-0.7第三层介质r(300)=0.5第四层介质r(400)=0.4第五层介质r(450)=0.6设计反射系数(n=512)，n为地层深度，其中，为第一层介质深度；，为第二层介质深度；，为第三层介质深度；，为第四层介质深度；，为第五层介质深

3、度；其它为0。地震波在介质中传播，当到达介质分界面时，发生反射和透射，反射波被检波器接受，生成地震记录。反射系数表示地震波在两层介质分界面的能量重新分配，如r(100)=1.0，表示地震波入射到分界面时，只有一种波，反射纵波（或反射横波）。反射系数不为1.0时，表示当地震波入射到分界面时，产生两种反射波。反射系数为正，表示反射波相位与入射波相位相差2；反射系数为负，表示反射波相位与入射波相位相差，存在半波损失。4. 应用褶积公式合成一维地震记录，并图形显示；应用褶积公式求f（n）的程序为：#include#include#define PI 3.#define FM 100void main(

4、) double fac(double x,double y,double z,int m,int n); FILE *fp; int i,j,x; double W,dt=0.002,t,a256; double b512=0; double r512=0; r100=1.0; r200=-0.7; r300=0.5; r400=0.4; r450=0.6; fp=fopen(Date.txt,w+); printf(please input x:n); scanf(%d,&x); for(i=0;i256;i+)t=i*dt; if(x=1) W=exp(-2*FM*FM*t*t*log(

5、2)*sin(2*PI*FM*t); else if (x=2) W=(1-2*pow(PI*FM*t,2)*exp(-pow(PI*FM*t,2); else if (x=3) W=exp(-FM*FM*t*t*log(2)*cos(2*PI*FM*t+PI/4); ai=W;fac(r,a,b,512,256);for(j=0;j512;k+)fprintf(fp,%fn,bj);double fac(double x,double y,double z,int m,int n) int i,j; for(i=0;i=m+n-1;i+) double sum=0.0; for(j=0;j0

6、&i-j=256) sum+=xj*yi-j; zi=sum;三、实验结果一维反射系数序列图形显示为：零相位子波与反射系数褶积后的地震记录图形显示： = 25: = 100:最小相位子波与反射系数褶积后的地震记录图形显示： = 25: = 100:混合相位子波与反射系数褶积后的地震记录图形显示： = 25: = 100:最大相位子波与反射系数褶积后的地震记录图形显示： = 25: = 100:零相位振幅图形显示： = 25: = 100:零相位幅角图形显示： = 25: = 100:最小相位振幅图形显示： = 25: = 100:最小相位幅角图形显示： = 25: = 100:混合相位幅角图形

7、显示： = 25: = 100:混合相位振幅图形显示： = 25: = 100:最大相位幅角图形显示： = 25: = 100:最大相位振幅图形显示： = 25: = 100:四、实验分析根据所学知识对实验结果进行分析；地震子波由震源激发，在地层中传播，因为在沉积地层中，每层介质的物理性质不相同，从而使得地震波的传播速度也不相同。当地震波传播到两层介质的分界面时，会发生反射，由于每层介质的反射系数不同，所以反射波的能量也不相同，检波器接收到不同时刻的、不同能量的反射波，形成一个地震记录。由合成地震记录中可以看出，最小相位子波相对零相位子波来说是相位滞后的，能量延迟的，但两者为同一家族的子波。合

8、成地震记录中横坐标为时间，纵坐标为振幅。每一时刻的值由m个值的和组成，m为反射系数r(n)的长度，整个地震记录由m+n-1个时刻的值组成。对于零相位的地震记录来说，当r(m)=1.0时，即j=100时，i=100时，w(i-j)=1.0，是能量最大的，即w(0)=1.0。同理，当n=200,、300、400、450时，能量也是最大的。对于最小相位的地震记录来说，当r(m)=1.0时，即j=100时，但i=100时，w(i-j)不是最大能量的，即最大能量不是在w(0)出现，而是延迟出现。同理，当n=200、300、400、450时，能量也不是最大的，而是要延迟出现。由振幅图及幅角图可知，零相位子

9、波能量聚集在首部，开始时就具有最大能量，无积累过程，当振幅最大时，相位为零，即此时波的振幅为实数，达到最大值；最小相位子波能量聚集在序列首部，是最小能量延迟的，信号随时间增大而减小，当振幅最大时，相位不为零，是非零相位的，相对零相位子波来说，最大能量是延迟的；混合相位子波的能量聚集在序列中部，是混合能量延迟的；最大相位子波能量聚集在后部。最大相位子波和混合相位子波的信号信号不随时间增大而减小。五、附：源程序代码 #include#include13KFFT.C#include#define PI 3.#define FM 100void main() double fac(double x,d

10、ouble y,double z,int m,int n); FILE *fp,*fpr,*fpre,*fpi,*fpamp,*fpha; int i,j,x; double W,dt=0.002,t,a256,pr512,pi512=0.0,fr512,fi512,amp512,pha512; double b512=0; double r512=0; r100=1.0; r200=-0.7; r300=0.5; r400=0.4; r450=0.6; fp=fopen(褶积结果.txt,w+);fpr=fopen(反射系数.csv,w+);fpre=fopen(实部.txt,w+);fpi

11、=fopen(虚部.txt,w+);fpamp=fopen(振幅.csv,w+);fpha=fopen(相位.csv,w+); for(i=0;i512;i+) fprintf(fpr,%fn,ri); fclose(fpr); printf(please input x:n); scanf(%d,&x); for(i=0;i256;i+)t=i*dt; if(x=1) W=(1-2*pow(PI*FM*t,2)*exp(-pow(PI*FM*t,2); else if (x=2) W=exp(-2*FM*FM*t*t*log(2)*sin(2*PI*FM*t); else if (x=3)

12、W=exp(-2*pow(FM*t,2)*log(2)*sin(0.512-2*PI*FM*t);else if(x=4)W=exp(-FM*FM*t*t*log(2)*cos(2*PI*FM*t+PI/4); ai=W;fac(r,a,b,512,256);for(j=0;j512;j+)fprintf(fp,%fn,bj);for(i=0;i512;i+)pri=bj;for(i=0;i512;i+)pri=fri+127;kfft(pr,pi,512,9,fr,fi,0,1);for(i=0;i512;i+)fprintf(fpre,%en,fri);fprintf(fpi,%en,fii); fprintf(fpamp,%en,pri);fprintf(fpha,%fn,pii)