地震子波波形显示及一维地震合成记录.docx

1、地震子波波形显示及一维地震合成记录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，

2、非必须完成）其中代表子波的中心频率， 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：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

3、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 3.1415926#define FM 100void main() double fac(double x,double y,double z,int m,int n); FILE *fp; int

4、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(2)*sin(2*PI*FM*t); else if (x=2) W=(1-2*pow(PI*FM*t,2)*exp(-pow(PI*

5、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&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

6、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: = 10

7、0: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

8、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

9、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 3.1415926#define FM 100void main() double fac(double x,double y,double z,int m,int n); FILE *fp,*fpr,*fpre,*fpi,

10、*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=fopen(虚部.txt,w+); fpamp=fopen(振幅.csv,w+); fpha=fopen

11、(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) W=exp(-2*pow(FM*t,2)*log(2)*sin(0.512-2*PI*FM*t);

12、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); fclose(fpre); fclose(fpi); fclose(fpamp); fclose(fpha);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&i-j=256) sum+=xj*yi-j; zi=sum;