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第1章 深水区气枪震源子波模拟1

1.1 气枪震源子波模拟基本理论1

1.1.1 气枪工作原理2

1.1.2 单枪子波模拟3

1.1.3 相干枪子波模拟5

1.1.4 调谐枪子波模拟6

1.1.5 两种典型理论模型7

1.1.6 气枪震源子波参数及其含义8

1.1.7 气枪阵列优选标准10

1.2 相干枪间距及沉放深度参数优选12

1.2.1 相干枪子波模拟分析14

1.2.2 不同容量相干枪最佳间距试验15

1.2.3 不同沉放深度时相干枪子波模拟试验17

1.3 平面阵列震源子波模拟及参数优选19

1.3.1 单一子阵阵列19

1.3.2 双子阵阵列24

1.3.3 平面组合三子阵列30

1.3.4 平面组合四子阵列36

1.4 立体阵列设计及其子波模拟分析40

1.4.1 典型立体阵列设计及其子波模拟40

1.4.2 延时激发立体三子阵列设计及其子波模拟47

1.4.3 延时激发立体四子阵列设计及其子波模拟50

1.4.4 立体阵列的方向性分析55

1.5 立体六子阵列设计及其子波模拟分析58

1.5.1 立体六子阵列设计58

1.5.2 立体六子阵初步优选60

1.5.3 平面排列与立体排列的六子阵列子波模拟对比64

1.5.4 不同沉放深度子波模拟分析65

1.5.5 不同子阵间距阵列子波模拟分析66

1.5.6 上、下层排列不同延迟激发时间子波模拟分析68

1.5.7 大容量单枪替换成相干枪子波模拟分析70

1.5.8 大容量气枪置于阵列不同位置时子波模拟分析71

1.5.9 传统整齐排列与交错排列时子波模拟分析73

1.5.10 立体六子阵列最优的排列方式74

1.6 小结77

第2章 三维建模和数值模拟方法79

2.1 三维数值建模79

2.1.1 二维剖面间插值建模79

2.1.2 三维层位数据插值建模82

2.2 二维波动方程有限差分数值模拟87

2.2.1 全弹性波方程88

2.2.2 全声波方程89

2.2.3 全波方程的伪谱解法89

2.2.4 单程波波动方程89

2.3 边界积分方程数值模拟91

2.3.1 多层介质的边界积分方程91

2.3.2 积分方程的数值离散93

2.3.3 改进的分块高斯消去法93

2.3.4 奇异积分的处理95

2.3.5 人工截断边界的处理95

2.3.6 复杂海底靶区模拟96

2.4 边界元-体积元波动方程数值模拟102

2.4.1 广义Lipmann-Schwinger积分方程102

2.4.2 广义积分方程的数值离散102

2.4.3 广义积分方程的求解103

2.4.4 复杂海底靶区模拟103

2.5 三维高斯射线束数值模拟105

2.5.1 二维高斯射线束表达式105

2.5.2 三维高斯射线束表达式106

2.5.3 运动学射线追踪107

2.5.4 动力学射线追踪107

2.5.5 高斯射线束模拟地震记录合成108

2.6 三维克希霍夫积分模拟108

2.6.1 克希霍夫积分与衍射公式108

2.6.2 反射波场的克希霍夫正演计算110

第3章 南海深水靶区数值模拟及照明分析112

3.1 复杂海底的统计特征分析112

3.1.1 复杂海底的定量描述112

3.1.2 理论模型的统计特征分析114

3.1.3 靶区模型的统计特征分析115

3.1.4 复杂海底对地震波的散射特征分析118

3.2 采集观测系统分析方法134

3.2.1 观测系统共聚焦（CFP）分析134

3.2.2 观测系统均衡性分析137

3.2.3 观测系统采集脚印分析141

3.3 复杂海底区采集观测系统分析145

3.3.1 复杂海底对采集观测系统面元覆盖率的影响145

3.3.2 复杂海底对采集观测系统均衡性的影响148

3.3.3 复杂海底对观测系统采集脚印的影响152

3.3.4 复杂海底对采集观测系统聚焦度的影响153

3.3.5 白云凹陷崎岖海底模型的观测系统分析157

3.3.6 琼东南盆地坡折带模型的观测系统分析163

3.3.7 采集观测系统设计建议166

3.4 基于模型的照明分析167

3.4.1 复杂海底模型地震波场传播规律分析167

3.4.2 基于波动方程的地震波照明模拟分析172

3.4.3 基于三维高斯射线束的地震波照明模拟分析177

3.4.4 基于三维克希霍夫积分的地震波照明模拟分析195

3.5 南海深水靶区照明模拟分析207

3.5.1 白云凹陷崎岖海底模型的照明模拟与观测系统分析207

3.5.2 琼东南盆地坡折带模型的照明模拟与观测系统分析223

3.5.3 小结235

第4章 南海深水靶区地震采集观测系统设计及野外试验236

4.1 崎岖海底靶区野外采集试验236

4.2 陵水凹陷靶区野外采集试验242

4.3 长昌凹陷陡坡海底靶区野外采集试验246

结束语251

参考文献252