物探新方法新技术--本科课程第一章
地球物理勘探的新技术与新方法
地球物理勘探的新技术与新方法第一章：引言地球物理勘探是石油勘探的重要手段之一，其研究方向主要包括地球物理勘探方法、数据处理与解释等。
近年来，随着科技的不断发展，各种新技术与新方法不断涌现，极大地推动了地球物理勘探的进展。
本文将分析近年来地球物理勘探中的新技术和新方法，探讨其在勘探过程中的应用和前景。
第二章：新技术2.1 三维地震勘探技术三维地震勘探技术（3D seismic exploration technology）是一种基于地震波传播过程的地球物理勘探技术，旨在通过准确捕捉地球内部物质的弹性变化，获取地下储层构造和物性信息。
相比二维地震勘探技术，三维地震勘探技术在全方位地勘探地下储层时，数量上更为丰富，分辨率上更为高精，能够解决一些局部信息漏失严重的情况。
如今，三维地震勘探技术已成为了我国主流的地球物理勘探技术之一。
2.2 井下分辨率成像技术近年来，井下分辨率成像技术获得了广泛的研究和应用。
井下分辨率成像技术主要是通过地震波束分离的方法，对井壁进行高分辨率成像，实现更为准确的地下成像图像。
相比于传统的井下测量技术，井下分辨率成像技术具有更高的分辨率和精度，还可以实现需要立体图像的地质识别、构造研究、油藏预测等目的。
此外，井下分辨率成像技术还可以与地面3D地震成像技术进行协同应用，以取得更加理想的勘探效果。
第三章：新方法3.1 基于人工智能的地球物理勘探方法人工智能技术的日益普及，给地球物理勘探带来了不少机遇。
地球物理勘探可以依靠神经网络、数据挖掘和机器学习等技术，通过模式识别、数据分析和预测建模来加快数据的处理分析、减轻人工勘探的工作量。
举例来说，通过基于人工智能的地球物理勘探方法，可以大量测算地质属性，检测油藏物性信息和油层分布规律等特征，进而指导勘探作业进展和油气开发。
3.2 多物理场地球物理勘探方法多物理场地球物理勘探方法（multi-physics geophysical exploration）是一种基于多物理场物理探测方法的新型地球物理勘探方法。
物探--1绪论
随着社会、经济的不断发展，在水文方面、农业发展和 城市工业、居民生活用水量不断增加，寻找新水源地已成为 迫切之任务，为此物探能够快速地提供地质资料。应用非常 广泛，如水源地，堤坝，桥梁，港口，厂房，地基都需要提 供快速的地质资料。资源短缺需要快速勘探。
在山东的沂蒙山区、河西走廊、黄河平原、罗布 泊等地区找水;石油物探；工程上的下管线探测、 桩基、地灾等都有了长足进步。随着计算机技术和 仪器的智能化发展，探测技术也取得了丰硕成果。
6、陈宏林 工程地震勘察方法
地震社
7、王兴泰 工程与环境物探方法新技术 地质社
8、张胜业 应用地球物理学原理
地质大学版
四、概念 1 地球物理场：具有一定地球物理效应的区域空间。 如电场磁场等。 2 异常场：所需寻找的地质体产生的各种物理场
正常场：能衬托出异常场的背景场，与异常场是 相对的
从应用的目标来说，环境与工程地球物理探测的 主要目标也在发生变化，其变化的趋势从常规的 地层界面探测或目标物定位等逐渐向确定地层和 目 标 物 的 属 性 方 向 发 展 ， 例 如 S. E. Pullan et. al.(2004) 介绍了采用高分辨率浅层地震方法配合井 中地球物理资料，不仅应用于沉积物的界面划分， 还利用地球物理资料分析沉积物的属性，提供地 层的水文地质学信息，解决含水量、孔隙度等参 数，极大提高了地球物理方法在水文地质调查中 的作用．
地球物理勘探
“物探”即地球物理勘探的简称，是地质学与物理学相结 合的一种边缘科学。
物探主要是用物理方法来勘测地壳上部岩石，构造等。 来寻找有用矿产的新兴科学，是根据地质体的物理性 质差异，借助一定装置和专门的仪器来探测其物理分 布规律（水平，垂直）为钻探提供重要依据。
因此，决不能把物探与地质，水文地质，工程地质分割 开来，如电法中测到某深度有低阻体，可能有多种解 释：水、铁矿体、岩矿体等。
《物探测量施工技术》课件
实施测量并记录数据 添加标题
编写测量报告和总结 添加标题
添加标题
添加标题 选择合适的测量方法和设备
添加标题 准备测量工具和设备
添加标题 分析和处理测量数据
提交测量成果和报告
测量设备的选择和校准
选择合适的测量设备：根据测量需求选择合适的测量设备，如激光测距仪、全站仪等。 校准测量设备：在使用前对测量设备进行校准，确保测量结果的准确性。 检查测量设备的性能：在使用前检查测量设备的性能，如电池电量、信号接收等。 操作人员培训：对操作人员进行培训，确保他们能够正确使用测量设备。
勘探等
应用：广泛应 用于地质调查、 矿产资源勘探、 工程地质勘察
等领域
常见物探测量技术的方法和原理
电磁波法：利用电磁波在地下传播的特 性，通过测量电磁波的传播速度和强度， 判断地下物质的性质和分布。
磁法：利用磁力在地下传播的特性， 通过测量磁力的变化，判断地下物质 的性质和分布。
地震波法：利用地震波在地下传播的 特性，通过测量地震波的传播速度和 强度，判断地下物质的性质和分布。
响力
物探测量技术的发展展望
技术进步：随着科 技的发展，物探测 量技术将更加精确、 高效
应用领域：物探测 量技术将应用于更 多领域，如地质、 环境、资源等
智能化：物探测量 技术将更加智能化， 实现自动化、无人 化操作
环保要求：物探测 量技术将更加注重 环保，减少对环境 的影响
物探测量技术的发展对各领域的影响和作用
测量数据的采集和处理
测量数据的采 集：使用物探 测量设备进行 现场测量，获
取原始数据
数据处理：对 采集到的数据 进行预处理， 包括数据清洗、
数据转换等
数据分析：对 预处理后的数 据进行分析， 提取有用信息
地球物理勘探_第1章_重力勘探
地幔：地壳向下到约2900km，密度大 于3.3g/cm3，并且随深度的加深而增 大。认为上地幔平均为3.5g/cm3，下 地幔平均为5.1 g/cm3。 地核：2900km深到地心，密度可能大 于10.0g/cm3。
（华东）
大地水准面
大地测量学中规定：以平静海平面的趋势延伸到各大 陆之下所构成的封闭曲面，即大地水准面的形状作 为地球的基本形状。大地水准面的形状可以有不同 精度的近似。 • 一级近似：正球体
– 平均半径：Rav=6376km
• 二级近似：旋转椭球体
– 赤道半径：Re=6378.160km – 极半径： Rp=6356.155km
（华东）
重力的变化（续）
• 重力在时间上的变化可以分为短周期变化和长周期 变化两种。 • 短周期变化主要指重力日变。由于地球的自转，地 表各点与日月天体的相对位臵不断改变，日月引力 的变化引起重力的变化，这种变化的周期为一天， 幅度一般在2-3 g.u左右，在高精度重力测量中是不 可忽视的，必须做相应的日变校正。 • 长周期变化与地壳内部物质变动及构造运动有关， 也可以认为是非周期性的。这种变化在短时期内十 分微弱，重力勘探中可以不考虑。
（华东）
地球物理勘探
重力勘探
• 内容提要
– §1.1 重力勘探的理论基础 – §1.2 野外重力测量及异常的计算 – §1.3 重力异常的数据处理简介 – §1.4 重力资料的地质解释及应用
（华东）
§1.1 重力勘探的理论基础
• 内容提要
– – – – §1.1.1 关于地球的基本知识 §1.1.2 重力和重力异常 §1.1.3 岩（矿）石的密度 §1.1.4 重力勘探的正、反问题
物探新技术
1．物探新技术：视各向异性速度分析处理技术随着地震勘探的发展，勘探目的层越来越深，要寻找的构造也越来越复杂，对地震排列长度的要求也随之提高。
加大地震排列的长度成为目前地震勘探普遍采用的方法。
但随着地震排列长度的增大，原来基于较小排列长度的动校正速度分析技术已难以满足长排列的要求，视各向异性速度分析处理技术就是在这种情况下，由东方地球物理公司研究院科技人员开发出来的。
各向异性是指介质的某种属性随方向而变化的性质。
地震勘探中的各向异性问题主要是指地层中传播的地震波速度变化与其传播的方向的各向异性。
产生速度各向异性的原因有两种：一是成岩矿物或裂缝等的定向排列，此类成因的各向异性，被称作内在各向异性；二是平行排列的各向同性薄层（层厚远小于地震波长）引起的各向异性，被称作外在各向异性。
在各向异性介质条件下，应用常规的各向同性成像理论进行地震资料的处理将会产生误差，并最终影响地质解释。
要避免资料处理误差的产生，就要分析其形成原因。
科技人员在研究中发现，对于水平层状介质来说，地震波在垂直于水平层状介质方向传播的速度是最慢的，伴随着入射角的增大速度逐渐增大，在平行于水平层状介质方向其传播速度达到最快。
这样，对于近于水平层状介质的地下构造来说，沿水平方向传播的速度总是要大于沿垂直方向传播的速度。
在地下反射层的每一个界面上，地震射线是弯曲的，当入射角大于35度以上时，应用常规的双曲线动校正技术会引起叠加速度的误差，导致大炮检距数据难以获得正确的动校正，使大炮检距数据动校正过量，从而引起低幅度构造的假象。
针对远炮检距校正过量的问题，在实际地震资料处理中，研究院的科技人员运用视各向异性速度分析处理技术，通过合理的参数提取和速度拾取,使经过视各向异性校正的CMP道集和运用常规的双曲线动校正技术的CMP道集相比，在远炮检距道校平方面效果较好,而且在叠加剖面上可以看到经过视各向异性校正后的剖面比运用常规的双曲线动校正技术的剖面叠加效果明显改善，基本消除了各向异性问题，使地震成像效果和低幅度构造解释精度有很大提高。
物探新技术_微动探测技术介绍_王洪
物探新技术———微动探测技术介绍王洪( 贵州省有色地质和核工业地质勘查局物化探总队，贵州都匀558000)［摘要］微动探测技术是中国科学院地质与地球物理研究所副研究员徐佩芬博士等近年来在传统微动测深的基础上研究发展的一种探测新技术，并率先应用于国内多个勘探领域。
该方法是利用拾震器在地表接收各个方向的来波，通过空间自相关法提取其瑞雷面波频散曲线，经反演获取S 波速度结构的地球物理探测方法。
该方法不受电磁及噪声干扰影响，探测深度大，虽然当前仍存在一定的局限，但其显示的优越性表明该技术是一种很有前景的新技术。
［关键词］微动探测; 瑞雷面波; 反演; 地层波速结构; 测深［中图分类号］P631 ［文献标识码］A ［文章编号］1000 －5943( 2013) 01 －0075 －032012 年 1 月，在《国际地球物理期刊》第188 卷第 1 期 115 – 122 页上，发表了由中国科学院地质与地球物理研究所副研究员徐佩芬博士等撰写的一篇《利用微动排列分析方法测量隐伏地热断层》( Mapping deeply －buried geothermal faults usingmicrotremor array analysis. GeophysicalJournalInternational. 2012，188 ( 1) : 115 –122)的论文，该文例举了用微动探测方法在江苏吴江地热井位选址上的成功应用。
实测结果表明，隐伏断裂破碎带在微动视 S 波速度剖面上有明显的低速异常显示( 见图 1)［1］。
这一方法为探测深部隐伏地热构造开拓了一条新的技术途径，也为金属矿产探测、煤矿陷落柱及采空区探测、工程地质勘察( 铁路、地铁、城市地质调查) 等多个领域提供了一种新技术。
1 微动探测方法的由来地球表面无论何时何地都存在一种天然的微弱震动，被称为“微动”。
微动探测方法( The Microtremor Survey Method，简称 MSM) 是从圆形台阵采集的地面微动信号中通过空间自相关法提取其瑞雷面波频散曲线，经反演获取台阵下方 S 波速度结构的地球物理探测方法。
物探-浅震中的新技术新方法
风化系数
Vp新 Vp风
Vp新
各向异性系数
rV V//
衰减系数
1 ln A1
x2 x1 A2
岩体质量分级
按现行标准（GB50218-94）
分级
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Kw Es(Mpa)
σ Ls
>0.75 >33 <0.2 <0.25
0.75～0.55 0.55～0.35 0.35～0.15
33～20
20～6
式中：Vpw为湿岩样p波速；Vpo为干岩样p波速 w岩石湿度；α为经验常数（砂岩0.0379）
（4）岩石的速度与孔隙中含泥量的关系 针对砂岩所做的回归方程：
Vp 5.5 96.932.1C 8 Vs 3.524.911.8C 9
（5）岩石的速度与抗压强度的关系
单轴抗压强度的估算：
p V 3
p
P单轴抗压强度；α为常数
1. 利用波速确定地基土的物理力学参数
与岩体参数不同，地基土的动力学参数对建 筑工程设计是非常重要的，特别是动力基础和建 筑物抗震设计。主要计算的指标有Em、σ、Gm、 Km等，土体无需转换成静力学参数。
动力学参数中σ、Gm对动力基础设计尤为重要
2. 地基土速度分层
地基土的速度分层主要根据实测的Vp、 Vs值，在分层时应注意地下水对Vp值的影响， 如果不含水地层的Vp＜1500m/s，则含水后对 Vp的影响较大，此时应充分考虑剪切波Vs值。
用于激发和接收SH横波，这种方法的优点是装置简单、工作方便；弱点是激 发能量小、传播距离短，探测深度、范围都不大。一般说来，在50m左右深 度范围内进行横波地震勘探或者横波速度测井用敲板法即可。
（2）弹簧激振法
物探方法概述
物探工作需要全面、合理、统筹布置工作：工作的布置是围绕着解决任务、目的要求去做的。
一定要明白你所做的工作的目的，预想达到的效果。
奔着预想的效果去寻找一切可能的依据。
全面性：要全面、系统考虑设计书规定的工作任务的布置，甚至要比设计书规定的工作任务还要多的工作考虑和布置。
给变更设计工作提供可能。
合理性：要依据工作区的实际情况及所掌握的以往资料提供的依据，经综合分析研究后，合情合理地布置工作。
统筹性：为快速完成任务、加速评价工作成果。
从时间上、方法上、技术上、各部门协作上、外部环境上、要统筹考虑安排布署工作。
要学会合理调配人员、设备、队伍。
达到即不窝工、又不浪费、高效快速地完成任务。
随着找矿工作的深入，特别是在寻找隐伏矿方面物探工作将起着不可低估的作用，所以要用好物探方法、正确地使用物探工作是我们每个搞物探（地质）工作者的职责，因此，这里主要介绍物探工作方法、思路。
一、任务的确定1、应结合具体情况，根据当地地质—地球物理特征寻找，具备物性前提的矿床、地层、控矿构造、有关蚀变岩石等作为物探工作目标物，要尽量发挥物探方法在构造研究，地质添图，直接和间接找矿，矿区勘探等多方面的作用。
2、物探工作主要解决的问题（1）配合大、中、小比例尺进行区域地质调查工作，提供研究基础地质的资料。
（2）成矿远景进行间接找矿，以圈出找矿靶区、包括贵金属、有色多金属、黑色金属、以及具有间接找矿前题的非金属矿种等。
（3）配合矿区及外围普查勘探，对异常进行详细研究、为寻找深部、隐状矿提供线索。
（4）勘查油气、煤矿床。
（5）在环境地质，水文地质及工程地质中的应用。
（6）其它工作，包括寻找爆炸物，地下管道、考古等人文活动遗迹调查等方面的应用。
3、当探测对象（矿种、矿床类型、间接找矿目标物等）物理前提不明，物性差异不明显、即探测目标与围岩之间的物性差异不够显著，不能肯定能测出目标物异常时，或工作区存在较严重的干扰因素、使方法技术的效果受到影响、只能做为实验研究项目来作。
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1地震模拟技术在地震资料解释过程中，常常需要根据地震解释结果建立地层模型。
这种模型是真实地层的简化，只考虑影响地震剖面的主要因素。
制作模型的技术就是地震模拟技术，包括物理模拟和数学模拟。
地震模拟技术是指用物理模型和数学模型代替地下真实介质，用物理实验和数学计算模拟地震记录的形成过程，以得到理论地震记录的各种方法和技术。
地震模拟技术广泛应用于地震理论研究领域，并能够指导实际生产。
1.1物理模拟物理模拟是用一些已知参数的介质做成一定几何形态的模型来模拟地下地质结构，采用超声波模拟地震波，专用换能器模拟震源和检波器，将野外地震勘探过程在实验室内重现，得到理论地震记录的方法和技术。
物理模拟的优点是与实际情况接近，真实性和可比性高；缺点是模型制作和改变参数均困难、成本较高。
有些地质现象十分复杂，几乎不能用理论方法去解决，所以有时需要用缩小了的物理模型进行模拟，见图1—1。
但是如果希望模拟结果真实可靠，模型必须从几何地震学、运动学和动力学各个方面都与所模拟的地质系统相似。
图1—1地震模拟槽为使物理模型观测到的波场特征与野外观测到的波场特征一致，要求模型与被模拟系统具有几何相似性和物理相似性(运动学、动力学)。
几何相似性是指用相应的比例将地质模型缩小，各层的倾角与实际地层的倾角相同，就可以满足物理模型与地质系统的几何相似性。
如果长度方向缩小的比例为「则面积缩小的比例就是2，体积缩小的比例就是3。
物理相似性则要求模型材料与地层介质的物性参数具有相似性，以便获得与野外记录相似的运动学和动力学特征。
运动学相似性考虑的是时间比.，需要模型在位置和形状上与实际地质体产生相似的响应，速度与加速度比分别为■ /.和7 •2。
动力学相似性考虑的是质量分布比，则密度比为■厂3。
与维数无关的参数(例如泊松比)必须与实际地质体在数学上相同。
例如可以建立一个用10cm表示1km的模型，则模型的长度比例为鑿=10*。
实际上，所用的模型材料限制了地震速度，模型与真实地层的速度比只能限制在一个很小的范围内，即"。
由于已经选择了「所以只能限制.。
如果模型材料与真实地质体具有相同的速度，即• =10*，则所使用的震源频率就是实际勘探中所使用的震源频率的104倍(频率比等于1/ )0制作模型的材料密度与实际地质体的密度基本相同，由于密度比」厂3=1，所以质量比为丿=10J20图1 —2为美国Geoquest公司利用物理模拟手段证明菲涅尔带的影响，其中道间距为85m，主频为30Hz，菲涅尔带半径为280m。
图1 —2(a)为地质模型，图1—2(b)为沿测线A在箱型构造上方的地震记录，图1—2(c)为沿测线B离箱型构造150 m 处的地震记录。
补充：French三维模型试验1.2合成地震记录制作合成地震记录的假设条件是：(1)地下介质是水平层状的，无岩性横向变化，各层间密度变化不大，均可视为常数；(2)地震子波以平面波形式垂直向下入射到界面，各层反射波的波形与子波波形相同，只是振幅和极性不同；(3)所有波的转换、吸收、绕射等能量损失均不考虑。
- 1500m >4------- \209tn+■图1—2箱型构造的物理模拟制作合成地震记录的步骤是：(1)获得反射系数反射系数曲线R(t)=波阻抗曲线z(v, E根据假设(1)，可用速度曲线代替波阻抗曲线。
通常用声速测井资料即可，但某些地区无声速测井资料，也可利用电测井资料获得声速资料(法斯特公式)v(h)=2 103(h：J1/6(1-1)(2)地震子波的选择选用不同的子波来制作合成记录，与井旁的地震道比较，选择最接近的一个。
(3)不考虑多次波及透射损失情况地震子波与地层反射系数的褶积为合成记录b(t)* (tHs(t) (1-2)(4)不考虑多次波，但考虑透射损失情况b(t)*"(t^s(t) (1-3) 式中—⑴ ——t时刻并考虑以上各界面透射损失的等效反射系数。
例如第n个界面的等效反射系数为；-角(1- 為)(1- 12)(5)考虑多次波及透射损失情况b(t)*=(t) =s(t) (1-4)式中=(t)——t时刻并考虑多次波与以上各界面透射损失的等效反射系数。
图1 —3为合成地震记录的示意图。
利用合成地震记录，对地震剖面上的地质层位进行标定，但不可能完全匹配。
二维合成地震记录对垂直传播和零偏移距没有限制。
可以模拟绕射现象，也可以模拟与偏移距有关的初至、波形和振幅，同时考虑了波型转换。
渡聒与反射乘吐相乘煤田地震勘探中的层位标定问题1.3地震数值模拟1.3.1概述地震数值模拟（Seismic Numerical Simulation or Seismic Numerical Modeling）是在假定地下介质结构模型和相应物理参数已知的条件下，模拟研究地震波在地下各种介质中的传播规律，计算地面或地下各点地震记录的一种地震模拟方法。
地震数值模拟是地震勘探的重要基础，在资源勘探、工程勘探和环境地球物理方面得到广泛应用。
地震数值模拟与地震物理模拟同属于地震正演过程，即已知地下介质结构模型和相应物理参数，预测地面或地下各点的地震记录。
而地震勘探为地震反演过程，即利用地面或地下各点的地震记录来推导地下介质结构模型（包括构造和岩性）。
地震反演是建立在地震正演基础上的，因此地震数值模拟不仅可以进行地震正演模拟研究，同时也是地震反演的基础。
地震数值模拟方法可以归纳为地震波方程数值解法、积分方程法和射线追踪法三大类。
不同的地震数值模拟方法基于不同的波动方程表达方式。
地震波方程数值解法是建立在以弹性或粘弹性理论和牛顿力学为基础的双曲型偏微方程一一地震波传播方程的理论基础上的。
由于地下介质性质不同，其相应的地震波传播方程也不同，包括声学介质中的声波波动方程；弹性介质中的弹性波波动方程；粘弹性介质中的粘弹性波波动方程；孔隙弹性介质（双相或多相介质）中的双相（或多相）介质弹性波波动方程；各向异性介质中的各向异性弹性波波动方程等。
积分方程法是建立在惠更斯原理为基础的波叠加原理基础上的，其数学表达形式为波动方程的格林函数域积分方程式和边界积分方程式。
射线追踪法是建立在以射线理论为基础的波动方程高频近似理论基础上的，其数学表达形式为程函方程和传输方程。
1.3.2地震数值模拟方法及其特点地震数值模拟是利用先进的计算机技术、可视化建模技术将一定规模的复杂地质构造和复杂岩性建立二维、三维地质一地球物理模型，见图1—4。
为了实现地震数值模拟，必须对地质一地球物理模型和地震波方程离散化。
地质一地球物理模型的离散化是通过对模型的空间剖分实现的。
空间剖分方法可分为两种：正交网格剖分和非正交网格剖分。
正交网格在平面上是矩型网格，而非正交网格在平面上是三角型网格和不规则四边型网格。
对于地下介质，非正交网格剖分可以充分考虑到地下介质分布的几何形态，不受边界几何形态的限 制。
因此，基于非正交网格剖分的数值模拟方法优于基于正交网格剖分的数值模 拟方法。
模型空间的离散必然带来地震波场的离散， 即把连续的地震波动问题变成离 散的地震波动问题。
地震波方程离散化的目的是：用较小的逼近误差表示离散波 场的空间微分。
图1— 5表示地震数值模拟各种概念之间的关系。
图1 — 5地震数值模拟各种概念之间的关系地震模拟技术从20世纪60年代以来得到飞速发展，形成了有限差分法、有 限元法、虚谱法、积分方程法和射线追踪法等各种数值模拟方法。
有限差分法是偏微方程的主要数值解法之一。
该方法通过有限差分算子将波 动方程离散化，以差分代替微分，将微分方程问题变成代数问题，然后求解相关 的线性代数方程组以获得微分方程问题的数值解。
差分算子是一个空间局部算 子，其空间分辨较高，适用于剧烈变化的地下介质情况，而频率分辨率却很低。
算法的稳定性和收敛性受空间采样率\7三维叩观化求鮮地3®挾方觀 數值解，计算液 疑沿正时间轴方 向的桔播 地砸地球物却 舍成地恋记址地H 波方图1— 4地震数值模拟方法示意图和时间采样率的影响，但运算速度很快。
基于变分原理和剖分插值的有限元法考虑的是分段近似，比较适用于复杂地质条件，其算法复杂，计算速度慢。
算子也是空间局部算子，具有高空间分辨、低频率分辨率的特点。
虚谱法是偏微方程的另一种数值解法，利用傅里叶变换将波动方程变换到时间一波数域中求解。
由于傅里叶变换是基于整个时间域和空间域的，改变空间中某一点的值就会改变波数域中的所有值，即每一点的微分结果都要受到计算域中其它点的影响。
因此，不适用于复杂地质条件。
虚谱法在频率域的分辨率高，在时间域的分辨率低。
以上三种地震数值模拟算法各有所长，对于三维复杂构造、复杂地质体和复杂岩性地震模拟而言，交错网络高阶有限差分法其综合性能（占内存大小、模拟精度、计算效率和并行算法实现）最好，是最实用的方法。
1.3.3地震数值模拟三维建模进行地震数值模拟时，必须首先建立地质一地球物理模型。
为了准确地建立地震数值模拟所需的地质一地球物理模型，要根据工作地区的地质、钻井、地震、测井和岩石物理资料，进行综合分析，确定地质一地球物理模型。
三维建模过程见图1—6。
图1—6 建立地质一地球物理模型三维建模的关键技术包括：(1)对三维复杂地质体的有效描述;(2)三维空间内的交互编辑；(3)三维空间插值；(4)地质统计学方法和拓扑学应用。
1.4应用实例1.4.1谢桥煤矿2002年，在谢桥煤矿东二采区三维地震勘探工作中，发现测区北部层露头以外有两个“异常带”，图1—7是“异常带”在偏移剖面上的反映。
常带”处作速度谱，发现在时间350至500毫秒段的层速度较低，见图理论地震记录的计算在地震勘探解释工作中起着愈来愈重要的作用，特别是在构造复杂地区。
由于波动方程从本质上描述了波的传播，通过对波动方程求数值解，可以制作人工理论合成的地震记录。
首先根据“低速异常带在偏移剖面上的反射特征和在速度谱上的低速特性，设计了“低速异常带” 模型，见图1—9。
13-1 煤在“异1 —地质图1 —7 “异常带”在偏移剖面上的反:MA 4K9 UM Q C图1 —9 “低速异常带”地质模型“低速异常带”地质模型长度1200m, CDP间距5m,共计241道。
模型中对地层进行了简化，仅仅考虑了新生界地层、煤系地层和8煤的三个层位。
在新生界地层底界面有一个150m的楔形体进入煤系地层，即相当于在8煤层上方有一个低速体。
表1—1给出“低速异常带”地质模型的参数。
表1—1 “低速异常带”地质模型的参数本次工作中，利用 ProMax 地震资料处理系统中的有限差分模块对“低 速异常带”地质模型制作了理论地震记录， 其中采样间隔1ms ，记录长度600ms, 选用Ricker 子波，主频为60Hz 。