Seismic Unix软件在《地震勘探》课程中应用.docVIP

Seismic Unix软件在《地震勘探》课程中应用摘 要：《地震勘探》课程因为其对学生数学基础要求较高，也较为抽象，故常规的教学效果往往很难令人满意。针对这些难点，教师提出利用地震勘探专业优秀的免费软件Seismic Unix，结合多媒体硬件，能非常方便地实现地震勘探多种数据处理技术，可视化极强，便于学生理解较为抽象的物理概念和技术细节。 关键词：地震勘探；Seismic Unix；课程 《地震勘探》是很多理工科院校地球科学专业的基础课程，也是和生产结合紧密的一门专业课，对学生的数学和物理基础要求比较高，而且具有一定的抽象性。因此，要在短暂的一学期或者两学期的时间内教授完成地震勘探方方面面的内容，让学生对地震勘探的原理和方法较为熟悉，并基本掌握实际的操作过程，具有较大的难度。 本人根据教学和科研的经验，认为本课程的难点有以下几点。 1. 数学要求较高 数学基础要求较高。比如，地震波满足波动方程，而波动方程的推导和解法是一个难点；再如，面波勘探中面波产生的原理和面波勘探的方法也是较为抽象，不太容易理解。 2. 教学内容繁多 地震勘探方法经过多年的发展，技术逐渐丰富和完善。从运用不同震相分，简单可以分为折射波勘探、反射波勘探和面波勘探等。而深部勘探法中，内容也非常丰富，整个反射波地震数据处理过程就包括了抽道集、滤波、反褶积、动静校正、速度分析、叠前或者叠后偏移、解释等过程。很多过程原理都比较抽象，技术也较为复杂。教师如果以填鸭式的方法教学，往往收不到满意的效果。 为了在有限的教学时间内保质保量地完成教学任务，让学生能够清晰地了解地震勘探的物理概念和技术细节，需要运用多种教学方式加强教学效果。随着多媒体教学的普及，教师充分利用多媒体，可以在课堂上充分细致地讲解教学内容，也能让学生更加形象地思考课程要点和难点，更有利于对知识点的掌握。 当然，仅有教学的多媒体硬件是不够的，还需要配备适当的教学软件才能起到好的教学效果。地震勘探领域中有着多种商业软件，但这些软件多为企业设计，价格也相当昂贵，不适合教学。此外，这些商业软件不提供源代码，也不利于学生和教师进一步地了解技术细节。幸运的是，也有少量的免费的地震勘探领域内的软件问世。其中比较著名的也较常用的软件是斯坦福大学开发的SEPlib地震勘探软件和科罗拉多矿业学院开发的Seismic Unix软件。这些软件集合了多人的智慧，为广大的从事地震勘探教学和研究的人员提供了一个学习和开发的环境。特别重要的是，这些软件都无偿提供了程序源代码，为初学者提供了很大的学习便利，也非常有利于科研人员在此基础上进行开发。 下面主要以Seismic Unix软件为例，说明此软件在教学上的运用。 Seismic Unix地震数据处理系统（简称SU软件包）是由美国科罗拉多矿业学院和斯坦福大学人员开发的软件。此软件包由SEG、科罗拉多矿业学院地球物理工程系波场研究中心和天然气研究所等组织支持，里面集成了地震勘探方方面面的技术代码，在Linux系统下可以较为方便地进行编译和运行。 如果只是运用课堂教学，暂时可以不用考虑程序原码，只需在命令行中敲入命令，便可方便地实现滤波、增益、剪切、反褶积、速度分析、叠加、偏移等常用的数据处理过程。而且SU软件包提供了完美的图像显示功能，非常适合运用在多媒体教学中。 此外，SU软件包还提供了人工合成地震命令，可以较为方便地进行建模、地震波模拟、地震记录的合成，这为教学和科研提供了极大的方便。因此，教师和学生可以方便地模拟出自己设计模型中的地震记录以及地震传播过程，使学生更加容易理解地震波的传播行为和地震记录的产生原理。同时，可以利用此人工地震记录，进行地震数据处理，如滤波、反褶积、速度分析和偏移成像等。 下面以一个例子加以说明。本例子是利用SU软件包合成地震记录，然后对此记录进行后续的处理。具体的步骤如下：（1）构制模型；（2）使用susynlv等命令生成地震合成记录；（3）附道头字，便于后续处理；（4）选排，将炮集记录转换成CDP道集记录；（5）使用频率滤波等方法消除各种噪声影响；（6）速度分析，抽道集进行速度分析；（7）动校正；（8）叠加，叠加的结果为自激自收的时间剖面；（9）偏移，将自激自收的时间剖面转换为深度剖面，使同相轴归位，最终用于地质解释。 当然，Seismic Unix软件包是在Linux系统下运行的，需要对Linux系统有一点的了解。相信结合Seismic Unix软件包，必将对地震勘探课程的教学提供很大的帮助。 [注：桂林理工大学科研启动基金（0024010 03302）资助] （桂林理工大学地球科学学院） 1