沙漠區提高地震接收效果方法研究

所屬分類：建筑論文閱讀次時間：2020-06-03 12:08

本文摘要：摘要：檢波器組合是地震資料野外采集階段衰減噪聲最重要的手段之一。決定組合衰減噪聲效果的因素有組合因素(組合基距、組內距、檢波器數量、組合高差、組合形式等)以及施工地區的地質條件、噪聲的類型與強度等。從驗證不同組合因素對地震資料的接收效果出發,

　　摘要：檢波器組合是地震資料野外采集階段衰減噪聲最重要的手段之一。決定組合衰減噪聲效果的因素有組合因素(組合基距、組內距、檢波器數量、組合高差、組合形式等)以及施工地區的地質條件、噪聲的類型與強度等。從驗證不同組合因素對地震資料的接收效果出發,通過計算組合高差及系統試驗，量化分析組合高差對地震資料的影響。

　　關鍵詞：沙漠區;組合高差;接收效果

地理教學

　　前言

　　在地震資料野外采集中，工區的地質條件、設備的性能指標、觀測系統的形式、檢波器的組合方式等都會對地震資料的品質產生較大的影響。其中，檢波器組合是野外采集階段壓制噪聲最重要的手段之一，它既可以壓制規則干擾波，又可以壓制隨機干擾波。近十幾年來，地震勘探研究人員對檢波器組合理論做了大量的研究工作，主要集中在檢波器自然頻率、組內距、檢波器數量、組合基距、檢波器組合形式等，而關于野外組合因素對地震資料影響的全面、系統的論述較少，尤其對組合高差的計算方法或量化監控的研究和試驗的更少。針對次生波干擾非常發育的沙漠區，要壓制這些干擾,需要加大組合排列長度,勢必導致組合高差增加而損害有效波，計算不同檢波點組合高差門限值并通過逐點設計檢波點組合高差最大值，較好地滿足了同道檢波器同向疊加，使原始單炮信噪比得到較大幅度提高。

　　1研究內容

　　1.1研究依據

　　1.1.1影響地震勘探的主要干擾成分

　　一提到干擾波,人們往往想到的僅僅是從炮點出發的各種面波、聲波和淺層多次反射—折射波。其實在野外條件下,還有一種不從炮點出發的干擾波,我們稱之為“次生干擾波”。它是沙漠區地震勘探中最值得注意的復雜干擾波。

　　次生干擾的復雜性在于：

　　(1)可分布于全記錄，無法躲開，也不能切除。

　　(2)與有效波幾乎具有相同的頻帶范圍，無法用頻率濾波濾去。

　　(3)次生低速干擾常常表現為“隨機性”，而克服隨機干擾一般采用的是統計法，但統計法克服干擾的本領總是很有限的。

　　(4)次生高速干擾的視速度普遍高于折射初至波速度，與反射波在視速度域及視波長域總是難解難分，不可能在野外組合中把次生干擾去除干凈，只能留給室內處理。

　　(5)可從四面八方傳到排列，在記錄上的視速度常常很高，最高可接近無窮大

　　1.1.2次生干擾波在地震單炮記錄上的特點

　　沙漠區的不規則干擾主要是激發引起的隨機噪聲，地形變化越劇烈的地段，隨機干擾越強，它是影響資料品質的主要原因。

　　不同沙丘部位接收的單炮記錄，對原始資料品質影響有差別，在高大沙丘接收時，不僅有效反射弱，而且低頻噪音加強，頻率降低。高大沙丘散射嚴重，原始資料品質明顯降低。

　　1.1.3次生干擾在地震剖面上的特點

　　不同沙丘對原始剖面的影響程度不同，高大沙丘部位剖面信噪比明顯降低。

　　1.1.4克服次生干擾波野外基本方法

　　目前克服次生干擾波最有效的方法是面積組合。而決定組合衰減噪聲效果的因素有組合因素以及施工地區的地質條件、噪聲的類型與強度。組合因素主要有組合方式、組合基距、組內距、檢波器數量、組合高差、組合形式等6種形式。

　　1.1.5提高資料品質難點

　　塔里木盆地沙漠區地表和地下條件都相當復雜，屬于典型的雙復雜工區，提高資料品質難度依然較大。

　　1.2研究的核心問題

　　沙漠區次生波干擾非常發育，要壓制這些干擾，需要加大組合基距，勢必導致組合高差增加而損害有效波。在地震勘探中，一定條件下才可認為兩個檢波器分別記錄下來的隨機干擾是不相關的，這個條件就是這兩個檢波器的距離要達到一定值，這個距離值稱之為“相關半徑”。這就是說，兩個檢波器距離若大于相關半徑，則兩者所接收到的隨機干擾就可認為是不相關的。若兩個檢波器的距離小于相關半徑，則兩者所接收到的隨機干擾就不能認為是獨立的。

　　如果分別從保護有效波和壓制干擾波兩個角度來選擇,我們就會面臨兩個選擇：即一方面盡可能拉大組合基距，一方面盡可能控制組合高差，怎樣解決這一對矛盾便成為本此研究的核心問題。

　　1.3研究的目的

　　(1)干擾波得到最大限度壓制，有效波得到最大限度保護;

　　(2)使高大沙丘單炮散射變弱;

　　(3)在沙丘不同部位做到資料一致性較好，沒有明顯的采集痕跡。

　　2研究成果

　　2.1組合高差控制

　　為便于同一道內反射波同向疊加,提高資料信噪比,SY/T5314---2004技術規程規定“組內時差不超過視周期的1/4”。對于高大沙漠區，組合基距越小，組合面積也越小，組合高差也就越小。常規控制組合高差主要途徑有：

　　途徑一：單分量數字檢波器、單點接收

　　優點：

　�、倌壳安捎�3串常規面積組合，而數字檢波器野外每道單點接收，不受高差影響;

　�、趩畏至繑底謾z波器對于中淺層反射波組的分辨率、信噪比、連續性、能量和層間信息豐富。

　　不足：數字檢波器對深層分辨率改善不明顯，不利于較深目的層勘探。

　　途徑二：壓縮檢波器鋪設面積

　　壓縮有兩種方法。一是整體壓縮，將擺放面積整體縮小，組合圖形整體縮小，壓制頻率提高，低頻段全通放，當壓縮成2m*2m、2m*1m時，野外組合基距變小迅速減弱壓噪效果，這兩種組合基本上是全通放，也就是幾乎失去了壓制噪音的效果。另一種壓縮方式是只在一個方向。通過采用分析軟件進行論證，組合圖形在一個方向壓扁后，壓噪變得不均勻，但壓噪效果依然明顯。由此可見，野外組合原則：至少在一個方向拉開才能壓制噪音，保證信噪比。

　　(3)控制高差超限野外實施辦法

　　因地制宜優化埋置方式(浮土區先撥開浮土，再用專用工具埋置，確保埋置在浮土下的硬地上)，保證埋置深度和耦合效果。配備充足的埋置和檢查工具，避讓植物根莖埋置。

　　2.2近地表速度選取技巧

　　首先看沙丘吸收衰減規律研究與地震采集接收效果之間的關系：從表層結構調查看，該點分四層結構。通過各點接收能量求取該區吸收衰減曲線，可以看出地震波能量衰減與表層速度密切相關，在高速層中衰減較慢，在降速層中能量衰減較快，在近地表速度較低的沙層內能量衰減最快。在29.4m低降速層厚度內能量衰減近26dB，而近地表速度較低的2.5m沙層內能量衰減近17dB。

　　由于塔里木盆地沙漠區高速層頂界面(沙漠的潛水面)是一個比較平穩的界面，影響速度差異的主要因素是沙丘規模。將沙丘高度按20m為單位劃分為小層，然后計算各層的層速度，可見，如果將檢波器組合分布在沙丘高度為40-60m的范圍內，則沙丘中對組合高差起主要作用的層速度為900-1000m/s，而不是350m/s的表層速度。

　　2.3逐點設計組合高差

　　(1)檢波器組合高差計算中速度的選取

　　在計算組合高差時，不能簡單地采用低速帶的速度，考慮到該區沙漠的復雜性，實際起作用的表層速度往往是降速帶速度，因此需要采用擬合出的平均速度。

　　(2)檢波器組合高差計算

　　由于沙丘的層速度由上而下逐漸增大，所以，隨著檢波器組合中心高度的增加，組合高差也在增加，位于沙丘高部位的檢波點可以允許的組合高差也增加，也就是說，在沙丘不同部位的檢波器組合，采用變動的組合高差，同樣可以最大限度地達到保護有效波，壓制干擾波的目的。

　　(3)根據表層速度逐點設計檢波器組合高差

　　完成單井、雙井微測井的測網，調查清楚表層速度的分布;通過插值擬合出工區每一個接收道的表層速度;根據表層速度與高差的函數來計算每一個點允許組合高差值。

　　3應用效果

　　該方法在新疆塔里木盆地三維地震采集項目中得到廣泛應用。采5eba6a28f126c_html_f197e3b4fb241015.gif用逐點設計出的組合高差控制，提高了原始記錄的信噪比。地表起伏劇烈，但剖面一致性較好，沙丘高部位信噪比依然較高，采集痕跡較小。

　　4結論與認識

　　(1)高大沙丘區，檢波器組合具有低通濾波作用，使得地震記錄散射現象嚴重;

　　(2)組合高差的極限受地形、所保護的地震波波長、信噪比等因素影響，是變化的參數。在復雜地區，采用變動的組合高差，盡管有效波被損傷的程度會稍大一些，但如果干擾波被壓制的程度更大，那么我們從提高信噪比的目標來衡量是值得的。