地震勘探中加速度信号转化为速度信号的分析及应用

陆上地震勘探中多采用速度型检波器接收,随着单点高密度地震勘探的开展,加速度型检波器也被日趋广泛的应用.这两种检波器接收的地震信号具有不同的响应特征,在地震勘探中经常会遇到这样的情况:两个相邻区块分别应用速度型检波器和加速度型检波器接收,需要将这两个区块的地震资料进行连片处理,两类检波器接收资料如何处理拼接?本文在理论上分析了加速度检波器测量的加速度信号和速度检波器测量的速度信号之间的数学关系;并通过数值数据模拟分析、实际的地震数据资料分析证明了加速度信号通过积分计算以及去除积分误差后转化为速度信号的可行性和正确性,并进行了相应的对比和验证.在不同类型检波器接收地震资料的拼接处理过程中应用这种转换方法进行资料处理,得到一致性很好的地震剖面.     

地震勘探中速度信号转化为加速度信号的分析及应用

目前,广泛应用在地震勘探中的检波器类型主要是速度型检波器和加速度型检波器,分别接收振动的速度信息和加速度信息,不同类型的检波器接收的地震资料具有不同的响应特征.在滩浅海地震勘探中,不同的地表区域使用不同类型的检波器接收,滩上使用速度检波器接收、海中使用加速度检波器和速度检波器组成的"双检"检波器接收,所以存在着两类检波器资料的拼接、融合处理问题.本文在理论上通过速度检波器和加速度检波器机电转化原理不同,跟踪不同物理量说明了两种信号之间的关系,并通过理论分析、实际的地震数据资料分析和证明了速度信号通过微分计算转化为加速度信号的可行性和正确性,并进行了相应的对比和验证.在滩浅海以及浅海地震勘探中应用加速度检波器和速度检波器联合采集后,应用这种转换方法进行资料的拼接处理和融合处理,得到的地震剖面质量得到了很好的提升.     

海陆两栖地区地震勘探新型检波器的研制及应用效果

本文分析了海陆两栖地带地震勘探中同时使 用的速度检波器和加速度检波器存在的差异及其对 地震信号的影响;在此基础上,设计研制出了陆用 压电检波器,并对其性能特点进行了分析;通过试 验资料分析,消除了海陆两种不同机理的检波器资 料的相位差的问题,陆用压电检波器和水中压电检 波器记录信号的频带和能量达到一致,提高了地震 资料的分辨率;实现了海陆地区可以同时采用相同 机理的检波器进行地震信号的接收,解决了滩海地 区速度检波器和加速度检波器长期混用的问题。     

苏里格气田可控震源高精度地震采集技术

鄂尔多斯盆地苏里格气田气层单砂体厚度薄,非均质性强,地层反射波能量和频率衰减严重,地震资料品质不稳定,资料分辨率较低．近年来当地推进生态环保工作,对以往的炸药震源作业模式存有疑虑,制约了本区的地震勘探进程．针对这些难点,本文从基于AVO分析的观测系统设计、基于低频可控震源的“两宽一高”采集技术、基于提高资料信噪比的组合接收技术等方面进行研究．运用模型正演、反射系数能量变化相对陡度、实际资料定性与定量分析,设计了可控震源施工观测系统方案．利用驱动幅度-频率曲线设计了低频信号,针对地震采集压制谐波干扰的方法进行了分析及试验．通过检波器组合试验分析,在信噪比相对低的地区采用检波器组合接收方式,能够提高地震资料的信噪比．采用可控震源高精度地震采集技术,获得了高密度、宽方位、高品质的地震资料．     

陆用压电单点检波器研发与应用

目前地震勘探中广泛使用动圈式检波器组合接收地震数据,动圈检波器动态范围只有60 dB、灵敏度低、响应频率范围窄,不能同时检测深层低频地震信号和分辨率所需要的高频信号,使得24位地震仪器120 dB动态范围的指标不能真正发挥作用.检波器组合造成的叠加效应也会在一定程度上降低频率、模糊地震反射特征,已经不能满足当前高精度勘探开发的需求.研究团队经过多年技术攻关,先后攻克了压电陶瓷一致性与抗冲击能力差、低频响应差、电池长期供电等技术难关,自主研发了陆用压电单点检波器,具有频带宽、动态范围大、灵敏度高、兼容性好等优势,技术指标达到或接近了DSU、GAC等国外数字检波器的水平.在实验室测试及多个区块对比实验的基础上,实现了产品定型与工业化生产,在胜利油田东风港三维首次使用了陆用压电检波器进行地震生产,取得了良好的应用效果,对推动东部老油区单点高密度地震技术的进步具有积极的示范作用.     

柴达木盆地低频地震探测结晶基底的工作方法

根据地质资料,柴达木盆地的基岩（结晶基底）埋藏深度,可达十公里以上.勘探这样深的基岩,利用反射和一般折射方法是不容易得到良好的效果.1958年6月,在柴达木盆地开始试验低频地震的方法,来接收基岩面的折射波.所用检波器的谐振频率为13周/秒,放大器最低谐振频率为8周/秒.最大接收距离为100公里左右.     

滩浅海两栖地区油气地震勘探激发接收技术研究

针对海陆两栖地区地震勘探激发、接收中存在的问题,通过改造炸药震源的装药结构和起爆方式,研制出了一种新型激发震源,提高了激发信号的品质,减小了与气枪震源之闻的信号差异;在接收技术上,研制了新型压电检波器以代替常规的沼泽机电检波器,提高了接收地震信号的频率,实现了水陆相同感应机理的检波器同时接收地震信号,消除了两种不同检波器造成的信号差异;通过对两种新技术的试验分析,认为明显提高了地震资料的分辨率和信噪比,促进了海陆两栖地区地震勘探技术的发展．     

地震波衰减规律及其恢复方法

针对地面地震分辨率低,不能有效识别薄层储层、薄层地层等问题,本文通过地震波衰减规律的分析,提出了一种恢复地震波高频衰减获得宽频带地震剖面的方法,从而大幅度地提高了地震分辨率.应用双井微地震测井资料对松辽盆地地震波动力学特征研究表明,地震波衰减规律是在近地表低速层和近地表低速层的近震源区地震波高频衰减巨大,而在高速层地震波高频衰减很小.药量大近震源区地震波高频衰减大,药量小近震源区地震波高频衰减小.那么,近震源区和近地表低速层对地震波的衰减是地面地震资料频带窄、分辨率低的主要原因.据此提出了如下确定性反褶积方法,用双井微地震测井资料求取近震源区、近地表低速层和虚反射等滤波因子,用其对地面地震资料作确定性反褶积处理,从而恢复近震源区、近地表低速层等几种因素的地震波衰减,将大药量激发地表接收的地面地震延拓成小药量激发高速层接收的宽频带地震.应用该方法对松辽盆地优势频带宽5~90 Hz,视主频50 Hz的地面地震资料处理后,地震剖面优势频带宽达5~360 Hz,视主频达180 Hz,使常规地震剖面分辨率提高2倍.具体的说松辽盆地中部含油组合的地面地震分辨能力由9~15 m提高到3~5 m.宽频带地震剖面与160 Hz的人工合成地震记录对比符合的很好,表明其处理结果是正确.该成果在油气勘探开发中的油气储层预测、构造学研究、沉积学研究等方面有重要的意义.     

辽河坳陷雷家致密油区单点高密度三维地震采集技术研究

辽河坳陷雷家地区新生代沙四段碳酸盐岩致密油气藏,经多口井钻探显示较大的勘探潜力,但以往地震采集方法主要针对深层潜山,没有考虑沙四段薄储层预测的需求.本文以辽河坳陷雷家致密油区单点高密度采集为例,对单点模拟检波器采集效果进行分析,并设计了适应单点采集的观测系统.研究结果表明:采用单点模拟检波器接收,并配以小面元、高覆盖、高密度、全方位的观测系统,可以得到高品质的地震资料,有效提高了沙四段碳酸盐岩致密油气藏分辨率和成像精度,取得了良好的应用效果.     

基于高灵敏度检波器数据的分频匹配滤波方法及其应用(英文)

具有较高自然频率的高灵敏度检波器在采集数据时可以通过压制低频信号来相对提高高频能量,但这也造成了其低频响应差的问题,如果将高灵敏度数据与常规数据进行优势组合,就可以达到拓宽频带的目的。为此,本文提出分频段匹配滤波的方法,即在保持常规数据低频优势的前提下,对其高频端进行匹配滤波,实现不同频带范围内的优势互补,从而改善地震记录。通过引入不同主频的雷克子波模拟得到具有常规数据和高灵敏度数据特点的理论模型,论证了分频匹配滤波方法的可行性。在对野外单炮地震记录处理中发现,分频匹配滤波方法拓宽了地震记录的有效频带宽度,提高了地震记录的分辨率。     

地震加速度信号分析与应用（英文）

在地震勘探中使用的检波器类型较多,但其感应振动产生的信号类型通常只有三种:位移、速度和加速度信号。对这三种信号产生的机理、物性特征、岩石物理意义等认识与理解皆不够透彻,因而难以对不同类型检波器做出客观的科学评价,影响了检波器各自优势的充分发挥,本文从弹簧阻尼振动理论入手研究了地震信号产生的机理,分析了地震信号的物理特征、信号与介质的物性关系以及它们的信噪比、分辨率和频谱等特征。实验室测试、野外试验与应用表明:加速度信号反映了介质的弹性特征和物性变化规律,信号强度与物性变化呈正相关,而且加速度信号具有畸变小,保真度高,高频强,频带宽的良好属性,因而,对于复杂介质的高精度地震勘探更适宜利用加速度信号。此外,根据加速度信号与物性参数关系,纵波加速度信号反映杨氏弹性模量、剪切模量和密度变化的灵敏度比一般速度信号要高,但随着密度和剪切模量值的增大灵敏度降低;对于横波来说,加速度信号反映剪切模量和密度变化的灵敏度也比一般速度信号高。     

光纤布拉格光栅地震检波器的实验研究

光纤布拉格光栅(FBG)是一种新型的传感元件,具有分辨率高、精度高、抗电磁干扰能力强、频带宽等优点.本文以光纤布拉格光栅为敏感元件,设计并制作了一种地震检波器,建立了地震检波器的力学模型,并推导出地震检波器固有频率和灵敏度的理论公式.理论分析了影响地震检波器动态特性的因素,并进行实验对该FBG地震检波器的性能进行研究,实验结果表明:该FBG地震检波器在5～55Hz的振动频率范围内,具有良好的线性响应,而且输出稳定、灵敏度高,适用于地震勘探.     

斜缆数据频率域高分辨率Radon变换与虚反射消除方法（英文）

检波器虚反射是斜缆地震数据采集的一种主要干扰波。检波器虚反射与一次波形成的陷波点随缆深而变化,引起频率成份的缺失,严重影响了地震资料处理与成像效果。研究了一种适用于斜缆地震数据的频率域高分辨率Radon变换方法,拟合出地震记录中的虚反射,将其从原始记录中减去实现了虚反射的消除。通过高分辨率线性Radon变换的基本原理分析,结合斜缆数据采集中检波器虚反射与一次波的传播特性,得到了高保真的频率域斜缆地震数据Radon正变换的表达式,根据虚反射传播路径建立了虚反射Radon反变换公式。将该方法应用于模型数据和实际资料,准确地拟合了斜缆数据中的虚反射。利用商业软件的匹配相减模块,从原始数据中减去检波器虚反射,有效地消除了虚反射对一次波的影响,陷频点得到了补偿,拓宽了地震资料的有效频带宽度。     

洛马普列塔7.1级地震震中附近的超低频、极低频和甚低频电磁场的观测结果:可能的超低频前兆

我们实验室设在斯坦福大学附近的两个独立的电磁噪声监测系统已经运转几年了,这两个系统直至1989年10月17日洛马普列塔地震之前都有观测结果。因此,我们具有独特的地震前电磁噪声背景变化的详细记录。特别是我们的观测结果系统在大于5个数量级的频段内(0.01Hz—32kHz),覆盖了25个窄频带,其时间分辨率在超低频段(0.01—10Hz)为半小时,对极低频和甚低频段(10Hz—32kHz)为1秒。超低频系统安装在科拉利托斯附近,距震中约     

速度、加速度检波器及其获取信息的研究(英文)

本文从两种类型的地震检波器(10hz动圈式速度检波器和压电加速度检波器)及其检测介质的两种运动动参数(速度和加速度)入手,测试和对比分析了它们的频率响应函数,指出了二者的差异。又对两种检波器进行了冲击振动试验和结果对比,分析了其响应信号的特征和携带信息的能力。并于某地区在可比条件下进行了地震数据采集对比试验,对用两种检波器采集得到的单炮资料和叠加时间剖面进行了对比分析。结果表明,加速度信号更能满足当前和今后地震勘探对地震信号的高信噪比、高精度、高分辨率和大信息量的要求。     

用双向反应谱比法估计地形对结构反应的影响

基于汶川地震发生时自贡市西山公园地形影响台阵的加速度记录,利用双向反应谱比法分析了山脊地形对单自由度体系结构反应的放大效应,结果表明:(1)水平向结构反应在结构自振频率小于1Hz的低频段放大效应不明显;在1～ 10Hz频段山顶放大效应最大,最大值达3.25,对应频率为6.25Hz;在10 ～ 20Hz频段,各台站放大效应趋于平稳,靠近山顶的7号台站放大效应最明显,最大值为2.3,对应频率为16.7Hz.(2)结构反应的最大放大系数有随高度的增加而增大的趋势,且在1 ～ 10Hz频段这种趋势比较明显.(3)与其它场地效应估计方法相比较,该方法能够体现地形效应对结构反应的影响,从而更有利于研究建筑结构震害的分布.     

单道地震电缆检波器线性组合特性分析

单道地震电缆采用检波器线性组合方式,单道地震剖面的信噪比和分辨率与检波器线性组合特性密切相关。将对检波器线性组合方式的方向特性和滤波特性进行了理论分析,并结合海上试验数据,对不同勘探目的、作业水深和检波器线性组合参数条件下的单道地震剖面及其频谱进行对比分析。研究结果认为:在浅水海域,或探测目标层较浅的海洋单道地震勘探中,可选择检波器数量较少且相邻检波器间距较小的检波器组合方式,以提高资料分辨率;而在深水海域和探测目标层较深的海洋单道地震勘探时,应该选择检波器数量较多且相邻检波器间距较大的检波器组合方式,以改善资料信噪比。     

多煤层的反射地震响应特性研究

本文在不考虑地震波吸收和几何扩散衰减的情况下,利用单频谐和平面纵波垂直入射到煤层上,来研究煤层的调频效应,正演模拟地震波的频率与反射系数的关系,分析了频率对反射系数的影响.研究表明:当地下只有一组煤时,在中高频段煤层反射系数较大,当存在两组煤或是更多组煤层时,受上组煤层的屏蔽,下组煤在低频段的反射系数明显大于中高频段的反射系数,从而为克服上组煤层的屏蔽,得到好的下组煤层反射波提供了理论基础.在此基础上提出了提高下组煤反射波质量的采集方案.由于历史的原因,煤田勘探一般使用中高频检波器(主频60 Hz或是100 Hz),虽然有利于提高中高频反射波的能量,但牺牲了信号的低频部分,不利于提高反射波的分辨率,同时损失了下组煤层中起主要作用的低频反射波,得到的下组煤反射波资料一般很差.     

地脉动记录中台风扰动和低频波前兆信息的频带区别研究

通过对宽频带数字资料在昆仑山口西8.1级、汶川8.0级、民乐—山丹6.1级地震前地脉动幅度和频谱变化的研究,发现在震前几天地脉动有明显的扰动变化,初步认为是大震的低频波前兆异常。而强台风对地脉动也有类似的扰动现象。从频率域对比研究后初步认为:低频波前兆异常的可能频带范围是0.1~0.14 Hz,而强台风对地脉动的扰动频率范围是0.15~0.30 Hz。区别对待这两个频带,对跟踪强震临震异常有现实意义。     

转换型折射波传播规律及其在转换波静校正中的应用研究

纵波震源激发、三分量检波器接收的三分量地震勘探技术是解决复杂油气藏勘探的有效手段.在三分量地震勘探资料处理中,转换波资料处理尤为关键,转换波资料处理的难点之一是转换波静校正.研究了非转换型折射波和转换型折射波传播规律,发现形成PPS转换型折射波的有利条件是上覆介质横波速度比下伏介质横波速度要小很多,提出了基于PPS转换型折射波的转换波静校正方法,并对实际三分量地震资料进行了处理,转换波静校正取得了较好的效果.