可控震源记录中的脉冲噪声分析

噪声分析一直是地震资料信噪比得以改善的重要基础方法。可控震源向地下输入瞬时低能量信号, 易受到可控震源系统内部以及背景中的瞬时脉冲噪声(如电噪声、震动噪声等)的干扰。用于提取有效信号的相关检测方法将脉冲噪声的干扰范围扩大, 严重影响了对可控震源有效信号的提取。为了从理论上分析脉冲噪声对可控震源相关记录的干扰, 通过仿真实验, 系统分析了单点脉冲和多点脉冲噪声对相关记录中可控震源信号的干扰程度和特点。结果表明, 可控震源相关记录中的信号主要受脉冲噪声强度、所在时间位置以及可控震源非相关记录脉冲点数比例三方面因素影响, 脉冲噪声所占记录的比例大于2.5%且平均强度高于100时, 相关检测后的可控震源信号会完全被噪声淹没。     

基于接收阵列的时域地震波束形成方法

地震勘探中,针对目的层地震数据信噪比较低情况,为改善信噪比,本文提出一种基于接收阵列的时域地震波束形成方法(TSBBRA).该方法的理论依据是波束形成原理,文中通过对相控震源激发定向地震波场的分析,提出在反射地震勘探中,在信号接收端同样能生成定向地震波的思路.具体地,论文给出在地震数据集上先对单炮记录分组,再对组内记录时域内延时、叠加,生成对应定向地震波场的地震记录的方法.TSBBRA方法适于杂波干扰强,且杂波与目的层反射波方向不一致的地震条件.本文先通过波场模拟,展示了TSBBRA方法具有形成定向地震波场的能力;而后通过对比相控震源与TSBBBRA时间剖面,说明了TSBBRA方法的有效性;最后在吉林某油页岩矿区,用TSBBRA方法,分别针对浅层目标与深层目标,生成定向地震波数据.与原始数据相比,目标层信噪比提高了3~35 dB,在时间剖面上观测到的深部目标信号从200 ms扩展到1000 ms,TSBBRA剖面资料与测区附近区域的地质与地震资料一致.由此得出结论,TSBBRA方法有助于改善目的层地震资料信噪比,当关注深部目的层时,由于TSBBRA方法能有效压制噪声,因此可用于能够实现更大的勘探深度.实验中,我们给出了浅层勘探结果,由于本方法对震源及观测系统没有限制,实际应用中TSBBRA方法可作为深部资源勘探领域提高深部地震资料信噪比的有效方法.     

辽西葫芦岛东部表层结构调查及速度建模

针对国家深部探测项目地震数据采集及表层速度结构模型建立的需求,在辽西葫芦岛东部二维地震勘探工区开展了表层结构调查工作。该地区地表起伏大,表层结构复杂,低、降速层厚度和速度多变,静校正问题突出,做好表层结构速度建模工作成为该区地震勘探的关键问题之一。由该工区实验点多种表层调查方法对比实验结果,确定了该工区表层调查工作方式：以井中微测井方法为主,在满足小折射地表条件的区段辅以成本较低的小折射方法作为补充;同时对留作微测井的生产井进行岩性录井。基于以上方法,分析了表层调查野外施工的难点和对策,确定了微测井采集参数。本次表层调查工作测线长度16.9 km,设计了8口微测井,根据微测井解释成果得到如下结果：该测线表层分2~3层;低速层厚度为1.68~4.33 m,速度为350~1 000 m/s;降速层厚度为5.00~12.00 m,速度为1 000~2 800 m/s;高速层主要为岩性致密的花岗岩,速度为2 800~4 900 m/s。根据井中微测井结果及层间相似系数,建立了该测线的表层模型,设计激发井深13.00~15.00 m,并获得静校正量数据。     

辽西葫芦岛东部表层调查方法比对实验

地震勘探中,近地表的不均匀性给激发、接收和静校正等工作带来较大困难。辽西葫芦岛东部地表地质条件复杂,浅表层速度及厚度差异大,表层调查工作直接影响到地下介质成像效果。为使该地区首次进行的地震勘探能够获取准确的静校正量数据、给井深设计提供依据、研究适合该区域的表层调查方法,同时为满足国家深部探测项目对实验方法比对研究的需求,结合小折射、地面微测井和井中微测井三种表层调查方法的工作原理,在该工区分别应用三种方法做同点比对实验,分析了不同调查方法的适用性及精确度。结果表明,三种方法得到的结果与岩性录井结果一致,均能有效探测高速层埋深,指导井深设计,其中:小折射成本较低,适合地面较平坦区段,虽然不够精细,但能够准确找到高速层,可用于井深设计或作为微测井方法的补充;地面微测井适合山高无水或者造山破碎带造成钻井严重漏水的地区,需要井中检波器与大地良好耦合;井中微测井最为精确,探测层位更为精细,能分辨更多层位,与岩性录井结果最接近,在静校正量获取方面具有明显优势。通过三种表层调查的比对,分析了不同方法的适用范围,为该工区选择合适的表层调查方法及方法参数选取提供依据,同时为其他地表复杂区域进行表层调查提供参考。     

相控震源在矿产勘探中应用的数值模拟研究

为满足深部矿区精细勘探的需求,研究适于矿区的震源技术至关重要.在便携式电磁驱动可控震源应用于矿区勘探过程中,单电磁驱动可控震源和组合震源分辨率不高.本文基于相控震源技术,采用有限差分方法,对二维地下空间不同介质模型的波场传播及地面接收点的响应进行数值模拟.模拟中,震源分别使用单震源、延时时间为0 ms及1.33 ms的9单元相控源,介质模型采用均匀、水平层状、不规则矿区模型,得到如下结果:均匀介质下相控震源激励定向地震波,0 ms、1.33 ms延时参数下相控源激发固定方向地震波,方向分别为90°和70.4°;层状介质模型下,0 ms参数下相控源产生的垂向地震波方向不随介质变化,1.33 ms相控源激励的定向地震波在不同介质中仍然具有方向性,但随波速变化,地震波发生偏折,地震波主波束方向由70.4°,依次变为68.5°,66.0°,63.7°,61.1°;不规则矿区模型下,1.33 ms相控源激发的地震波在首层介质内传播方向为70.4°,围岩内为65.4°,矿体内为63.1°.在水平层状矿区介质结构下,与单震源相比,1.33 ms和0 ms相控源令接收点信噪比分别提高了14.1 dB和10.2 dB;在不规则矿区模型下,1.33 ms和0 ms相控源较单震源令接收点信噪比提高了18.9 dB和14.9 dB.由此得到如下结论:相控源在复杂介质模型下仍具有激发定向地震波的能力,尽管波束方向在不同介质内会发生偏折;在多种延时参数下,相控源都具有改善接收数据信噪比的能力.综上所述,相控震源技术能有效提高矿集区的数据采集质量.     

辽西深反射地震勘探采集试验

深反射地震勘探是目前研究和分析地下深部构造最有效的方法之一。为了查明辽西地区深部构造信息,在该地区布设一条16.9 km的深反射地震剖面。由于该地区的地震地质资料有限,为了能够获取深部地层的地震反射信号,开展了辽西地区的深反射地震勘探采集参数试验。本次地震采集参数试验采用炸药震源、428XL地震仪和SG-10低频检波器,固定采集参数为：采样间隔1 ms、道间距20 m、记录长度15 s。采集参数试验主要针对激发因素（激发深度、药量、组合井激发）和接收因素（组合低频检波器）进行了较为全面的试验工作。依据采集的地震记录确定所研究的主要目的层为6.5 s反射信号,通过对不同激发因素和接受因素单炮记录中目的层信号能量及信噪比的比较,确定适合于该地区的最佳激发参数和接收参数为：井深15 m、药量12 kg;井组合采用单井和三井组合相结合;检波器组合采用点组合方式。研究结果表明,在辽西地区,通过增加激发深度、增加药量、采用组合井激发和组合低频检波器、延长记录时间等措施可以获得地下更深部的反射信息。     

辽西兴城地区深反射地震剖面初步研究

为了分析和研究辽西兴城地区深部地下结构,深部探测与实验研究专项SinoProbe在辽西进行了深反射地震实验研究.本文报告了在辽西东部进行的一次二维近垂直深反射地震实验结果,测线西起葫芦岛市西老爷庙村,东至兴城市区外首山附近的郭家店,方向约为北偏西33°,剖面全长21.93 km.在共中心点叠加剖面发现了5个主要反射波组,分别出现在双程走时6 s,6.5 s,7.5 s,8 s,10.4 s左右.论文对主要反射波组地球物理特征进行了描述、分析,并结合邻区深部地震资料研究成果,得出三点认识：一是研究区域地壳可分为上、下两层结构,上地壳内无明显反射层位,下地壳呈现“凹陷”特征;二是观测到来自莫霍面反射信号（10.4 s TWT）,对应莫霍面深度约为30 km左右（速度按地壳平均速度6 km/s折算）,莫霍面西深东浅,东部较西部约抬升600 m;三是本区域莫霍面可能由一组横向速度、厚度不一致的多个薄层构成.