地震采集试验

科技工作者之家 2020-11-17

根据地震数据采集设计在野外现场开展一系列试验验证工作的过程。其目的是通过采集试验了解所设计的地震数据采集方法能否满足地质任务和采集技术的要求,并在此基础上对采集设计进行适当的调整和优化。1

试验内容地震采集试验工作通常包括点试验和线试验:点试验项目主要有干扰波和环境噪声调查、激发因素及接收因素(包括仪器因素)试验;线试验是将试验点上获得的最佳采集参数用于测线上,并结合地震观测系统对试验段测线的资料及有关参数的使用效果进行评估,从而确定出最佳的地震采集参数。

点试验包括系统点试验和考核点试验。在点上开展的各种因素试验所确定的施工参数应能满足全工区的需求。因此根据系统点试验确定的最佳因素应在工区内不同位置进行考核点试验,以确认优选的施工参数是正确的。在施工过程中,若发现局部资料品质发生变化时,应及时追加点试验

线试验为了确定观测系统有关参数,考查点试验资料完成地质任务和达到采集技术要求的程度,在点试验确认最佳参数的基础上,应进一步开展线试验。试验线的选择不仅须通过系统试验点,而且要尽量穿过井(在有井的情况)。试验线的长度根据实际情况确定。试验线结束后应及时进行数据处理和分析,综合评估地震采集设计中确定的有关观测系统参数及其他采集参数是否满足设计要求。

采集试验原则试验前要充分了解工区内前人所做的工作,在此基础上拟定详细的试验方案,取全取准各项基础资料。试验点和试验线的地震地质条件选取既要有代表性,又要力求分布均匀,以便了解不同地表条件及地下地震地质条件的情况。试验工作要遵循从简单到复杂的原则,并要保持试验因素单一;在取得各项单一最佳因素的基础上再综合选择各种合理因素,要尽可能采用简单因素解决所提出的地质任务。

干扰波和环境噪声调查对于一个新的勘探区,在地震数据采集试验前首先要开展区内干扰波和环境噪声凋查。通过“盒子波”、“十字形”、“L形”等方法调查和了解工区内干扰波发育情况,并确定有效波、干扰波和环境噪声的特性。在勘探程度较高的地区,需要收集该区以往干扰波调查资料及以往老资料中干扰波发育情况,制定有针对性的对策。

激发因素试验根据地震数据采集中使用的激发震源类型不同,试验内容也不尽相同。地震勘探中常用的激发震源多为可控震源、炸药震源和气枪震源等。使用可控震源时,主要进行驱动幅度、扫描长度、震动台次和组合台数等试验;使用气枪震源时,主要进行气枪浸入水中的沉放深度、工作额定压力和气枪组合阵列方式等试验;使用炸药震源时,主要进行激发井深、激发药量和组合井方式等试验,同时应充分考虑炸药周围介质的性质等。通常炸药埋藏深度(井深)宜选择在潜水面和高速层以下的良好岩性中激发。炸药量的选择应保证最深勘探目的层有效反射信号有足够的信噪比,在此基础上尽量考虑采用较小的药量。

接收因素试验在干扰波调查基础上合理地设计地震检波器组合方式,不仅能够最大限度地压制干扰波,而且能保证对有效信号压制最小。根据工区内发育的干扰波特征(频率、波长、强度等),设计不同接收参数,如地震检波器类型、数量、串并连方式、组合图形、组合基距的大小和检波器埋置条件等。检波器类型的选择主要根据工区地质任务要求考虑检波器的主频大小及与采集系统的匹配情况;检波器组合个数的选择应遵循对资料品质影响较小及在施工方便的情况下尽量采用较少的检波器组合个数;检波器串并连方式选择主要考虑以提高有效信号的信噪比;区内检波器埋置条件要求尽量做到平、稳、正、直、紧,埋置深度要以能最大压制环境干扰为宜;检波器组合图形应以压制方向性干扰波为主,通常包括线性组合和面积组合方式;组合基距原则上以不跨相邻地震道为宜。上述接收因素的最终选定需根据每项因素试验结果,再结合处理参数的选择,对不同因素的资料进行对比分析,才能选出最佳的接收因素。

仪器因素试验仪器因素的选择原则有两条,即既有利于提高地震信噪比,又有利于提高地震分辨率。一般根据仪器型号不同和内置有关参数确定试验内容,试验项目主要有:采样问隔、仪器前置放大器增益、高低截频滤波、记录长度等。其中仪器采样间隔选择应考虑勘探深度和地质任务对分辨率的要求;前放增益的选择应考虑有效弱信号放大所允许的最低水平,但要防止信号出现畸变;高低截频滤波的选择应考虑从浅到深目的层的有效频宽和低频干扰的频率范围。

仪器、震源和检波器对比试验在同一工区,由于地表条件不同,或者采用不同的仪器,或者由几个地震队施工,并可能使用不同的激发震源和检波器,这就需要在工区内的同一位置或点上开展对比试验,以便提取不同激发震源的子波、检波器相位和仪器内部记录系统时差,用于子波整形和时差校正,供该区在统一连片资料处理时使用,以确保全区资料的统一和衔接。

观测系统试验在点试验优选施工参数的基础上进行线试验,试验线采用的观测系统要有较高的覆盖次数、较长的炮检距和较小的面元,以便灵活地进行不同的数据组合。通过室内处理分析,抽取多种观测系统参数(不同的覆盖次数、不同最大炮检距大小、不同面元大小及不同的组合方式等)的地震剖面进行对比,并结合定性和定量分析,同时兼顾勘探成本和施工效益,在保证完成地质任务的前提下,综合优选观测系统参数。对于一些勘探程度较高或开展二次地震数据采集的地区,仍有必要开展线束试验工作。2

本词条内容贡献者为:

李兵 - 副教授 - 西南大学

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