黄土地区地震采集技术研究及应用.doc

黄土地区地震采集技术研究及应用 摘要 黄土地区的表层地质和地貌极为复杂，一般包括：巨厚黄土区、黄土——沙漠区和山前砾石——黄土区等地形地貌，黄土地区独特的地貌和地形给地震采集带来了较多的困难。文章根据在黄土地区的地震采集工作经验，分析了当前黄土地区地震采集的相关技术，如：巨厚黄土地区表层地貌结构精细调查配套技术和相关的技术对策等，同时针对这些技术的应用效果进行了较为详细介绍。通过具体的应用实践表明该项采集技术具有明显的效果。 关键词 黄土地区；地震采集；勘探技术；采集技术 1 当前黄土地区地震采集技术所面临的难题 当期黄土地区地震勘探采集工作中所面临的主要技术难题主要包括这样几个方面：1）黄土地区的表层地貌和结构较为复杂，低降速层的厚度与速度的变化较为剧烈，这给静校正工作带来了困难。2）复杂的地貌条件，尤其是在巨厚黄土山体地区，这些地貌导致激发与接收的能量衰减速度过快，在原始的单炮记录上除了面波、折射波以及其他的随机干扰之外，还出现了具有较强能量的侧面波以及其他的次生干扰，这几大的降低了所采集的资料的信噪比。3）以塔西南地区为例，该地区由于受到西昆仑山的造山带长期运动的影响，地下构造断裂发育，同时由于逆冲推覆而导致的层白垩系地层具有断上盘埋藏浅且倾角大，而断下盘的构造过于复杂且埋藏深的特征，导致地震波场趋于复杂，地震剖面成像难度加大。 2 黄土地区表层结构调查技术对策 黄土地区等地貌甚为复杂的地区，由于低降速层的厚度较厚，而且地形表现为山大沟深，交通极为不便，常规的方法难以进行信息采集 工作。 2.1 宽线观测技术 通常，人们可以通过减小道距、炮距以及增加排列长度的方式来达到提高覆盖次数的目的，这样能提高二维地震资料的信噪比。但这种方式能力有限，而且随着道距与炮距的减小，其随机干扰相干性增加，叠加压制随机干扰的统计效果降低。 宽线观测技术属于一种比较特殊的三维观测技术，通过多炮多线观测系统，炮检点的相对单线采集技术呈现出纵横向离散形式，面元道集中传播路径的差异性弱化了干扰的相干性，能有效的增加对干扰的压制能力。宽线观测技术能对不同方位的炮检对噪声分布进行随机勘探，同时具有较强的侧向干扰压制能力，在提高有效覆盖次数后能明显提高对噪声的压制效果。 2.2 组合激发技术 在勘探过程中，综合采用地面露头调查、深微测井、小折射和野外层析等多种表层调查技术之后，基本上可以获得调查区域地层的表层结构资料。以某黄土地区地层结构为例，该区域高速顶界面为一套胶结较好的砾石层，整体分布较为稳定、平缓，其中巨厚黄土区的速度垂向表现为连续性变化。 该区得低降速层厚度在100m～500m之间分布，且不均匀，采用常规单井难以钻入高速层，而且在黄土层中进行激发时，地震波的能量衰减过快，将产生严重的次生干扰，获得的地震单炮资料信噪比低。而采用多井组合激发可以明显的提高巨厚黄土区的单炮资料信噪比。 3 地震野外采集技术方法 3.1 激发因素分析 影响激发的因素较多，主要包括：井深、单井与多井、单深井与组合井和药量等，下面主要通过对井深的对比和分析来阐述井深对激发的影响。 通过对黄土表层的调查可知，在黄土层16m左右深处存在着一个低速黄土层和降速黄土层的界面。这个界面是一个具有较强波阻抗能力的界面，对于激发地震波而言它就是一个虚反射界面。也就是说，处于该界面层以上的激发都是在低速黄土层中被激发，之后爆炸而造成一个具有较大破碎半径的层面，同时炸药爆炸的能量大部分都耗费在黄土的破碎过程当中，具有有效下传能量的波则较少，而且所阐述的地震波的频率一般较低。这些下传的地震波在率先遇到低、降速层的分界面后，就很容易被反射到地面上来而对数据的采集形成干扰，给采集工作带来误差，同时还减少了能量的下传（如图1a）。 而在虚反射界面之下的较深位置出激发时，爆炸将产生出一个上行波和下行波，当上行波传播到低降速层的分界面时，将会产生一个明显的次生下行波，也就是行业内常说的虚反射或者鬼波。产生的这个次生下行波将叠加在之前直接下行波的尾部，导致信号的延续时长被延长，而由于波不能够同相叠加，因此这将导致出现低频响应，降低了下传波的频率和能量（如图1c）。只有当虚反射界面之下的底层附近的降速黄土层当中，直接下行波与次生下行波之间相隔的时差小于四分之一个周期时才能保证虚反射影响较少。根据相关的计算公式可以得到——将激发点选择在虚反射界面之下1m～2m之间的降速层时，爆炸激发出的地震波的能量和频率都将达到最佳状态（如图1b）。 图1 不同深度激发折射路径与子波特征 （a）在低速层进行激发，频率较低，子波出现拉长现象；（b）在低、降速带之下1m～2m处进行激发，频率较高，子波偏窄；（c）在低、降速带之下较深处进行激发，由于受到虚反射的影响，频率较低，而且子波出现被拉长的现象。 3.2 接收因素分析