行業(yè)應(yīng)用
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引 言
地震勘探在采集過程中使用炮點和檢波點組合方式壓制干擾已經(jīng)有較長的歷史了。從理論上講,適當(dāng)?shù)慕M合可以濾除不想要的噪音,然而,實際操作時理論性的組合比較難適應(yīng)野外噪音的化,并對組合當(dāng)中的每個檢波器產(chǎn)生了誤差。地面耦合的不一致性和組內(nèi)靜校正的誤差污染了地震數(shù)據(jù)?？傊?組合形式越復(fù)雜,波場的采樣誤差就越大,因此野外布排時就需要特別仔細(xì),同時在大道數(shù)作業(yè)時仍使用組合增加了野外成本。另外地層是各向異性的,最佳的野外采集方式及組合模式在探區(qū)內(nèi)應(yīng)該是變化的,單檢波器接收使得想要的組合形式可以在資料處理中心來構(gòu)建,可以省
略采集過程中的大量試驗炮,也避免了大工區(qū)采用一種固定組合模式帶來的壓制變化噪音的問題。在室內(nèi)使用組合,把每個單個檢波器輸出的信號組合疊加到一起,資料忠實于采集,在單檢波器技術(shù)或者在采集時使用點組合形式下,從每個單獨的檢波器接收到的信號單獨記錄,這種方法具有明顯優(yōu)勢 。
1 單點單檢波器技術(shù)的主要優(yōu)勢
(1) 在地形不規(guī)則或者地面植被茂密、地面耦合不一致的情況下,導(dǎo)入了隨機噪音,單點接收可以避開耦合不好的地方。
(2) 每個檢波器具有不同的靈敏度、自然頻率,相互之間的誤差一般大于±2 %。單個檢波器由于公差所造成的誤差在資料處理中心組合時得到編輯和補
償。
(3) 工區(qū)中存在近地表的問題,引起了大組合產(chǎn)生的靜校正問題,同時也使得信號產(chǎn)生了變形,在單檢波器技術(shù)中,靜校正可以實施給每個檢波器,然后再間接實施給組合。
(4) 總噪音可以由可消除的每個獨立噪音來控制。在單檢波器上消除噪音以后再組合疊加,可以更有效的消除噪音。
(5) 大組合在測試檢波器的好壞時也比較困難,小組合的檢波器比較容易布設(shè),也比較容易測試。這項技術(shù),需要地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有經(jīng)濟的和高效的特點,能夠處理大地震道數(shù),增加勘探區(qū)空間采樣率,消除采集足印,提高地震數(shù)據(jù)質(zhì)量。近期推出的Vibtech 公司的it 系統(tǒng)是為了滿足這種數(shù)據(jù)采集方式而開發(fā)的儀器,由于其低重量、低野外操作成本、大數(shù)據(jù)接收道數(shù)而彌補了技術(shù)上的空白。
作為地震勘探新技術(shù),必將帶來地震勘探從采集、處理到解釋方法的革新,也將為石油勘探、煤炭勘探等領(lǐng)域帶來全新的勘探理念和高品質(zhì)的地震地質(zhì)數(shù)據(jù)。
2 單點單檢波器地震勘探技術(shù)概述
傳統(tǒng)的地震勘探在野外采用大道數(shù)檢波器組合以壓制野外的相干規(guī)則噪音,這種方法在過去的幾十年中,在提高信噪比、提高信號的幅度等方面起到了積極的作用,但是,這種方法眾所周知帶來了地震勘探頻率的損失、增加了地震波的失真度。野外組合壓制了噪音的同時也壓制了有效信號,也使得地震頻率下降,同時組合降低了信號的動態(tài)范圍。
單點單檢波器地震勘探技術(shù)就是在野外,按照以往的組合形式布設(shè)獨立單個檢波器,相互之間不用纜線聯(lián)接,每個檢波器的數(shù)據(jù)獨立的輸入到地震采集站的地震通道中,獨立記錄。地震數(shù)據(jù)在資料處理中心由資料處理員經(jīng)過分析,根據(jù)不同點的噪音發(fā)育情況確定不同的組合形式,或組合、或不組合、或小組合、或大組合,以壓制這個物理點的噪音,這種組合方式稱之為數(shù)字組合方式。單點接收示意圖如圖1 所示。
單檢波器方法在地震資料的改善、地震勘探質(zhì)量的改善等方面具有獨特的優(yōu)勢,早在1973 年有人就提出了這種思路,由于野外采集儀器技術(shù)的限制,直到2000 年,隨著大道數(shù)地震儀器的發(fā)展和問世,此方法的實施才變?yōu)榭赡?通過大量的野外試驗,其優(yōu)勢體現(xiàn)的十分突出。
3 單點單檢波器地震勘探的特點
3. 1 波數(shù)響應(yīng)
單點接收對噪音波場具有充分地采樣,與波數(shù)響應(yīng)相對應(yīng)的期望的時間和頻率可以在測量到的波場上被有效利用。采樣和去假頻濾波是時間域數(shù)字記錄的常規(guī)技術(shù),使用單點接收將基本采樣定律擴展到了空間域,恰當(dāng)?shù)膯吸c接收數(shù)據(jù)體預(yù)處理使得數(shù)據(jù)按組合模式輸出,排除了假頻噪音 。單點接收也能夠校正由于虛假振幅變化和沿組合方向的靜校正差所造成的影響,因為單點接收到的信號是獨立的。
3. 2 輸出采樣及采樣密度
如果具備所有單點數(shù)據(jù)體,處理中的組合模式可以是多樣的,根據(jù)地表不同特征構(gòu)建不同的組合模式。與時間采樣相比,初始的空間采樣間隔的提高受成本和操作效益限制,但是野外單點接收的數(shù)目要考慮利于相干噪音的衰減,當(dāng)使用面積組合時,空間采樣率一定要滿足平面兩維的需要。圖2 是以6. 25 m 道距接收到的野外原始記錄,從圖2看,信號成分很豐富,但是像面波等干擾十分發(fā)育。經(jīng)過室內(nèi)數(shù)字組合以后,看到在單炮記錄上面波等干擾已經(jīng)基本濾除掉了,有效信號更加突出了,單炮記錄具有良好的信噪比。
3. 3 組合形式及采集足跡
采集和處理中,數(shù)據(jù)體隨組合形式而減小,組合不同于直接疊加,影響是多方面的,專門的處理軟件可根據(jù)實際情況實現(xiàn)不同形式的組合。引起采集足跡的一個主要原因就是空間采樣率不足,而空間采樣率不足是由于野外地震道數(shù)受限制,野外線距和道距過大所引起的。單檢波器接收時最小道距可達(dá)到5 m ,提高了空間采樣率,有效消除了采集足跡現(xiàn)象。
3. 4 數(shù)據(jù)高分辨率和高保真度
從不同道距所采集的數(shù)據(jù)頻譜分析看,小道距具有相對比較高的頻譜。小道距在提高分辨率等方面具有獨特的優(yōu)勢。單檢波器接收也消除了由于地形的變化、或者是由于近地表速度的變化所造成的具有幾毫秒甚至更大的旅行時差異的組內(nèi)地震道的疊加所造成的地震信號的畸變、地震屬性的失真、和質(zhì)量的下降。也消除了不規(guī)則的地震檢波器耦合、地震檢波器公差所造成的地震信號的畸變、地震屬性失真及地震質(zhì)量的下降 。單點接收技術(shù)由于消除了地震道野外所存在的差差異,有利于野外靜校正的實施。點單檢波器接收為高分辨率地震勘探、巖性地
震勘探指出了一條光明的道路,這種方法的實施,改善了地震勘探在山地、近地表變化劇烈的城市、工業(yè)區(qū)等地區(qū)的應(yīng)用效果。是地震勘探技術(shù)革命性的發(fā)展,為儲層描述、地震屬性分析、地震參數(shù)提取等提供了高質(zhì)量數(shù)據(jù)。
4 與之適應(yīng)的設(shè)備和軟件
以2 000 道接收計算,如果每道采用12 個檢波器組合,則需要24 000 道實時接收的儀器,如果加50 %
的滾動道,則這個小隊需要36 000 道儀器。所以萬道以上的地震儀器是實施單檢波器地震勘探的技術(shù)保證。野外成本是制約這項技術(shù)發(fā)展的另外一個因素,靈活的、輕便的、簡單易用的地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是實施這項技術(shù)的經(jīng)濟保證?，F(xiàn)有的地震數(shù)據(jù)處理軟件即可滿足單點單檢波器的室內(nèi)數(shù)字組合分析。由英國Vibtech 公司開發(fā)的it 系統(tǒng)是一套蜂窩地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),具有幾萬道的帶道能力,使得用戶能夠真正獲得3D 勘探的空間對稱采樣率,在in - line 和cross - line 方向上波場采樣率是相等的。it 蜂窩地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的問世,保證了這種方法的實施,它具有
幾萬道甚至幾十萬道的地震能力而不增加野外操作成本,無線作業(yè)方式使得系統(tǒng)可以自由作業(yè)在任何工區(qū),蜂窩形數(shù)據(jù)傳輸模式,帶來了如同無線手機一樣的便利和自由度 。斯倫貝謝公司也開發(fā)了適合單點單檢波器地震勘探的Q - Land 系統(tǒng),這是一套有線作業(yè)方式的萬道儀器,在中東等地已經(jīng)實施了單點采集,取得了良好的效果。斯倫貝謝公司還在海上開展了大量的單點單檢波
器接收的Q - Marine 地震勘探,取得了良好的效果。
5 總結(jié)
單點單檢波器地震勘探技術(shù)隨著勘探設(shè)備的發(fā)展正在飛速發(fā)展,勘探界普遍對此方法提出了應(yīng)用要求,國外已經(jīng)在墨西哥灣、中東等地進行了大量的試驗性研究,獲得了良好的高信噪比數(shù)據(jù)。我國復(fù)雜多變的近地表條件,正需要這種技術(shù)來避免近地表對組合帶來的影響,東方公司等單位已經(jīng)在西部實施了大量的稱之為高密度采集的單點單檢波器地震勘探,將原野外多道組合分解成小組合或單點接收,在計算中心實施數(shù)字組合,對克服高差的影響、近地表速度的影響等起點了積極的作用,獲得了比較高信噪比的數(shù)據(jù),為西部復(fù)雜地表條件下的地震勘探探索了一條新路。
此方法是解決巖性勘探、復(fù)雜地區(qū)勘探值得探索和嘗試的方法。
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