凡正才
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西部地區(qū)相對(duì)東部,地表?xiàng)l件相對(duì)復(fù)雜 。高差變化大、表層速度變化劇烈,面波、隨機(jī)噪音尤其線性干擾比較發(fā)育。激發(fā)接收條件的多變?cè)斐少Y料品質(zhì)有較大差異。野外現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控很難在宏觀上對(duì)地震資料進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估。本文針對(duì)西部地區(qū)資料特點(diǎn),創(chuàng)新地提出了一套物理點(diǎn)的位置監(jiān)控方法;在激發(fā)效果監(jiān)控方面拓寬了監(jiān)控面,優(yōu)化了部分算法;增強(qiáng)了檢波點(diǎn)監(jiān)控這一薄弱環(huán)節(jié)。實(shí)際資料表明,上述研究成果在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。
常規(guī)線性動(dòng)校正方法利用初至波的傳播特點(diǎn),建立簡(jiǎn)單近地表模型,對(duì)地震資料中的初至波進(jìn)行線性動(dòng)校正,從而檢查炮點(diǎn)是否偏離設(shè)計(jì)點(diǎn),達(dá)到及時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量的目的。該方法存在以下缺點(diǎn):1)線性動(dòng)校正過(guò)程中選取準(zhǔn)確的動(dòng)校正速度存在較大困難。2)炮點(diǎn)兩側(cè)橫向速度存在突變的情況下,偏移距相同但地層速度存在差異,此時(shí)無(wú)法將初至波校平。
針對(duì)西部地區(qū)表層速度橫向變化大的特點(diǎn),利用檢波點(diǎn)位置和初至?xí)r間來(lái)反演表層速度,通過(guò)擬合迭代的方式檢驗(yàn)炮點(diǎn)位置。
陸地上進(jìn)行地震勘探,炮點(diǎn)一般在風(fēng)化層,檢波點(diǎn)在風(fēng)化層地表。在這些情況下,下列公式:
圖1 炮點(diǎn)位置檢查監(jiān)控圖
對(duì)于一個(gè)炮點(diǎn)和它的接收道所涉及的范圍內(nèi)是適合的。XS和YS是炮點(diǎn)的坐標(biāo),XRi和YRi是第i個(gè)檢波器的坐標(biāo)。 Vli是第i個(gè)檢波器風(fēng)化層下的折射層的速度,AFBTt等于第FBTi個(gè)檢波器接收道的初至?xí)r間FBTi減去該道對(duì)應(yīng)的炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)延遲時(shí)。如果在炮點(diǎn)和它涉及的檢波點(diǎn)范圍內(nèi)折射層與地表高程平行,那么可以采用L1模算法,通過(guò)初至?xí)r間和炮檢點(diǎn)位置計(jì)算的折射波旅行時(shí)兩者之間的擬合來(lái)求解炮檢點(diǎn)延遲時(shí)之和,同時(shí)可以反演Vli。對(duì)于每一個(gè)初至拾取值FBTi,通過(guò)減去炮檢點(diǎn)延遲時(shí)可以得到AFBTi,對(duì)于第i個(gè)檢波器風(fēng)化層下的折射層的速度,可以通過(guò)下列公式計(jì)算:
一個(gè)炮點(diǎn),對(duì)于N個(gè)檢波點(diǎn),這N個(gè)檢波點(diǎn)Vli求得的平均速度可以寫(xiě)成:
方差可以表示為:
如果檢波點(diǎn)的坐標(biāo)和初至拾取時(shí)間是正確的,我們可以使方差 最小,通過(guò)迭代的方式求解包含炮點(diǎn)坐標(biāo)(XS、YS)的N個(gè)方程組成的非線性超定方程組,從而得到炮點(diǎn)坐標(biāo)(XS、YS)。在共檢波點(diǎn)道集里,按照同樣的原理可以求得檢波點(diǎn)的坐標(biāo)。
圖1是采用本文方法檢驗(yàn)炮點(diǎn)位置是否準(zhǔn)確的監(jiān)控圖。圖1(a)是原始坐標(biāo)與本方法計(jì)算的坐標(biāo)的對(duì)比圖,圖1(b)是兩種坐標(biāo)之間的相對(duì)距離。從對(duì)比圖中可以看出二者之間基本吻合,誤差在15m以內(nèi)。當(dāng)相對(duì)距離超過(guò)一個(gè)樁號(hào)時(shí),一般考慮是炮點(diǎn)位置偏了,需對(duì)炮點(diǎn)位置進(jìn)行重新測(cè)量。
評(píng)價(jià)激發(fā)效果應(yīng)綜合考慮不同地表?xiàng)l件下激發(fā)子波的能量、頻帶以及經(jīng)過(guò)地層衰減后能否滿足主要目的層頻帶和信噪比要求,質(zhì)量監(jiān)控也應(yīng)從這兩方面入手。
激發(fā)子波的監(jiān)控主要是指監(jiān)控地震波激發(fā)后,經(jīng)過(guò)地表一次衰減后的子波情況。激發(fā)子波監(jiān)控可以從三方面入手:①近偏移距初至能量分析;②抽取炮點(diǎn)共偏移距剖面,進(jìn)行自相關(guān),分析相關(guān)波形的一致性;③對(duì)炮點(diǎn)初至?xí)r窗內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)自相關(guān)分析。
激發(fā)子波經(jīng)過(guò)地層吸收衰減后能否滿足主要目的層的能量,頻帶和信噪比的要求還需針對(duì)目的層進(jìn)行研究。
由于西區(qū)地區(qū)線性干擾普遍發(fā)育,常規(guī)信噪比估算法無(wú)法識(shí)別干擾波,從而把線性干擾當(dāng)作有效信號(hào),出現(xiàn)了壓制線性干擾后信噪比分析結(jié)果反而降低的現(xiàn)象。利用有效信號(hào)與干擾波視速度和頻率的差異進(jìn)行信噪分離,采用F-K域?yàn)V波方法分離出相關(guān)干擾,然后再用相關(guān)時(shí)移法來(lái)估算剩余部分有效信號(hào)的能量,最后用有效信號(hào)與全部干擾(包括相關(guān)干擾和隨機(jī)干擾)的能量之比估算信噪比,分析結(jié)果可對(duì)比性更強(qiáng)。
地震記錄可以在多個(gè)域內(nèi)顯示,如共炮點(diǎn)域、共檢波點(diǎn)域、共中心點(diǎn)域、共偏移距域。單炮記錄只是在共炮點(diǎn)域?qū)ぐl(fā)效果進(jìn)行了監(jiān)控。在共炮點(diǎn)域,每個(gè)地震道只是對(duì)一個(gè)檢波器(或檢波器組合)的檢波能力進(jìn)行了一次考查,顯然僅憑這一次是不能完全代表檢波器的檢波能力。而在共檢波點(diǎn)域,每個(gè)檢波器(或檢波器組合)接收來(lái)自多個(gè)炮點(diǎn)的信息,對(duì)檢波器的檢波能力可以進(jìn)行多次觀測(cè),從而統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果能更加全面地反映了檢波器的工作狀態(tài)。
本文針對(duì)西部地區(qū)資料特點(diǎn),做了以下工作:
1 提出了一套新的物理點(diǎn)位置監(jiān)控方法;
2 拓展了監(jiān)控面,從炮集到共檢波點(diǎn)道集,分析結(jié)果更全面,適合于西部地區(qū)資料變化快的特點(diǎn);
3 自相關(guān)函數(shù)、統(tǒng)計(jì)子波、FK信噪比估算法應(yīng)用到質(zhì)量監(jiān)控中,豐富了監(jiān)控手段,優(yōu)化了部分算法。
實(shí)際應(yīng)用表明,上述研究成果在西部地區(qū)地震資料監(jiān)控中發(fā)揮了重要作用。
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