震源施工中的质量监控

震源施工中的质量监控
作者：付胜利倪卫明
来源：《科学与财富》2015年第10期
摘要：在可控震源的施工中，严格的质控可控震源的各项指标是十分重要的。

保证震源的各项指标参数，每天都要符合要求，对于野外采集，以及后续的资料处理是重要的一个环节。

关键词：地震记录；可控震源；一致性；Pilot sweep
引言
随着物探行业的发展，施工区域的扩大，地表条件越来越复杂，物探施工的难度也变得越来越大。

在某些地区采用的井炮施工始终不能满足地质上需要，主要是打井深度难以达到。

比如，在沙漠地区，由于地表以下都是沙土组成，潜水面很深，打井非常困难。

在戈壁区，地下又都是砾石、沙土，打井时经常发生漏井，井壁塌陷，导致无法下药。

为了解决这个问题，人们采用可控震源施工，即解决了井深达不到要求，又提高了效率的难题。

随着经济的发展，人们的安全和环保意识不断加强，井炮需要使用炸药，对地下水不可避免的造成污染，并且炸药是危险品，存在安全隐患，有时候在一些不安全的地区和一些安全形势动荡的国家，可能还会被一些恐怖分子利用，鉴于以上种种不利因素，震源的优势得到大家的认同。

但震源资料总体来说不如井炮，如何提高震源施工质量，得到满意的地质资料。

震源施工中的质量监控就显得尤为重要。

如何控制可控震源施工的质量呢？我从野外资料现场处理的角度谈谈自己的经验：
1、在可控震源施工中，一致性测试是很重要的。

一致性测试的主要目的是比较震源输出力信号与相关参考信号。

它是检查可控震源与震源控制系统性能的有利工具，通过对测试结果的分析，可以发现震源及其控制系统存在的问题，及时排除问题，保障震源施工质量。

在每天施工前，都要做震源一致性，是保证每一台震源在同一时间的极性一致，是控制质量的先决条件，分为有线一致性和无线一致性。

每天开炮前必须做一次无线一致性，有线一致性可以一周做一次。

使每台震源必须达到标准，避免震源发生启动延迟。

图1
震源的一致性如上面图1所示，图中的五条曲线代表五台震源，是同时和一个真参考信号相比较的结果。

在任一时间上，或者说在启动零计时线的时候相位必须一致，如上图1中所示。

否则，该台震源不合格，不能投入施工。

2、监控仪器的pilot sweep辅助道。

野外单炮的另外一个指标是震源记录中有一个辅助道，叫pilot sweep真参考的扫描信号，是由仪器上的扫描发生器产生的一个类似正弦波的参考信号，可以是升频或者降频，是一个从零记时线启动的一个仪器信号。

如下面图2所示：
图2
为了监控仪器正常触发，避免早启动或延迟，我们对Pilot sweep信号本身进行自相关运算产生的一个自相关子波，它是判断震源记录是否进行相关运算和地震记录的一个重要指标。

原始的辅助道 pilot sweep自相关信号是从零记时线启动，是半个子波显示。

例下面图3：
图 3
为了便于比较和监控，我们人为的把pilot sweep 自相关信号延迟到100ms，显示一个完整的子波。

在下面图4中的100ms脉冲信号，就是pilot sweep的自相关信号。

图4
这个信号的正确与否，直接影响到能否得到正常的单炮记录。

如果自相关信号出现错误，即假如某一炮没有自相关信号，说明这一炮的扫描记录没有进行相关运算，那么记录的地震记录就会不正常。

下面图5是一个不正常的单炮记录，图6是pilot sweep和它的自相关信号，由于自相关信号不正确，仪器产生的地震记录也出项异常。

图 5
图 6
（图中右边第一道是 pilot sweep的自相关信号，此信号异常）
图 7
在仪器排除问题以后，震源重振，得到正常的地震记录，如图7所示。

从图6和图8可以看出，图6的自相关信号没有进行自相关运算，没有产生自相关子波，所以得到的地震记录，图5所示也不对。

正常的自相关信号如图8所示。

因此，pilot sweep的自相关信号也是质控地震记录的指标之一。

3、震源的施工和井炮一样，也会出现早启动和记录的延迟。

这时候就要严格监控记录中的自相关信号，仪器上的pilot sweep的自相关信号定在100ms显示，自相关信号子波的极值点正好对准100ms上，它的极值点的值如果大于100ms，表示地震记录延迟，极值点的值小于100ms意味着地震仪器过早启动，相当于井炮的早爆，记录的初至时间将变大或者变小，直接影响到将来的地震资料处理和解释。

所以，我们每天都要质控回来的单炮记录，及时反馈给仪
器、可控震源组、野外班组，采取相应的措施。

图9是多个单炮的自相关信号子波显示，显示的极值点都在100ms，相位没有发生上下漂移现象，说明这些炮记录正常。

图 8
（图中右边第一道是Pilot sweep的自相关信号，信号正常）
图 9
4、结论与建议
野外质量监控是一个复杂的、需要各个班组相互配合的作业流程，涉及到地震仪器、震源、野外排列和室内资料分析等环节，在各个环节中技术工程人员所关注的角度不一样，手段不同，但目的都是保障每一个环节都要正确无误，符合技术指标。

可控震源施工流程较为复杂，质量监控的方面很多，但应重点关注仪器和震源的工作状况，可以利用图表对震源状态统计进行评价分析和预测，同时还应根据获得资料的频率，能量和信噪比对资料进行评价。

上面只是我从地震数据的现场处理方面进行的室内分析，质量监控的一些操作经验。

施工质量的控制、提高，需要地震队伍的各个班组紧密配合，相互协调，共同把好质量关。

■
参考文献
新地震勘探原理作者：陆基孟王永刚等 2009.2
Sercel公司 VE432 培训手册作者：Pascal Collec等
作者简介：
付胜利（1968-），工程师，1991年毕业于石油物探学校，2010年毕业于石油大学（华东），一直从事物探采集及数据处理工作。