地震资料采集中的最大干扰距离计算

第!"卷第#期$%%&年#月
石!油!物!探
'()*+,-./01*2)-*(/3.4'5)2*(32)1(67
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收稿日期 $%%"%"%&"改回日期 $%%"%&$##
作者简介 曹务祥$#@A A%&!男!高级工程师!现主要从事地震资料
采集方法研究工作#
文章编号 #%%%#!!#$$%%&&%#%%@%%!
地震资料采集中的最大干扰距离计算
曹务祥
中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司 河北涿州%&$&A#
摘要 在$个或$个以上的地震队同时在一个地区进行野外地震资料采集的情况下!一个地震队所激发的地震波往往会干扰另一个地震队所接收的地震信息#这就引出一个最大干扰距离的概念!即一个地震队激发的地震波能量不被另一个地震队所接收的最短距离#很明显!最大干扰距离与震源类型和激发条件有关#讨论了最大干扰距离计算的方法原理!即利用实际地震资料!计算炮记录各道的均方根振幅!利用幂函数拟合得到振幅随炮检距变化的衰减曲线!结合背景噪声记录的均方根振幅!求出最大干扰距离#在伊朗07`工区的三维地震勘探中!中国和伊朗的$个地震队同时在这一区域进行地震资料采集工作!为了避免出现相互干扰的情况!利用上述方法分别计算了炸药震源和可控震源的最大干扰距离!并进行了采集试验#结果表明!当$个队施工的距离大于最大干扰距离时!同时进行资料采集不会产生相互干扰!由此说明以上方法是合理可行的#
关键词 伊朗07`工区"资料采集"震源类型"激发条件"能量"振幅"干扰距离
中图分类号 *"B#;!文献标识码 0
!!伊朗07`工区位于伊朗南部`Z9R G F V=>省0Z Y=R市以东!由`N K=:!7=O N>和0\Z=e=O E等B 个勘探区域组成!地表类型主要有农田'林区'丘陵和山地!障碍物主要有村庄'炼油厂'管线'加油站和河流#该区地质上属于挤压应力区带!因此形成了一系列与断层有关的背斜构造!其中包括0\Z=e=O E!`N K=:和7=O N>构造单元!呈北西%南东走向展布$图#&#
图#!07`工区地质构造
07`工区满覆盖面积$!?$;"]S$!中国地震队采集#$!B;B A]S$!共##%#""炮"伊朗地震队采集#$B@;$A]S$!共#%&$#!炮#观测系统采用"炮#%线!总道数为#@$%!炮线距和检波线距为B%%S!炮点距和检波点距为A%S!覆盖次数为?%#采用炸药和可控震源$种激发方式#炸药震源激发因素*单井激发!井深#?S!药量"]\#可控震源激发因素*扫描频率为?!?%+R!扫描时间为#!F!记
录时间为&F!驱动幅度为&%T!扫描斜坡为#F#最大干扰距离指的是由一个地震队所激发的地震波能量能被另一个地震队所接收的最大距离!也就是记录能量小于背景噪声的地震波传播长度#当$个队的施工距离小于最大干扰距离时!一个地震队激发的地震波会被另一个队所记录!造成相互干扰#因此!需要定量计算出最大干扰距离#地震波在地下介质中传播时!其能量是呈指数曲线衰减的#
那么!从激发时刻开始地震波传播多远!其振动能量才能小于背景噪声的能量!对另一个队的资料采集不造成影响呢6我们根据地震波的传播特点!给出了利用实际资料定量求取最大干扰距离的方法(#!B)#
#!方法原理
根据在传播过程中地震波的能量呈指数衰减这一特征!可以利用实际资料采用统计分析的方法建立地震波能量与传播距离的关系!从而求取最大干扰距离#其过程大致分为如下三步*
#&求取实际资料的均方根振幅W O S F#求取公式为
W O S F##
/
$#&
式中*W
'
为瞬时振幅"/为样点个数#利用实际资
料!在一定的时窗范围内!根据公式$#&!求取每道的均方根振幅!各道均方根振幅的变化反映了地震波能量随距离的衰减关系#
在原始记录中往往存在一些速度低'能量强的低频干扰!影响有效信号能量的计算结果!因此!应首先对原始资料进行去噪处理#但对原始记录不能做任何类型的均衡处理!以免破坏地震道之间原始的振幅关系#此外!资料采集时设置的前放增益应在解编时予以解除!否则必须保证原始记录和背景噪声记录的前放增益一致!$种记录的相对能量关系不变#图$是经过低频滤波$?!#?!$%%!$A%&后的单炮记录!低频面波得到了很好的压制
#
图$!低频滤波$?!#?!$%%!$A%&后的单炮记录
!!$&拟合求取能量衰减曲线#根据均方根振幅随
炮检距变化的趋势!选取合适的拟合公式!以拟合误
差最小为准则!求出较为准确的能量衰减曲线#
根据07`工区的数据特点!我们选取
K#L!H$$&
作为拟合曲线公式#式中!K为均方根振幅!!为
炮检距#
在求出的均方根振幅中!存在一些由地面特定
干扰引起的异常振幅$野值&!这些异常振幅比相邻
点的振幅高出几倍或几十倍!影响拟合曲线的形态
和精度#处理这些异常振幅的方法一是去除!二是
用相邻道内插结果替换(!)#
图B!均方根振幅$兰色&和拟合的能量衰减曲线$红色&
图B给出了均方根振幅曲线以及拟合的能量
衰减曲线#其中拟合公式为*
K#$%##!&!-%P""&$$B&
B&结合背景噪声求取最大干扰距离#利用公
式$#&求取背景噪声的均方根振幅!并以此作为约
束!再利用拟合公式求出最大干扰距离#一般来
讲!当地震波能量强度小于背景噪声的能量强度
时!就可以认为炮检距超过了最大干扰距离!此时!
$个同时施工的地震队就不会彼此干扰#为了保
险起见!有时先将背景噪声的均方根振幅乘以一个
小于#的数!然后再利用拟合公式求取最大干扰距
离#在统计干扰记录的均方根振幅时!同样也要去
除由地表引起的非随机性干扰道#
图!给出了07`工区实际地震记录和背景
噪声记录的均方根振幅曲线#经统计!背景噪声记
录的能量强度约为$%%$合!A L C&#在公式$B&中!
取K#$%%!求得07`工区的最大干扰距离
为B#
"B$S#
图!!地震记录和背景噪声的均方根振幅
+
#
@
+
第#期曹务祥P地震资料采集中的最大干扰距离计算
$!应用效果
选择07`工区一张正常的炮记录和一张背景噪声记录!首先去除固定增益和野值!并进行低频滤波"然后利用公式$#&分别求取正常记录各道的均方根振幅和背景噪声的均方根振幅"最后利用公式$B
&求取最大干扰距离#经计算!炸药震源的最大干扰距离为B #]S !可控震源的最大干扰距离为$A ]S !这说明可控震源的激发能量小于炸药震源#分别在炮检距
B B ]S 和$?]S 处进行了测试!
结果表明!利用上述方法计算的最大干扰距离是正确的#
图A 为炸药震源与排列相距B B]S 的试验记录#图A =是一个队放炮另一个队接收的地震记录!图A D 是背景噪声记录$记录长度为B %F !由于记录太长!其显示面貌与正常记录不同!但并不影响$张记录能量的对比&#由图可见!地震记录的能量很弱!与背景噪声记录的能量相当!地震波能量远远小于背景噪声的能量#由此说明!采用炸药震源时!只要$个队的施工距离大于最大干扰距离$B #]S &
就不会产生相互影响
#
图A !炸药震源与排列相距B
B ]S 的记录=地震记录"D 背景噪声记录
!!图"为炸药震源与排列相距$
?]S 的记录#由于炮检距小于最大干扰距离$B #]S &!在地震记录$图"=
&中明显存在着有效波的成分!其面貌完全不同于背景噪声记录$图"D &!从而说明当$个队的施工距离小于最大干扰距离时!会产生相互干扰
#
图"!炸药震源与排列相隔$
?]S 的记录=地震记录"D 背景噪声记录
!!图&为可控震源与排列相隔$
?]S 的记录#由于炮检距大于可控震源的最大干扰距离$$A ]S &
!地震波的能量$图&=&要明显低于背景噪声的能量$图&D &#也就是说!采用可控震源施工时!只要$个队施工的距离大于最大干扰距离$$A ]S &!就不会互相影响#
+
$@+石!油!物!探第!"卷
图&!可控震源与排列相隔$?]S的记录
=地震记录"D背景噪声记录
B!结束语
伊朗07`工区三维地震勘探由$个地震队联合进行野外地震资料采集!由于工区的表层条件'气候条件以及两队在工作安排和生产进度上存在差异!有时会出现$个队相邻施工的情况#通过计算地震资料的均方根振幅!拟合出地震波能量随炮检距变化的衰减曲线!结合背景噪声!计算出最大干扰距离!有效地指导了两个队的生产安排!提高了生产效率#事实证明!利用实际资料定量计算最大干扰距离的方法是正确的!有一定的实用价!!!!值!可以推广应用#
参!考!文!献
#!陆基孟;地震勘探原理(7);北京*石油工业出版社!
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$!伊尔马兹;地震数据处理(7);黄绪德!袁明德译;北京*石油工业出版社!#@@!;#!&!#"#
B!何樵登;地震勘探原理和方法(7);北京*地质出版社!
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!!0]E`!2E M Z=O L F*';g N=>V E V=V E W G F G E F S9:9\[!V Z G9H O[=>LS G V Z9L F(7);-=>5O=>M E F M9*Q+5O G G S=>=>L /9S K=>[!#@?%;#!@B
编辑 戴春秋
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参!考!文!献
#!张永刚;地震波阻抗反演技术的现状和发展(<);石油物探!$%%$!!#$!&*B?"!B?@
$!/9>>9::[*;(:=F V E M E S K G L=>M G(<);3Z G1G=L E>\(L\G!
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B!甘利灯!赵邦六!杜文辉等;弹性阻抗在岩性与流体预测中的潜力分析(<);石油物探!$%%A!!!$A&*A%!!A%? !!王保丽!印兴耀!张繁昌;弹性阻抗反演及应用研究(<);地球物理学进展!$%%A!$%$#&*?@!@$
A!2=F S N F F G>`C;-E S N:V=>G9N F F G E F S E M E>W G O F E9>(<);
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F G E F S E M M=F G Z E F V9O[N F E>\V Z G'G9F V=M]V G M Z>E^N G(<);
'G9K Z[F E M F!#@@!!A%*#B"$!:B&"
?!黄伟传!武恒志!李子锋等;东营凹陷辛#A!井区三维
地震资料多井约束反演及储层预测(<);石油物探!
$%%!!!B$A&*!""!!&%
@!安鸿伟!李正文!李仁甫等;稀疏脉冲波阻抗反演在,b 油田开发中的应用(<);石油物探!$%%$!!#$#&*A"!"% #%!孟宪军;复杂岩性储层约束地震反演技术(7);山东东营*中国石油大学出版社!$%%";"?!&$
##!印兴耀!袁世洪!张繁昌;从弹性波阻抗反演中提取岩石物理参数(0);见*中国石油学会物探专业委员会及
美国地球物理学家学会;/*-,-('$%%!国际地球物
理会议论文集(/);北京*/*-,-('$%%!国际地球物
理会议!$%%!;A B?!A!$
#$!刘成斋!冉建斌!杨永生等;稀疏脉冲和基于模型反演在王家岗沙四段砂岩油藏精细勘探中的应用(<);石油
地球物理勘探!$%%$!B&$!&*!%#!!%"
#B!孟宪军!慎国强!王玉梅等;叠前080地震纵横波阻抗同步反演技术研究(<);石油物探!$%%!!!B$增刊&*
A B!A A
编辑 朱文杰
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第#期曹务祥P地震资料采集中的最大干扰距离计算。