可控震源地震采集技术的进展

可控震源地震数据采集方法可分为常规采集、高效采集及高保真采集三大类。常规采集方法通常是指只采用一组可控震源作业,通过互相关处理获得共炮点道集;高效采集方法是指采用两组或多组可控震源间隔一定时间或同时施工,同样,通过互相关处理获得共炮点道集;高保真采集方法是指采用一台或多台可控震源在彼此间隔一定距离的不同炮点同时振动,采用地面力信号反褶积获得共炮点道集。结合实例分析,对比三类方法特点,可得到两点结论:①可控震源高效采集方法使数据采集作业效率大幅度提高、施工周期明显缩短,进而降低了勘探成本;②可控震源地震数据采集技术的发展方向是高效采集与高保真采集方法相结合,从而实现低成本、高精度及高保真度地震勘探作业。     

可控震源高保真地震数据采集方法

可控震源高保真地震数据采集(HFVS)是通过从记录的震源驱动信号中分离出单台震源记录信号来实现多个震点同时进行数据采集的方法,通过增加绝对频带宽度、减少相关子波边叶畸变以及预置较稳定子波来提高震源数据分辨率。在地震采集施工中,使用HFVS方法所记录的数据量要显著高于常规方法,同时,HFVS方法利用震源驱动信号来对数据反演也大大提高了震源间的一致性和相位的稳定性,减小了信号中因谐波引起的幅值畸变。     

采用428XL仪器实现高保真可控震源三维地震采集

428XL地震仪器系统成功实践了一种新的可控震源施工技术和方法——高保真可控震源采集技术（HFVS）。本质上，HFVS技术是以采集到的每台震源实际运动的信号来进行数据反演，替代了传统的以参考信号进行的互相关处理，从而有效地减少了谐波畸变对地震资料品质的影响。在实际施工时，HFVS技术采用多台震源以不同初始扫描相位同时激发，再将采集到的地震记录进行分离处理得到每台震源的大地脉冲响应，实现了高效采集条件下的可控震源单点激发。本文详细介绍了HFVS技术的基本原理，总结了高保真可控震源采集的施工特点及其对仪器采集设备的要求，并通过实例，介绍了利用428XL仪器先进的技术性能实现高保真可控震源三维地震采集的方法和经验。     

仪器数据道和辅助道不同步问题对地震资料的影响分析

针对可控震源采集时辅助道参考信号的延迟问题,本文分析了仪器记录和震源启动的同步原理,说明辅助道参考信号延迟其实是数据采集超前记录引起的,利用实际数据模拟分析了参考信号延迟对相关后单炮记录初至时间、能量、频率的影响,总结了识别和解决地震数据采集与辅助道参考信号不同步的方法,对野外技术人员发现和解决该问题具有实际意义。     

高保真可控震源采集能量分析

高保真可控震源采集技术最大的特点之一就是把多台震源多次扫描得到的叠加记录经过分离算法转化成常规意义上的单台震源激发记录。该方法减少了震源之间的组合影响,保证了资料的相对精度。但由于激发能量的限制,在实际的地震资料采集中很少采用单台震源激发,而是普遍采用组合激发。所以要推广高保真可控震源采集技术的应用,就必须对高保真记录的能量进行分析,研究该技术的应用条件和范围。通过不同台次高保真技术的采集试验和资料分析,总结了震源台次和能量之间的关系,认为进行可控震源高保真采集就必须确保单台震源激发的最大能量能满足资料采集的要求。     

可控震源的发展状况

本文介绍了近几年中国石油东方地球物理公司的可控震源在国内外的应用情况,以及在国外可控震源施工中应用的新技术,包括可控震源DGPS应用技术、局域网和激发源驱动技术、交替扫描施工技术、滑动扫描施工技术、可控震源高保真地震数据采集技术（HFVS）等;分析预测了可控震源在未来地震勘探施工中的发展前景。     

力信号反褶积运算对于提高地震资料保真度的研究分析

提取可控震源单炮记录时,通常根据参考信号与母记录(原始地震记录)的互相关运算结果来压缩可控震源单炮记录长度。震源机械、液压系统以及平板和大地耦合的非线性特征导致可控震源单炮记录存在谐波畸变,虽然谐波能量相较于基波能量较弱,但仍对地震资料的保真度存在一定程度的影响。将提取的力信号作为反褶积算子与母记录进行反褶积运算,压缩地震子波,提高地震资料的信噪比和分辨率,以获取不含谐波干扰的地震记录。对比分析模型正演和实际地震数据处理中参考信号、震源力信号和近场力信号与母记录互相关和反褶积运算后的地震记录可知,将力信号作为地震子波与母记录进行反褶积运算,既可以避免谐波干扰,又可以提高深层地震资料的保真度,因此分离后的单炮记录能够更真实地反映地下地层反射系数序列的脉冲响应。     

利用近可控震源检波器资料提高单炮相关质量

可控震源地震采集是利用参考信号与母记录进行相关得到地震单炮记录,且两种信号相关性越强则相关结果越好。可控震源激发的参考信号通过震板振动传递给地表,因震板与地表存在耦合关系,导致震板激发振动信号与地表接收振动信号并不完全相等,故利用参考信号与母记录做相关难以得到最佳相关结果。基于此,提出一种利用距可控震源较近(约为15m)检波器记录到的地表振动信号与母记录进行相关的方法;经过实际资料验证,该方法可有效提高相关单炮记录的信噪比和分辨率。     

可控震源地震勘探中的数值模拟法应用

可控震源激发信号的设计和选择直接影响资料的信噪比。通过对比不同震源信号激发的实际单炮记录选取最佳激发信号的常规方法成本较高。本文基于地震勘探基础理论,通过信号自相关提取不同震源信号的子波,将该子波与实际反射系数做褶积运算,进而通过分析、研究所得数值模拟地震道记录评判激发信号的优劣。由于不受其他因素的影响,数值模拟结果直观而单纯地反映了不同震源信号对地震资料的影响,所得结论可靠。在WLH探区的实际应用效果表明,该方法能为可控震源信号的设计提供现实指导。     

利用自适应迭代多级中值滤波法分离海上多震源混合波场

多震源激发技术可提高海上地震勘探作业效率,但其混合波场的分离是影响成像的关键因素。伪分离记录中次震源波场在共炮集域之外的其他时域中呈现与主震源波场不同的随机分布特征。本文采用自适应迭代多级中值滤波去噪法以实现海上多震源混合波场的分离,迭代过程中通过自适应减小中值滤波窗口逐步提取波场细节信息。海上实际多震源采集混合炮集记录的波场分离结果表明,分离后的各震源单炮记录清晰,频谱特征相近,证实本文方法具有很好的实际应用价值。     

地震数据采集现场实时输出附地质层位单炮记录的智能方法

通过VSP、合成记录对地震剖面进行地质层位标定,是常规地震资料解释的重要环节,且已有成熟的方法和标准;对单炮记录的层位标定方法尚属空白。在地震数据采集现场,通常采用“相面法”分析评价单炮记录质量,但对单炮记录上反射层同向轴对应的地质层位并不清楚,从而影响对单炮记录质量的科学合理评价。本文通过建立“埋时T_0u图、地质层位、地形、炮点坐标”四维地震数据体,应用“地震单炮记录地质层位智能快速标定方法”,即依据观测系统进行地震采集,每放一炮,计算机自动输出带地质层位的单炮记录,有助于分析目的层的反射能量和信噪比,实时监控单炮记录质量,从而确保采集到高质量地震数据。     

叠前深度偏移地震记录直接模拟方法

叠前深度偏移是高精度地震勘探技术的重要组成部分。为了在研究中高效获取叠前深度偏移的理论成像结果,避免炮记录正演、常规处理和偏移等一系列繁琐的流程,提出了一种叠前深度偏移记录的直接模拟方法。该方法无需经过波场正演和偏移处理,直接使用子波信息、观测系统参数和射线路径信息在波数域构建点扩散算子,根据速度模型和反射率生成理论成像结果。该方法简单、高效,成像结果精度高。利用该成像结果,可以快速检测观测系统存在的问题和地震数据的质量,为优化观测系统参数和评价成像质量提供参考,为地震解释提供佐证,能够满足采集、处理和储层解释等方面的研究需求。     

自适应单频干扰波识别与消除方法研究

在地震数据采集中,如果测线上方有高压输电线通过,记录中就会出现50 Hz左右的强单频干扰波.这种干扰波从浅层到深层频率、相位和振幅基本保持不变,因此,采用频率域压制方法很难完全将其消除干净,且会伤害到有效信号.但可以在时间域采用同频率不同振幅的正弦函数和余弦函数的组合来逼近这种单频干扰波,并从地震记录中将其减去,达到消除这种干扰波的目的.本方法的最大优点就是能够有效地消除干扰波,而不伤害干扰波附近的有效信号,从而提高单频波频率分量附近数据的信噪比.实际数据试算结果表明该方法有效可行.     

宽线技术在下扬子地区页岩气勘探中的应用

下扬子地区广泛分布的泥页岩有机碳含量高,是页岩气勘探的有利区域。但该区构造复杂,地层褶皱发育,地震资料信噪比低,成像质量差,造成页岩气勘探、开发难度大。基于对工区现有资料的分析,通过正演模拟对采集参数进行精细论证,设计出宽线（3线2炮,60m炮距）大组合（Crossline方向）地震数据采集方法,所采集资料信噪比大幅提高,有效反射的波组特征明显,构造清晰,剖面品质提高。模型正演和实际应用都证明该方法是下扬子构造变形区提高地震资料信噪比、改善成像效果的适用技术。     

基于最小偏移距分选的地震数据采集质量监控新方法——以沙特Berri工区三维项目为例

在海陆过渡带三维勘探项目的野外施工过程中,通常采用常规的线性动校正或直接核对炮点的方法来检查单炮是否发生偏移,但是,这种监控手段工作效率低下且监控质量得不到保证。介绍了一种基于最小偏移距分选的地震数据采集质量监控方法,基本原理是:将初至拉平,观察是否存在初至起跳异常,从而确定是否存在炮点偏移。在沙特Berri工区三维地震数据采集过程中,首先在放炮时采用GPS导航系统,在导航系统监控软件界面上监测炮点偏移情况,初步控制炮点误差;然后利用基于最小偏移距分选方法对地震数据采集质量进行监控,并对炮点和检波点偏移误差进行分析和检查。应用结果表明该方法能精确地检查炮点和检波点偏移情况,有效地提高了地震资料采集质量。     

小波波阻抗反演

本文利用小波技术中的Ｍａｌｌａｔ算法进行奇异性检测,以确定地震记录的突变点。采用小波函数模拟初始子波,并通过极大似然估计优化子波和反射系数,再由反射系数推算波阻抗界面。最后,用理论模型和地震数据进行了数值计算,效果很好。     

物理模型数据采集数控放大器的设计及应用

:研究复杂介质地震波传播特征有效而直接的方法是地震物理模拟。目前地震物理模拟数据采集采用的是固定放大增益技术。在地震物理模型实验系统中，前置放大是提高弱反射信号的重要器件。在复杂地质条件下，地震勘探浅层与深层或近炮远炮间的地震反射信号能量相差很大，即地震信号的动态范围较大，固定增益的放大器满足不了深层或远炮间的信号分析。基于这个原因设计的可变增益前置放大器有一定的实用性。