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。     

可控震源高保真采集数值模拟及炮集分离

可控震源高保真采集(HFVS)方法利用多震源在多位置同时激发,大大提高了地震数据采集效率。但多震源同步激发,增加了记录的相邻干扰,降低了资料信噪比,原始记录需要进行炮集分离后才能应用。采用可控震源激发的线性扫描信号模拟高保真采集(HFVS)技术进行的二维地震数据采集,对震源信号进行相位编码,正演模拟多张混叠记录。利用震源检测信号以及地震记录获得震源与各检波点之间对应物理路径各频率点处的传输函数,并将传输函数作用于各震源检测信号,即可得到分离后的单炮地震记录。对比炮集分离结果与单炮正演模拟结果可以看出,远炮点道和近炮点道的分离效果都较好,且远炮点道的分离效果好于近炮点道。     

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。     

子波一致性校正方法在地震资料处理中的应用——以伊朗Kashan区块为例

在地表条件复杂多变地区的地震勘探中，由于表层结构横向变化大，野外地震资料采集通常采用多种震源的交互施工方式，造成不同震源激发的原始单炮资料品质差异较大。为消除差异，常规处理多采用频率匹配、振幅匹配和反褶积等方法来调整不同震源单炮资料的频率和相位关系，但这种处理方式效率很低，甚至会影响叠前处理的效果。为此，对利用子波一致性校正消除不同震源原始单炮资料品质差异的方法进行了探讨。阐述了子波一致性校正方法的基本原理，即以振幅一致性校正为基础，根据反射系数一致性原理，利用Robinson褶积模型，通过相同位置接收不同震源激发得到的2种原始单炮资料的内在关系，设计匹配子波滤波器。伊朗Kas—han区块勘探程度较低，地表条件复杂多变，野外采集采用了可控震源和炸药震源激发方式。在资料处理中，采用了子波一致性校正方法，较好地解决了炸药震源与可控震源激发单炮资料品质差异大的问题。     

基于初至信息的可控震源和炸药震源地震资料匹配滤波技术

复杂地表条件下炸药震源和可控震源联合激发时,两种震源采集的地震资料存在明显的相位差异,处理中经常采用极性反转或相位调整的方法去解决,但是得到的处理结果精度不高,一致性处理效果不理想。提出了基于初至信息的可控震源资料匹配滤波技术,基本思想是对同位置激发的炸药震源和可控震源单炮记录分别进行初至拾取、拉平、叠加、子波提取处理,利用两者初至子波差异求取匹配算子,然后将匹配算子与可控震源记录褶积,完成可控震源采集数据的匹配滤波处理,实现两种震源资料的相位一致性。实际资料应用结果表明,相对于常规的极性反转或相位调整,该技术具有更好的一致性处理效果。     

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。     

LFV3低频可控震源技术与应用效果

低频可控震源是在常规可控震源基础上通过对振动器、液压系统部分进行全新设计发展起来的一种新型地震信号激发设备,它突破了传统可控震源在激发低频地震信号的技术瓶颈,实现了低频振动信号的激发。在实际应用中也展示了低频地震信号对地质效果的改善,使低频地震勘探技术得到实际验证。     

羌塘盆地可控震源采集试验分析

在北羌塘坳陷的托纳木—笙根地区和南羌塘坳陷的隆鄂尼—鄂斯玛—玛曲地区分别进行了常规可控震源、低频可控震源、大吨位可控震源激发因素试验及高密度、高覆盖、宽线地震采集因素试验。试验结果表明最佳激发因素为:常规可控震源振动台次3台1次,驱动幅度70%,扫描频率6~84Hz,扫描长度18s;低频可控震源振动台次2台1次,驱动幅度60%,扫描频率1.5~84Hz,扫描长度16s;大吨位可控震源振动台次2台1次,驱动幅度70%,扫描频率6~84Hz,扫描长度16s。尽管可控震源单炮记录无法与炸药井炮相比,但应用高密度高覆盖可控震源采集技术仍能获得质量优于或相当于井炮的原始数据。采用高密度—高覆盖—宽线可控震源采集技术,在羌塘盆地首次获得了可用于地质构造解释的较高质量地震数据。     

疏松地表对震源信号的影响与施工方法的改进

在疏松地表地区，可控震源及其与地表的耦合问题是引起振动信号畸变的主要因素。振动信号的畸变包括振幅畸变和相位畸变，这些畸变会降低相关信号的质量，而相位畸变对相关信号的影响尤为严重。在伊朗AMK三维工区，从表层条件、震源质量控制参数（重点讨论了平均相位和峰值相位）、不同相位延迟下相关信号的变化，以及相位与相关信号质量的关系几方面，对相位畸变产生的原因以及对相关信号质量的影响进行了探讨，提出了降低相位畸变程度和改善相关信号质量的措施。实际资料分析表明，在速度较低的疏松地表地区，振动信号容易发生畸变，使相关信号的旁瓣增大，而引起畸变的主要原因是可控震源与疏松地表之间的耦合问题。为此，提出了增加一次空振的扫描方式，即第一次振动的扫描信号不予记录，而是压实地表，改善可控震源与疏松地表之间的耦合关系，然后再按常规方式进行震源扫描。实际应用结果表明，该方法使记录质量得到了较大的改善，分辨率和信噪比都得到了提高。     

可控震源地震数据初至时间拾取方法

如今中国境内可控震源勘探作业大多采用扫描信号与地震仪器接收信号进行互相关方式获取共炮点道集数据,这一过程通常在野外地震仪器系统上通过硬件完成。对于互相关单炮记录,相关噪声的存在降低了初至波的信噪比,需对单炮记录进行最小相位化处理后拾取初至时间;采用扫描信号或地面力信号对振动记录做反褶积处理,能改善初至波信噪比,使初至起跳更加干脆,从而可提高初至时间拾取精度和静校正精度。在低信噪比地区,宜采用人机交互方式拾取初至,通过改变显示方式等改善初至起跳效果,以提高初至拾取精度和静校正精度。     

利用可控震源谐波提高地震数据分辨率

由于可控震源机械系统的非线性等因素造成子波中包含谐波畸变,在相关后成为噪声进而降低地震资料质量,所以可控震源谐波通常被当作噪声进行去除。实际上谐波包含基波所不具有的频率成分,将其用于展宽地震记录的频带,既能提高采集资料的分辨率,又能改善信噪比。为此本文首先分析谐波信号的理论表达,并提出谐波应该被看作有效信号的观点,然后扩展了纯相位滤波器(PPSF)方法并用于谐波信号的分离,最后对分离后的谐波记录分别进行相关并叠加得到最终记录。理论和实际资料的测试结果说明了该方法的有效性。     

利用BirdDog系统实时记录震源振动特征信号

BirdDog是SeismicSource公司研制开发的,主要用于可控震源独立加速度表测试的质量控制系统。本文介绍了利用BirdDog的数据采集功能,实时显示记录可控震源振动特征信号、TB时间、炮点坐标等信息的方法,并验证了这些存储信息的可靠性。为可控震源高效采集作业时存储震源振动特征信号提供了一种新方法。     

滑动扫描可控震源地震数据谐波干扰的消除方法

滑动扫描技术由于缩短了相邻两炮的滑动时间,使得采集效率得到很大提高,同时也使得后一炮中的谐波畸变对前一炮的基波产生影响, 降低了地震资料的质量。对扫描信号进行时频分析,利用基波及谐波相关后的特征,设计出提取谐波的算子。将该算子作用于相关前原始地震 记录,可以提取记录中的高阶谐波。实际资料处理前、后的时频分析验证了该方法的效果。     

可控震源滑动扫描谐波干扰压制方法

可控震源滑动扫描是高密度地震勘探中的一种高效采集技术,但它在大幅度提高野外地震数据采集作业效率的同时,其固有的谐波干扰也严重地影响了地震资料品质。目前常用的滑动扫描谐波干扰压制方法是模型法,即基于震源力信号设计谐波预测算子,求取相关后记录中的谐波干扰,将求得的谐波干扰从被干扰区域中剔除。然而在实际地震数据采集中由于设备等原因往往缺失震源力信号,因此无法应用模型法压制谐波。本文基于准噶尔西北缘玛西1井三维震源力信号的实际数据,尝试应用独立同步扫描邻炮干扰压制方法滤除滑动扫描资料上的谐波干扰,取得了令人满意的处理效果。     

谐波畸变特性分析

由于震源的机械装置和振动装置的非线性振动以及振板与大地的耦合等问题，在震源向地下输入能量的同时，也产生了谐波畸变。这种畸变以扫描信号频率范围的倍数出现，分别叫做2次谐波、3次谐波和N次谐波。这些谐波混杂于原始记录当中．形成了干扰波，降低了资料的信噪比。谐波干扰除了具有频率范围成倍增长这一性质之外，还有其自己的相关特性、时间特性及振幅特性。为此，从谐波干扰的特性分析人手，研究谐波干扰的分布特点及出现规律，以找出压制谐波干扰的方法，达到提高记录信噪比的目的。     

可控震源扫描信号的整形设计方法

扫描信号的相关旁瓣是影响可控震源资料质量的主要因素。在常规可控震源扫描信号的设计中,通过对扫描参数的优化选择,可以使相关旁瓣有所减少,但不能彻底消除相关旁瓣的影响。可控震源扫描信号整形设计方法根据Ricker子波无旁瓣的特性,通过整形算法设计扫描信号,使其能够满足相关子波等于Ricker子波、振幅谱等于Ricker子波频谱的要求,将整形扫描信号以文本方式提供给可控震源。以整形设计产生的扫描信号代替扫描信号发生器产生的非线性扫描信号,可以大大提高资料的信噪比。新疆某地区的试验结果表明,该方法是可行和有效的。     

二连盆地火成岩地区地震勘探采集方法研究与应用

二连盆地内许多地区的地表有大量火成岩分布．这些速度高、形状不规则的火成岩，极大地影响了地震勘探的施工效率和资料质量，制约了对下伏油气藏的认识。通过地表露头调查和小折射表层结构调查，基本了解了朝克乌拉凹陷和塔南凹陷的火成岩分布范围、岩层厚度和地震波速度等参数，研究了影响资料品质的主要因素。在此基础上，采用以可控震源为主、井炮为辅的激发方式．通过选取最佳的激发岩性、增加可控震源的振动次数和扫描长度、加密炮点等措施，改善了火成岩区的资料质量，新采集资料的信噪比和分辨率得到了明显改善，资料模糊区的范围减小．火成岩体的轮廓清楚．取得了良好的钻探效果。     

可控震源与地震资料品质的改善

米用数台可控襄源组合,增加扫描的总时间和利用相关技术是提高可控襄源地襄资料信噪比的有效方法,也是可控襄源取得成功的关健。此外,、提高可控襄源的偷出作用力,扩展激发地襄信号的频带,用振幅控制的方法增强高频信号的能量并减少反射波的动态范围和减小直达波、面波的干扰,用非线性扫描和组合补偿大地的吸收作用,减少在激发地襄信号的同时而产生的噪音,例如各种类型的非线性崎变和相位崎变,所有这些方法都是改善可控襄源地襄资料质量的不可忽视的手段。本文从理论上详细地分析了应用这些方法的意义和必要性。