地震检波器相位曲线

２０１０年７月　岩性油气藏　ＬＩＴＨ０Ｌ０ＧＩＣ　ＲＥＳＥＲＶＯＩＲＳ　ＣＥＧ会议专刊　

・地震采集・　

数字检波器在塔北地区高分辨地震采集中的　

对比分析　

张新东．韩　波　

（中国石油塔里木油田分公司勘探事业部）　

摘要：塔里木盆地塔北地区由于目的层埋藏深．使用常规提高分辨率的勘探手段不能见效。对数字检波　

器采集的资料进行分析，发现浅层原始资料主频能够得到较大提高，同时目的层反射高频也得到增强，但　

分析认为目的层增强的高频能量主要为高频随机噪声。在进行频率扫描时无法获得深层弱反射信号，数　字检波器高动态范围、高频特征相位曲线平直的特性没有得到有效应用，无法达到提高目的层分辨率的　

目的。常规磁钢检波器虽然瞬间动态范围小于数字检波器，但其有弱信号灵敏度高的特点。采用适＂－３的检　

波器组合，压制高频随机干扰，同时采用适当的激发能量，使深层高频弱反射信号在检波器瞬间动态范围　

窗口内得到增强。对比分析发现，使用常规检波器能够接收到深层高频弱反射信号，可增强本区反射信号　

的主频。　

关键词：数字检波器；分辨率；组合；塔里木盆地　中图分类号：Ｐ６３１．４　３６　文献标识码：Ａ　

随着地震勘探技术的发展，对采集数据的精度　

逐渐增高，要求采集数据具有宽频、保真、高信噪　

比、高动态范围，以便更好地识别岩性、缝洞等隐蔽　

油气藏。塔里木盆地塔北地区砂岩、碳酸盐岩目的　层埋藏较深，地震资料连续性差，追踪困难，目的层　

Ｔ０时间约３．６￣４．２　ｓ。提高分辨率地震勘探的常规　

手段并不能取得良好效果，采用数字检波器进行采　

集，能够提高地震资料的分辨率Ｈ＿２］。　

该地区近地表结构相对简单。分低速层和高速　层结构。高速层顶面为一稳定的潜水面。总体趋势　

随地势呈西南高、东北低的单斜产状；低速层一般　埋深在浮土区６～１２　ｍ处，在沙丘发育区最大埋深　

约２０　ｍ左右。低速层速度为２６０－－－５５０　ｍ／ｓ，高速层　

速度为１　６０Ｏ～１　９００ｍ／ｓ。　

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炮检距x ──炮点O到任意检波点R的距离。最大炮检距maxx为震源到最远接收点的距离

道间距△x ──相邻检波点之间的距离。

偏移距──炮点O到最近检波点R的距离。

地震记录道──以激发瞬间作为记时零点，在检波点处所记录到的该点的振动图。

地震记录──多个地震记录道按炮检距顺序排列起来所构成的图形。

同相轴──地震记录中，反射波、折射波等规则波所呈现出的振动峰值的规则排列。

时距曲线──同相轴在旅行时t与炮检距x直角坐标系(xt)中所表示出的函数关系。

反射波时距曲线是一条关于时间轴对称的双曲线，而直达波、面波、声波和折射波的时距曲线均是直线，这是区别它们的一个重要标志。

测线部署原则

1）主测线应尽量垂直构造走向，尽量与其它勘探线重合。

2）测线应尽可能为直线。

3）连接测线要垂直主测线，边界外测线要延伸几个排列。

有效波：凡是对解决地下地质问题有用的地震波称为有效波，如反射P波、折射P波。

干扰波：影响记录、干涉有效波的辨认能力的地震波称为干扰波，分成三大类。

(1) 和爆炸无关的外部噪音，如天然地震、风吹草动、人畜走动、机器振动、工频干扰。

(2) 和爆炸无关的内部噪音，如仪器本身的噪音。

(3) 和爆炸有关的干扰，如声波、面波、直达S波、散射、側干扰等。

几种典型的干扰波：

(1) 声波

坑炮激发、干井爆炸、漂药爆炸(能量向上)，往往有强声波。这种在空气中传播的波，也能引起检波器的振动，速度340m/s，频率高(100Hz以上)，波形是尖锐脉冲状。

图1 声波干扰记录

(2) 面波

主频低(10~30Hz)、速度低(几百m/s)、振幅强。

图2 面波干扰记录

(3) 工频干扰

(4) 浅层折射波

(5) 微震

道间距的选择

道间距x的大小直接影响到地震资料的解释工作。x过大，将影响有效波追踪的可靠性；x过小大，则使野外工作量增加。

选择道间距x的原则：

.实用文档.

. 地震勘探仪器原理与结构

5.1地震勘探对仪器的根本要求

5.1.1地震波运动学特征对仪器的要求

为了利用地震波的运动学特征来推测地下反射界面的位置和形态，就要求记录多道地震信号，以便进行波的比照，识别同相轴；记录震源激发信号作为计算反射时间的起点；记录计时信号作为计算反射时间的标尺；在采用炸药震源时还要记录井口信号，以测定地震波从炮井井底的炸药爆炸点传到炮井井口的时间—τ值，进而依据的炮井深度h来推算表层的速度v＝h/τ，为今后地震资料处理时进行静校正提供依据。除地震信号以外的这些需要记录的信号统称为辅助信号。通常所说的地震仪记录道数指的是地震道的道数，辅助道不

包括在内。

地震仪对地震信号的数据采集过程从震源激发时刻开始，一直持续到最深目的层反射信号完全到达时为止。采集过程的持续时间称为记录长度，采用炸药等冲激震源时，记录长度T为:T=2h/v

式中 h---勘探目的层最大深度；

v地震波的平均速度。

在地震勘探中，有意义的最大反射界面的深度很少超过10km，而到达这样深度的平均地震波速度，至少是3500m／s。因此，通常要求的记录长度为6s。深钻、地质解释和地震信号穿透力等项技术改良后，需要的记录时间还可能增加。

反射时间的标记是根据磁带上记录的计时信号进行的，如果计时信号本身不精确的话，依据它测出的反射时间也就不精确，由此推测出的反射界面的位置也就不准确，因此，一般要求计时信号的可重复性和绝对准确度都应保持在0 .05％的容许范围内。

5.1.2地震波动力学特征对仪器的要求

为了能利用地震波的动力学持征来推测地下岩性，甚至直接找油找气，就要求地震仪高保真、高信噪比、高分辨宰地把地震波记录下来。具体来说，应满足以下几项根本要求：

〔1〕地震仪允许输入的幅度范围(简称仪器的动态范围)必须大于需要记录的地震信号的动态范围。需要记录的地震信号的最大幅度是从震源到最近的检波点的直达波幅度，它与偏移距的大小有关；需要记录的地震信号的最小幅度是最深目的层反射波传到地表时的幅度，由勘探深度要求决定。目的层越深，反射信号那么越弱，当反射信号幅度比外界环境噪声的幅度还小时，就会被外界环境噪声淹没。因此，一般认为需要记录的地震信号最小有意义幅度是外界环境噪声的幅度。目前通过地震资料的数字处理，有可能从环境噪声背景中提取幅度仅有环境噪声幅度1／10的弱信号。考虑上述三方面因素，人们普遍认为地震勘探仪器的动态范围应到达或接近120dB。

地震分辨率

1分辨率的定义

分辨能力是指区分两个靠近物体的能力。度量分辨能力的强弱通常有两种方式：一是距

离表示，分辨的垂向距离或横向范围越小，则分辨力越强；二是时间表示，在地震时间剖面

上，相邻地层时间间隔Δt越小，则分辨能力越强。为了利于理解，采用时间间隔Δt的倒

数为分辨率（resolution），采用相对值表示。

地震勘探的分辨率，要使两个地震波完全分开，必须两个子波脉冲的包络完全分开，如

果两个子波的包络连在一起，必然互相干涉，两个波的振幅、频率必然含糊不清。

2地震分辨率的分类

地震分辨率包括垂直分辨率、水平分辨率和广义空间分辨率。

2.1垂直分辨率

垂直分辨率是指地震记录或地震剖面上能分辨的最小地层厚度。

2.1.1波形分辨率

Knapp认为，相邻两个子波波形或波形包络在时间域可以完全区分，称为波形分辨率（厚

层分辨率）。

分辨率与层厚度、频率的关系：

子波延续时间：tnTnV



顶底反射波时差：2hV



上式n为子波延续时间的周期数，

为子波波长，V为子波在地层中的速度，h

为层

厚度。

（1） 若t



，则不可分辨；

（2） 若t



，则可分辨。

欲分辨该地层，则需t



，即2hVnV



，则：2hn



。

可以看出垂向分辨率主要取决于子波的波长（频率）和延续时间的周期数。

子波分类：

（1） 分类（能量特征、Z变换多项式的根）

最小相位子波：能量集中前部、根位于单位圆外

混合相位子波：能量集中中部、根位于单位圆内与圆外

最大相位子波：能量集中尾部、根位于单位圆内

（2） 零相位子波

（a） 相位等于零的子波

（b） 关于t=0时刻对称的，物理不可实现的

（c） 典型的零相位子波：雷克子波（Ricker wavelet）

时间域：

2

2

12tf

m

wt

mt

f

e











频率域：22

2f

wf

f

m

mf

e

f













相位：