淺談西部地區(qū)地震資料質(zhì)量監(jiān)控方法

凡正才

（中石化石油工程地球物理有限公司勝利分公司,山東 東營(yíng) 257100）

1 概述

西部地區(qū)相對(duì)東部，地表?xiàng)l件相對(duì)復(fù)雜 。高差變化大、表層速度變化劇烈，面波、隨機(jī)噪音尤其線性干擾比較發(fā)育。激發(fā)接收條件的多變?cè)斐少Y料品質(zhì)有較大差異。野外現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控很難在宏觀上對(duì)地震資料進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估。本文針對(duì)西部地區(qū)資料特點(diǎn)，創(chuàng)新地提出了一套物理點(diǎn)的位置監(jiān)控方法；在激發(fā)效果監(jiān)控方面拓寬了監(jiān)控面，優(yōu)化了部分算法；增強(qiáng)了檢波點(diǎn)監(jiān)控這一薄弱環(huán)節(jié)。實(shí)際資料表明，上述研究成果在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。

2 復(fù)雜地表物理點(diǎn)位置監(jiān)控技術(shù)

常規(guī)線性動(dòng)校正方法利用初至波的傳播特點(diǎn)，建立簡(jiǎn)單近地表模型，對(duì)地震資料中的初至波進(jìn)行線性動(dòng)校正，從而檢查炮點(diǎn)是否偏離設(shè)計(jì)點(diǎn)，達(dá)到及時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量的目的。該方法存在以下缺點(diǎn)：1）線性動(dòng)校正過(guò)程中選取準(zhǔn)確的動(dòng)校正速度存在較大困難。2）炮點(diǎn)兩側(cè)橫向速度存在突變的情況下,偏移距相同但地層速度存在差異,此時(shí)無(wú)法將初至波校平。

針對(duì)西部地區(qū)表層速度橫向變化大的特點(diǎn)，利用檢波點(diǎn)位置和初至?xí)r間來(lái)反演表層速度，通過(guò)擬合迭代的方式檢驗(yàn)炮點(diǎn)位置。

陸地上進(jìn)行地震勘探，炮點(diǎn)一般在風(fēng)化層，檢波點(diǎn)在風(fēng)化層地表。在這些情況下，下列公式：

圖1 炮點(diǎn)位置檢查監(jiān)控圖

對(duì)于一個(gè)炮點(diǎn)和它的接收道所涉及的范圍內(nèi)是適合的。XS和YS是炮點(diǎn)的坐標(biāo)，XRi和YRi是第i個(gè)檢波器的坐標(biāo)。 Vli是第i個(gè)檢波器風(fēng)化層下的折射層的速度，AFBTt等于第FBTi個(gè)檢波器接收道的初至?xí)r間FBTi減去該道對(duì)應(yīng)的炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)延遲時(shí)。如果在炮點(diǎn)和它涉及的檢波點(diǎn)范圍內(nèi)折射層與地表高程平行，那么可以采用L1模算法，通過(guò)初至?xí)r間和炮檢點(diǎn)位置計(jì)算的折射波旅行時(shí)兩者之間的擬合來(lái)求解炮檢點(diǎn)延遲時(shí)之和，同時(shí)可以反演Vli。對(duì)于每一個(gè)初至拾取值FBTi，通過(guò)減去炮檢點(diǎn)延遲時(shí)可以得到AFBTi，對(duì)于第i個(gè)檢波器風(fēng)化層下的折射層的速度，可以通過(guò)下列公式計(jì)算：

一個(gè)炮點(diǎn)，對(duì)于N個(gè)檢波點(diǎn)，這N個(gè)檢波點(diǎn)Vli求得的平均速度可以寫(xiě)成：

方差可以表示為：

如果檢波點(diǎn)的坐標(biāo)和初至拾取時(shí)間是正確的，我們可以使方差 最小，通過(guò)迭代的方式求解包含炮點(diǎn)坐標(biāo)（XS、YS）的N個(gè)方程組成的非線性超定方程組，從而得到炮點(diǎn)坐標(biāo)（XS、YS）。在共檢波點(diǎn)道集里，按照同樣的原理可以求得檢波點(diǎn)的坐標(biāo)。

圖1是采用本文方法檢驗(yàn)炮點(diǎn)位置是否準(zhǔn)確的監(jiān)控圖。圖1（a）是原始坐標(biāo)與本方法計(jì)算的坐標(biāo)的對(duì)比圖，圖1（b）是兩種坐標(biāo)之間的相對(duì)距離。從對(duì)比圖中可以看出二者之間基本吻合，誤差在15m以內(nèi)。當(dāng)相對(duì)距離超過(guò)一個(gè)樁號(hào)時(shí)，一般考慮是炮點(diǎn)位置偏了，需對(duì)炮點(diǎn)位置進(jìn)行重新測(cè)量。

2 西部地區(qū)激發(fā)質(zhì)量監(jiān)控

評(píng)價(jià)激發(fā)效果應(yīng)綜合考慮不同地表?xiàng)l件下激發(fā)子波的能量、頻帶以及經(jīng)過(guò)地層衰減后能否滿足主要目的層頻帶和信噪比要求，質(zhì)量監(jiān)控也應(yīng)從這兩方面入手。

激發(fā)子波的監(jiān)控主要是指監(jiān)控地震波激發(fā)后，經(jīng)過(guò)地表一次衰減后的子波情況。激發(fā)子波監(jiān)控可以從三方面入手：①近偏移距初至能量分析；②抽取炮點(diǎn)共偏移距剖面，進(jìn)行自相關(guān)，分析相關(guān)波形的一致性；③對(duì)炮點(diǎn)初至?xí)r窗內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)自相關(guān)分析。

激發(fā)子波經(jīng)過(guò)地層吸收衰減后能否滿足主要目的層的能量，頻帶和信噪比的要求還需針對(duì)目的層進(jìn)行研究。

由于西區(qū)地區(qū)線性干擾普遍發(fā)育，常規(guī)信噪比估算法無(wú)法識(shí)別干擾波，從而把線性干擾當(dāng)作有效信號(hào)，出現(xiàn)了壓制線性干擾后信噪比分析結(jié)果反而降低的現(xiàn)象。利用有效信號(hào)與干擾波視速度和頻率的差異進(jìn)行信噪分離，采用F-K域?yàn)V波方法分離出相關(guān)干擾，然后再用相關(guān)時(shí)移法來(lái)估算剩余部分有效信號(hào)的能量，最后用有效信號(hào)與全部干擾（包括相關(guān)干擾和隨機(jī)干擾）的能量之比估算信噪比，分析結(jié)果可對(duì)比性更強(qiáng)。

3 西部地區(qū)接收質(zhì)量監(jiān)控

地震記錄可以在多個(gè)域內(nèi)顯示，如共炮點(diǎn)域、共檢波點(diǎn)域、共中心點(diǎn)域、共偏移距域。單炮記錄只是在共炮點(diǎn)域?qū)ぐl(fā)效果進(jìn)行了監(jiān)控。在共炮點(diǎn)域，每個(gè)地震道只是對(duì)一個(gè)檢波器（或檢波器組合）的檢波能力進(jìn)行了一次考查，顯然僅憑這一次是不能完全代表檢波器的檢波能力。而在共檢波點(diǎn)域，每個(gè)檢波器（或檢波器組合）接收來(lái)自多個(gè)炮點(diǎn)的信息，對(duì)檢波器的檢波能力可以進(jìn)行多次觀測(cè)，從而統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果能更加全面地反映了檢波器的工作狀態(tài)。

結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)西部地區(qū)資料特點(diǎn)，做了以下工作：

1 提出了一套新的物理點(diǎn)位置監(jiān)控方法；

2 拓展了監(jiān)控面，從炮集到共檢波點(diǎn)道集，分析結(jié)果更全面，適合于西部地區(qū)資料變化快的特點(diǎn)；

3 自相關(guān)函數(shù)、統(tǒng)計(jì)子波、FK信噪比估算法應(yīng)用到質(zhì)量監(jiān)控中，豐富了監(jiān)控手段，優(yōu)化了部分算法。

實(shí)際應(yīng)用表明，上述研究成果在西部地區(qū)地震資料監(jiān)控中發(fā)揮了重要作用。

[1]蔡希玲，劉樹(shù)田，陳義景.自相關(guān)參數(shù)統(tǒng)計(jì)法-一種地震數(shù)據(jù)處理中有效的分析工具[J].信號(hào)處理,2000，16（增刊）：63～68.

[2]牛聰，詹毅，李輝峰.對(duì)比地震記錄信噪比的幾種估算方法 [J].物探化探計(jì)算技術(shù)，2006，28（1）；5～9.