基于相控理论的炮点组合设计技术

在复杂地表区地震勘探中,广泛应用炮点组合激发消除干扰,提高单炮记录的品质。二维相控震源的排列长度和三维相控震源的组合面积决定了定向地震波束的宽度,即地震波能量的定向聚焦状态。本文借用军工领域的相控理论,通过组合激发的时间或深度控制实现相位组合控制,设计合理的组合激发模式,将发散传播的地震波集中于某个方向,即激发定向地震波束,使观测系统接收的反射信号增强,所采集资料的信噪比提高,从而有效地改善了地震勘探效果。

共炮(检)点剩余静校正方法

本文针对低信噪比、剩余静校正量较大的地震资料,提出了分别计算炮点和检波点剩余静校正量的共地面点剩余静校正方法。该法基于经过动校正后的共炮点数据集和共检波点数据集分别求取检波点剩余静校正量和炮点剩余静校正量,并分别将共炮、检点道集动校正后的叠加道作为模型道与道集内各个道进行互相关,求出各个炮、检波点的剩余静校正量。理论和实际数据的测试表明,这种方法可以解决低信噪比、剩余静校正量较大地震资料的静校正问题。

粒子群算法炮点偏移校正技术

在地震勘探数据采集的过程中,常会遇到炮点实际位置与设计位置不一致的情况,进而影响后续的地震数据处理。为了解决这个问题,基于近炮检距近地表速度接近常速的假设,本文提出使用粒子群方法对炮点位置进行校正。首先估算近地表直达波的速度,通过观测初至与计算初至建立误差目标函数,通过粒子群算法求解目标函数得到最优解即炮点位置。与常规的网格搜索方法相比,该方法计算效率明显提升,且保持了较高精度,为地震数据质量监控提供了一种可靠且高效的方法。

用共偏移距初至曲线联动共炮点道集拾取地震波初至

在共偏移距初至曲线上,针对初至偏大和初至偏小的点,分别设置不同的计算参数,联动共炮点道集进行初至批量修改。在初至自动拾取算法上,利用波谷波峰比,结合参考初至、拾取时窗以及门槛值等参数,较好地解决了低信噪比地区初至拾取精度和效率问题。

基于最小炮检距道快速检测炮点偏移方法

地震采集数据的质量是后续处理、解释的基础和保障,其影响因素较多,其中炮点位置偏移是重要一项。在地震数据现场采集过程中,由于地形及人员疏忽等原因,易导致炮点实际施工位置偏离当初设计,对后续动校正、同相叠加等产生不利影响,甚至造成连续产生废炮等现场施工事故。通过深入探讨最小炮检距道性质,提出一种实时检测炮点位置偏移及校正方法,通过对比由理论初至确定的与由实际初至、道集能量确定的最小炮检距道的一致性,快速检测、判定炮点位置是否偏移,并根据计算的偏移量,自动进行校正。实际应用结果表明,该方法能自动、快速监控炮点偏移,完全满足现今高效地震采集条件下现场实时监控采集质量的需求。

炮点位置偏离对叠加的影响及其校正方法

在地震勘探过程中 ,由于地形、设备、人员疏忽等因素 ,不可避免地出现某些炮点的实际位置与最终输入到计算机建立空间属性的位置有所偏离。这不仅影响到静校正、动校正的精度 ,更重要的是影响了抽道叠加 ,使来自地下不同反射点的信号叠加在一起 ,导致错误的结论。本文对炮点位置偏离对叠加的影响作了具体的分析 ,并介绍了炮点位置检查和校正的方法 。

基于最小偏移距初至切除线监控炮点偏移新方法

复杂地表往往使地震采集过程中控制炮点偏移的难度加大,面对地形复杂、近地表速度横向剧烈变化的黄土塬区,问题尤为突出。面对此类复杂探区,使用常规的线性动校方法监控炮点偏移无论是效果,还是效率都不太理想,找到一种有效的炮偏监控方法对于野外地震资料采集质量的提高至关重要。为此,本文介绍一种基于分选最小偏移距初至切除线来监控炮点偏移的方法,该方法对复杂地表结构效果尤为显著。使用该方法首先根据估算出的工区可能最大偏移量来抽取适当数量的近接收线和道记录,在处理系统交互状态下,对比抽取记录的实际炮点位置与基于最小偏移距初至切除线显示的理论炮点位置来确定偏移量的大小。实际应用效果表明,该方法可以精确地检测炮点沿偏(沿接收线方向的偏移)和垂偏(垂直接收线方向的偏移)距离,有效提高野外地震资料采集的质量。

基于目的层照明能量的炮点设计方法

在复杂地表和复杂构造地区,激发与接收条件差,目的层反射能量不匀,导致采集的地震数据信噪比低。针对这个问题,提出了非规则观测系统设计思路,即基于地震波照明模拟结果,采用局部加密炮点、规则布置接收排列的方式。方法原理是:通过正常炮距的数值模拟结果,确定照明能量最小位置,进行局部炮点加密,求得目的层照明能量均匀性最高的炮点组合。以塔里木盆地某逆掩推覆构造二维模型和南海白云凹陷崎岖海底模型为例,验证了方法的有效性和实用性。模型试验结果表明,在二维情况下,该方法的应用效果很好,照明能量分布均匀;在三维情况下,加密炮的效果要弱于二维情况,但照明能量分布的均匀性得到了很大改善。

叠前共炮点道集的奇性反演研究

讨论了地震波场的Fourier积分算子奇性反演理论与方法，得出常数背景假设条件下二维共炮点道集奇性反演的解析表达式．构造了两个理论地震模型，分别进行二维有限差分正演与奇性反演的数值计算将二维Fourier积分算子奇性反演方法用于野外的二维地震勘探叠前共炮点记录．在勘探范围内，当介质波速变化相对背景波速符合小扰动假设时。

适合起伏地表的炮点波场延拓正演模拟

本文提出一种波形相对保真、运算效率更高的适合起伏地表的炮点波场延拓正演模拟方法,炮点波场按波的传播方向延拓,运算中使用了适合起伏地表的波场延拓起始面技术,波形相对保真,无需做横向叠加。其基本思路是:①根据惠更斯原理,按地震波的传播方向,将炮点波场从起伏地表炮点深度处开始逐层向下延拓,与界面反射系数相关,直至最深处;②逐层向上延拓,并加上向下延拓时产生的新反射波炮点波场,直至起伏地表排列处,将炮点波场逐个与其检波点波场相关,经反傅里叶变换后可以获得一个排列的地震合成记录;③重复上述步骤,得到整个工区的所有炮记录。用文中方法对山峰体模型和高速透镜体模型的理论试算表明,地震合成记录的反射波和绕射波十分清晰,没有多次波、直达波和其他干扰波,信噪比高,所有炮记录的叠前深度偏移成像结果与地质模型完全吻合。

椭圆展开法共炮点道集速度分析方法

以椭圆展开理论为基础,本文提出了基于共炮点道集数据的速度分析方法,给出了相应的速度分析流程;通过选定速度范围,采用椭圆展开并相干叠加的方法,利用共炮点道集求取每一速度的零炮检距叠加剖面;对得到的零炮检距叠加剖面进行选排形成共法向出射点速度谱,按照能量最大准则确定每一个法向出射点的速度;进而利用拾取的速度求取真正的零炮检距叠加剖面。该速度分析方法无需预先抽取速度分析道集,避免了常规速度分析中共反射点弥散的问题。模型试算表明了该方法的正确性和有效性。

两种类型共炮点域相关型叠前深度偏移方法分析

研究不同偏移方法的成像机理是实现复杂构造高精度成像的前提,研究了两类共炮点域的相关型叠前深度偏移成像方法:基于单程波动方程的叠前深度成像方法和基于双程波动方程的叠前深度成像方法,同时对比了它们在计算效率、数据存储量、成像精度、成像机理、速度敏感性等方面的差异及其共性。以复杂构造模型为例,采用了傅里叶有限差分法(FFD)和逆时成像法(RTM),这两种方法实现了121个共炮点道集的叠前深度偏移成像处理。计算结果表明,当速度准确时,两种深度域波动方程成像方法均可以恢复出各个地质反射界面,其中逆时偏移对陡倾角成像效果显著,当速度存在百分比误差和随机扰动情况时,逆时成像结果要差于单程波方法,因此,逆时偏移方法对速度的敏感性较大,且低频噪声较为严重。

炮点、检波点密度变化对成像效果的影响

炮点密度、检波点密度对于成本的影响是比较清楚的,而对于成像效果的影响还不是很清楚。通过研究炮点密度、检波点密度对成像效果影响,认为决定成像效果的是观测系统炮检距属性,并不是单纯的炮点密度高或者是检波点密度高。分析研究表明,在保证观测系统炮检距属性基本保持不变的情况下,适当调整观测系统炮点密度、检波点密度,既有利于施工成本的降低收又可以保证成像质量不变化。

人工影响天气“炮点达标”活动的开展及思考

人工影响天气工作中,作业点(炮点)是为农业服务的前沿阵地。炮点工作的好坏,直接影响到人工影响天气作业的整体效益,加强炮点建设,有利于提高人工影响天气防灾减灾的能力。阿克苏地区通过开展炮点达标活动后,促进了炮点的全面建设和发展,对地区人影作业的技术水平和总体效益起到了积极的推动和保障作用。本文通过对达标活动开展的分析,得到了大量有关炮点建设方面的成功经验,对炮点建设中存在的主要困难和问题进行了剖析,并提出了对策建议。

共炮检点叠加最大能量剩余静校正的应用研究

黄土塬地震资料具有低信噪比、静校正比较突出等问题。在应用静校正方法后记录的剩余静校正量依然较大,针对这个问题,提出了分别计算炮点和检波点剩余静校正量的共地面剩余静校正方法。实际数据的测试表明,这种方法可以解决低信噪比资料的较大剩余静校正问题。

三维OBS探测实验中炮点和OBS位置校正新方法

炮点和海底地震仪(ocean bottom seismometer,OBS)位置校正是三维地震数据处理的基本环节,也是获取高精度三维速度结构的关键所在.本文基于南海洋陆转换带(Continental-Oceanic-Transition zone,COT)IODP367/368钻探区开展的三维OBS深地震探测数据,开展了炮点及OBS位置校正研究,新的校正方法主要体现在三个方面:(1)利用连续三个炮点的平均航向对中间炮点进行位置校正,更真实地反映气枪枪阵与船体之间的软连接状态;(2)根据"滑动窗口"思想将海水声学速度阈值划分成N等份,通过循环测试获得全局最优的OBS位置校正结果,改进了前人方法只能获得局部最优解的问题;(3)针对单条测线穿过的OBS,通过加入其临近测线的直达水波走时,构成视双测线OBS位置校正法,提高了校正精度.49台OBS位置校正结果表明,除3台单测线法校正的OBS在垂直测线方向存在较大不确定性外,其余误差范围均为35m左右.本文改进的OBS位置校正方法,不仅提高了单条测线穿过的OBS位置校正精度,保证后续三维地震结构研究的可靠性,而且为今后类似的OBS位置校正提供了经验和借鉴.

炮点空间位置差异校正技术

当在地震勘探野外采集中遇到障碍物时,炮点位置通常会偏离设计位置。线性动校正是检查炮点位置偏离情况的常用方法,但其无法准确判断炮点位置偏离的方向及距离。为此,研究提出了炮点空间位置差异校正技术,该技术首先采用线性动校正分象限叠加方法判断出位置不准的炮点及偏离方向,然后,采用分排列校正时差分析方法确定炮点的偏离量。理论和实践证明,该技术突破了常规线性动校正和叠加线性动校正技术的局限,不但能对炮点的偏离方向做出判断,还能对偏移距离有一个较准确的定量分析结果。

适合起伏地表炮点波场延拓三维正演模拟

提出一种波形相对保真、运算效率更高的适合起伏地表炮点波场延拓三维正演模拟方法，炮点波场按波的传播方向延拓，运算中使用了适合起伏地表的波场延拓起始面技术，波形相对保真，无需横向叠加。其基本思路是：①根据惠更斯原理，按地震波的传播方向，将炮点波场从起伏地表炮点深度处开始逐层向下延拓，与界面反射系数相关，直至最深处 ②逐层向上延拓，并加上向下延拓时产生的新反射波炮点波场，直至起伏地表排列处，将炮点波场逐个地与其检波点波场相关，经反傅里叶变换后可以获得一个排列的地震合成记录。③重复上述步骤，得到整个三维工区的所有炮记录。用文中方法对三维逆断层高速透镜体模型的理论试算表明：地震合成记录的反射波和绕射波十分清晰，没有多次波、直达波和其它干扰波，信噪比高，所有炮的叠前深度偏移成像结果与地质模型完全吻合。