可控震源在沙漠地区地震勘探中的应用及效果分析

彭仁艳

[摘要]在沙漠等钻井作业困难地区进行地震勘探，由于表层覆盖松散沙层导致打井困难，且炸药震源的能量吸收衰减快，影响采集资料品质，同时也潜在一定的安全隐患。可控震源具有施工效率高，还具有出力大小、频率范围等参数可根据具体的工区地表、深层地震地质条件而调整的特点，在保证安全和环保的情况下，还可针对目的层获取较好的采集资料，在一定程度上弥补了常规炸药震源的不足。

[关键词]可控震源 地震勘探 采集资料 信噪比 分辨率

[中图分类号] P315.2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-9-254-1

随着大吨位可控震源的推广和应用，可控震源已广泛应用于地震资料采集作业[1]。可控震源地震勘探不仅具有施工效率高，还具有振动台数等参数可根据具体的工区地震、地质条件而调整的特点[2]，在一些地区可以取得较好的采集资料。

1该工区采用可控震源施工的优点

一般的地震勘探采用的都是炸药震源，利用爆炸引起的岩石破碎激发产生弹性波并用检波器记录下来[3]，这种激发方式的弊端就是在对环境产生的破坏同时也会因炸药、雷管的运输和使用而产生的带来的安全隐患，本工区表层对激发能量具有强烈的吸收衰减作用，使炸药激发的能量散失严重，与炸药震源相比，可控震源具有以下优点：①可控震源的出力大小、频率范围等参数可根据具体的工区地表条件、深层地震地质条件而调整。②可控震源连续振动产生的扫描信号，运用了相关技术，增强了反射波的穿透能力，提高了反射波的能量，减少了对环境的破坏。

2主要激发参数的选择

2.1振动台数、台次的选择

在激发过程中，使用多台震源是加强向地下发射扫描信号能量的重要手段，震动次数的统计效应表明，n次震动对随机干扰的压制能力可提高■倍。然而区内干扰波发育，随震动次数的增多，与有效波频率相近的干扰波亦随之增强，同时带来相位畸变等问题，使资料分辨率降低[4]。另外由于组合台数的增加，点震源逐渐变为线震源，违背了基于点震源的基本勘探理论。

2.2扫描频率的选择

起始频率选择应根据有效波和干扰波的特点，决定扫描信号的最低频率：例如在强面波的情况下，适当提高起始频率可使低频干扰得到有效衰减；相反，在勘探深部地层时，深层反射波充满低频分量，所以必须降低信号频率，而用其它方法衰减低频干扰！终止频率选择应根据地质任务对地震资料高频保护的要求，根据瑞利准则：“一个反射波的分辨率极限是四分之一波长[3]”。

2.3扫描方式的选择

在应用可控震源时，可控震源的激发信号设计的合理与否是决定地震采集质量的重要因素之一。

在单台可控震源的激发能级确定后，可控震源总的激发能量是激发时间（扫描长度）的积累，因此激发时间确定后，线性扫描信号与非线性扫描信号在相同频带内的总激发能量是完全一致的。在震源激发总能量一致的情况下，线性扫描信号的能量对浅部及深部目的层的能量分配均衡，线性扫描对主要目的层的响应较好。

3可控震源采集资料效果分析

通过试验效果分析及论证，最终确定了适合本工区的施工参数。具体采集参数如下：

震源台数：3-5台 斜坡：1000ms

振动次数：1次 扫描方式：线性

扫描长度：20s 驱动幅度：70%

扫描频率：6-84Hz 组合基距：15m

从工区采集的可控震源和井炮资料来看，从不同台次、不同潜水面埋深的同一位置处的可控震源与炸药震源激发的单炮记录上看，可控震源记录已达到或超过了同工区井炮的激发效果。采用可控震源激发，单炮记录频带较宽、不同频段的反射信息丰富，提高了地震资料的分辨率。

4结论

由于沙漠等钻井作业困难地区地表条件复杂、成井困难，而炸药震源潜在的安全隐患，使用可控震源优势明显，在对可控震源的各项激发参数进行优选之后合理安排，精心施工，可以取得较为理想的采集资料。在施工过程中，加强组织管理，注重工序质量控制，是保证施工效率，获得高分辨率、高信噪比地震资料的根本保证。

参考文献

[1]倪宇东.王井富.马涛.徐浩.曹务祥.关业志 可控震源地震采集技术的进展[J] 石油地球物理勘探，2011，46（3）：349-356

[2]张翊孟 郭善力 陈兴国 可控震源地震采集质量监控技术[J] 石油地球物理勘探2008，43（增刊2）：98-100

[3]陆基孟/王永刚 地震勘探原理[M]. 东营：中国石油大学出版社 2011年02月第3版：3-6 183

[4]郭彦民 利用可控震源进行高分辨率地震勘探[J].中国煤田地质， 1996， 8（3）： 72.