CN101950032A - 一种用于近地表调查的多波激发方法 - Google Patents

Abstract

一种用于近地表调查的多波激发方法。主要解决现有横波近地表调查方法中采用的地面激发后由井下三分量检波器接收的模式应用于海拉尔盆地后测量效果不好的问题。其特征在于：激发井完钻后，将固定有若干电雷管的微测井电缆线下到井中，由“U”形推靠器推紧；在地面激发井的井口处用常规纵波检波器和若干三分量检波器顺序连接后形成线性排列接收，X分量方向指向井口；由相应地震仪接收后送入计算机进行解释，其中，所述地震仪对上述测量信号不进行滤波处理。具有操作流程简单、施工效率高、成本低、激发能量稳定、资料品质好以及精度高的特点。还可以实现高密度采集，提高近地表结构刻画精度和准确性，为近地表吸收衰减补偿提供丰富信息。

Description

一种用于近地表调查的多波激发方法

技术领域：

本发明涉及石油地球物理勘探领域中一种用于近地表调查的多波激发方法。

背景技术：

目前常用的用于近地表调查的方法为横波近地表调查方法。该方法中横、纵波的激发主要采用地面激发后由井下三分量检波器接收的模式，即在调查地点垂直钻井，井深根据岩性确定，横波激发源采用钢板结合枕木垂直井壁方向重锤水平敲击的方式获取；纵波激发源采用在井口附近平放于地面的钢锭重锤垂直夯砸的方式获取，在井中放置三分量检波器。之后，采用常规小型地震仪接收纵波和横波信号，将采集到的资料记录作常规处理，拾取准确的纵、横波初至，计算近地表纵、横波速度和厚度，绘制纵、横波近地表结构调查时距图。这种方法在松辽盆地大庆长垣三分量地震勘探中进行了试验性应用，但是当应用于海拉尔盆地进行工作时，却发现存在如下技术问题：由于海拉尔盆地近地表沉积岩性主要为砂或含砾砂，完钻以后，井壁疏松，潜水面以下流沙沉淀快，当仍采用这种常规的横、纵波激发方式就会发现以下问题：①激发和接收能量均较弱；②接近地表的0-2m，噪音大，初至不清楚；③检波器很难下放到潜水面以下，潜水面一般是纵波高速层顶界面，距横波高速层还很远；④当检波器支臂拉起时，破坏了一侧井壁，而对应检波器贴壁坍塌，造成接收能量弱，初至不清晰。

发明内容：

为了解决背景技术中所提出的技术问题，本发明提供一种用于近地表调查的多波激发方法，该方法采用井中激发后地面三分量接收的方式。具有操作流程简单、施工效率高、成本低、激发能量稳定、资料品质好以及成果精度高的特点。还可以实现高密度采集，提高近地表结构刻画精度和准确性，为近地表吸收衰减补偿提供丰富信息。

本发明的技术方案是：该种用于近地表调查的多波激发方法，由如下步骤组成：

根据第四系沉积厚度确定出激发井的井深，以求在高速层内有四个以上的控制点；激发井完钻后，将固定有若干电雷管的微测井电缆线下到井中，由“U”形推靠器推紧，每根电雷管作为一个激发点，由“U”形推靠器确保激发点与井壁紧密耦合；

控制每个激发点同时贴靠在井壁上激发，造成非均质性激发环境；

在地面激发井的井口处用常规纵波检波器和若干三分量检波器顺序连接后形成线性排列接收，其中，第一道采用常规纵波检波器接收，其它道采用三分量检波器接收，X分量方向指向井口；

由所述常规纵波检波器和若干三分量检波器产生的测量信号传送给相应地震仪接收后送入计算机进行解释，其中，所述地震仪对上述测量信号不进行滤波处理。

在上述步骤中，根据第四系沉积厚度确定出激发井的井深范围在20～50m之间，在所述激发井中0～5m的深度范围内，激发点密度为每间隔0.5m固定1个；在所述激发井中5～20m的深度范围内，激发点密度为每间隔1m固定1个；在所述激发井中20m以上深度范围内，激发点密度为每间隔2m固定1个；此外，所述常规纵波检波器的数量为1只，所述三分量检波器的数量为8只，共9只24道检波器接收，第一道采用常规纵波检波器接收，其它道采用三分量检波器接收，X分量方向指向井口，各检波器之间的间距依次分别为1m、2m、4m、6m、8m、10m、12m、14m，16m。，由此能够取得较好的激发效果。

本发明具有如下有益效果：采取上述方案后，可以同时获取近地表纵、横波信息，初至清楚，波组特征明显，信息丰富，能够综合反映一定范围内的近地表结构和地质信息。之后可以通过近地表解释结果能够准确求取近地表纵波和转换波静校正量。此外该方法还具有操作流程简单、施工效率高、成本低、激发能量稳定、资料品质好以及成果精度高等特点。并且利用该方法还可以实现高密度采集，提高近地表结构刻画精度和准确性，为近地表吸收衰减补偿提供丰富信息。

附图说明：

图1是本发明中所涉及方法的施工示意图。

图2是对利用本发明中所涉及方法形成的数据进行后期数据处理的流程图。

图3是利用本发明中所涉及方法得到的一个实施例中21712566点道集记录显示图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

本发明所述方法是一种用于近地表调查中的多波激发方法，其具体步骤为：

根据第四系沉积厚度确定出激发井的井深，以求在高速层内有四个以上的控制点；激发井完钻后，将固定有若干电雷管的微测井电缆线下到井中，由“U”形推靠器推紧，每根电雷管作为一个激发点，由“U”形推靠器确保激发点与井壁紧密耦合；

控制每个激发点同时贴靠在井壁上激发，造成非均质性激发环境；

在地面激发井的井口处用常规纵波检波器和若干三分量检波器顺序连接后形成线性排列接收，其排列如图1所示。其中，第一道采用常规纵波检波器接收，其它道采用三分量检波器接收，X分量方向指向井口；

由所述常规纵波检波器和若干三分量检波器产生的测量信号传送给相应地震仪接收后送入计算机进行解释，其中，所述地震仪对上述测量信号不进行滤波处理。

其中，为取得较好的实施效果可以按照以下增加了参数限定的优选方案实施：即根据第四系沉积厚度确定出激发井的井深范围在20～50m之间，在所述激发井中0～5m的深度范围内，激发点密度为每间隔0.5m固定1个；在所述激发井中5～20m的深度范围内，激发点密度为每间隔1m固定1个；在所述激发井中20m以上深度范围内，激发点密度为每间隔2m固定1个；所述常规纵波检波器的数量为1只，所述三分量检波器的数量为8只，共9只24道检波器接收，第一道采用常规纵波检波器接收，其它道采用三分量检波器接收，X分量方向指向井口，各检波器之间的间距依次分别为1m、2m、4m、6m、8m、10m、12m、14m，16m。

在本方法中所述采用“U”形推靠器推紧，就是指一种一次性使用的“U”形弹性卡子，通过下井推杆推入后即可卡于指定井壁位置，其作用在于仅需要保障激发源贴靠井壁即可，不要求达到严格的耦合性。

下面是应用本方法在2009年夏季海拉尔盆地贝39井区三维三分量地震资料采集工程项目中所进行的一项实验。与常规微测井相类似，激发井深在20～50m，确保在高速层内有四个以上的控制点。完钻以后，将微测井电缆线下到井中，固定好每个激发点，即采用电雷管或炸药柱的推靠装置，确保激发点与井壁耦合。在0～5m深度激发点密度为发/0.5m，5～20m深度激发点密度为发/1m，20m以下深度激发点密度为发/2m。

在井口，如图1所示，采用单边线性观测方式，单侧8只24道三分量检波器顺序连接接收，三分量检波器分X、Y、Z三个方向，X分量方向指向井口，井检距即井口到检波器的距离，分别为2m、4m、6m、8m、10m、12m、14m，16m。采用R24、NZ24等地震折射仪，通过电缆线与检波器相连接接收数据，检波器的输出端为三个输出口，即三个分量输出口，按设计的顺序分别接到电缆线的输入口。当操作人员向全部起爆点发出爆炸指令以后，开始记录全部检波器的震动输出信号，地震仪不加任何改造的记录检波器震动电信号，即固定增益记录、不加峰值切除、不加滤波，为下一步地震资料解释提供数据。

此时，采样间隔为0.25ms，即仪器将输入的模拟电信号传换成可记录的离散数字信号时的采样点时间间隔；记录长度为512ms。

之后，由上位计算机对来自于地震仪的数据进行处理，具体处理过程如下：

由于激发点位置的介质各向异性，激发后能够同时产生P波和S波，并且被地面的检波器记录到。在记录上我们能够同时看到纵波和横波。为了更好的拾取纵、横波初至，我们首先分析岩性调查记录，识别波场特征，先处理纵波资料，再处理横波资料，速度计算，绘制时距曲线图。具体处理流程如图3所示。多波微测井无论是纵波初至还是横波初至，均属于透射波。对于纵波，其透射系数随着入射角增大而减小，对于横波，其透射系数随着入射角先增大又快速减小。资料解释时应当优选X分量或者Y分量中横波信息稳定清晰的工作道作为解释道，对负跳波峰进行追踪初至拾取，剔除横波信息不清晰或者异常的炮，不参与解释。

在对初至时间进行拟合时，由于横波速度范围比较小，在保证不漏层和不解释多余层的前提下速度门槛值选定在30m/s～50m/s之间，还应当考虑该地区近地表沉积特征和成岩环境。

根据单点微测井纵横波解释结果和岩性柱状图，综合绘制微测井连井岩性剖面，计算三维纵横波静校正量。

2280队采用该项技术方法，实验完成了微测井点718口，资料合格率100％，通过近地表调查资料联合解释后计算的三维静校正量应用效果较好。该技术方法原理正确，适用性强，实用性好，有广泛地应用前景，计划在松辽盆地等3D3C地震资料采集中发挥更大的应用效果。

图3是海拉尔盆地贝39井区21712566点近地表结构调查第12道的道集记录，偏移距8m，从道集记录上看各炮能量强、均衡，致性好。

本发明是基于H.H.普济廖夫的理论基础，他认为在各向异性介质中激发可以获得纵波和横波SV，各向异性越强，横波SV越清晰。根据这一理论，我们认为井壁为岩土沉积，井径为钻井泥浆，如果将雷管贴靠在井壁上，就形成了较强的非均质性环境，雷管激发时可以产生纵波和横波SV。因此，我们就提出了本发明中所述的井中激发地面三分量接收的多波近地表结构调查方法。

本方法中所体现的重大突破有两点：一是提出了雷管与井壁耦合激发，形成强的非均质环境，增加了横波能量；二是理论模型分析结合现场试验，有效识别出炮集记录和道集记录中的横波，并确定其初至时间。

经过实践证明本方法能够产生如下有益效果：

①与传统的井中激发微测井方法生产流程完全相同，仅工艺和原理上有所更新突破。即激发上采用推靠装置使激发源贴靠在井壁上激发，造成非均质性激发环境，激发产生横波。采用三分量检波器线性排列接收，针对横波透射系数与入射角度的关系。该方法施工效率高，与其他横波表层调查方法对比，成本较低。

②该方法采用雷管作为主要激发源，激发能量强，一致性好。如果探测深度较深，亦可采用炸药柱激发，确保深层透射能量。

③接收能量稳定，记录信噪比高。在地表挖坑深埋检波器，耦合效果好，方向性好，最大限度地降低环境噪音，提高单炮记录品质。

④该方法产生的施工环境噪音较低，有利于资料采集。资料采集时仪器车等施工车辆熄火，无人员走动等人为环境噪音。激发源简单，爆炸干脆，记录初至清晰，波形稳定，不存在提拉检波器的钢丝绳抖动噪声等干扰。

⑤激发电缆线较下井检波器细得多，即使遇到岩性变化界面也很容易下井，很少发生卡井、下不到设计深度的现象。

⑥激发点推靠装置不同于下井检波器的推靠装置，下井检波器支臂张开后要确保检波器与井壁较好的耦合，支臂收缩后要保障检波器顺利提升，由于近地表成岩性差，井壁疏松，很难做好上述两点。而激发源支臂为一次性支臂，仅保障激发源贴靠井壁造成非均质性激发即可，不要求严格的耦合性。

Claims (3)

1.一种用于近地表调查的多波激发方法，其特征在于：

根据第四系沉积厚度确定出激发井的井深，以求在高速层内有四个以上的控制点；激发井完钻后，将固定有若干电雷管的微测井电缆线下到井中，由“U”形推靠器推紧，每根电雷管作为一个激发点，由“U”形推靠器确保激发点与井壁紧密耦合；

控制每个激发点同时贴靠在井壁上激发，造成非均质性激发环境；

在地面激发井的井口处用常规纵波检波器和若干三分量检波器顺序连接后形成线性排列接收，其中，第一道采用常规纵波检波器接收，其它道采用三分量检波器接收，X分量方向指向井口；

由所述常规纵波检波器和若干三分量检波器产生的测量信号传送给相应地震仪接收后送入计算机进行解释，其中，所述地震仪对上述测量信号不进行滤波处理。

2.根据权利要求1所述的一种用于近地表调查的多波激发方法，其特征在于：根据第四系沉积厚度确定出激发井的井深范围在20～50m之间，在所述激发井中0～5m的深度范围内，激发点密度为每间隔0.5m固定1个；在所述激发井中5～20m的深度范围内，激发点密度为每间隔1m固定1个；在所述激发井中20m以上深度范围内，激发点密度为每间隔2m固定1个。

3.根据权利要求2所述的一种用于近地表调查的多波激发方法，其特征在于：所述常规纵波检波器的数量为1只，所述三分量检波器的数量为8只，共9只24道检波器接收，第一道采用常规纵波检波器接收，其它道采用三分量检波器接收，X分量方向指向井口，各检波器之间的间距依次分别为1m、2m、4m、6m、8m、10m、12m、14m，16m。

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