專利名稱：一種用于近地表調(diào)查的多波激發(fā)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油地球物理勘探領(lǐng)域中一種用于近地表調(diào)查的多波激發(fā)方法。
背景技術(shù)：
目前常用的用于近地表調(diào)查的方法為橫波近地表調(diào)查方法。該方法中橫、縱波的 激發(fā)主要采用地面激發(fā)后由井下三分量檢波器接收的模式，即在調(diào)查地點(diǎn)垂直鉆井，井深 根據(jù)巖性確定，橫波激發(fā)源采用鋼板結(jié)合枕木垂直井壁方向重錘水平敲擊的方式獲??；縱 波激發(fā)源采用在井口附近平放于地面的鋼錠重錘垂直夯砸的方式獲取，在井中放置三分量 檢波器。之后，采用常規(guī)小型地震儀接收縱波和橫波信號，將采集到的資料記錄作常規(guī)處 理，拾取準(zhǔn)確的縱、橫波初至，計(jì)算近地表縱、橫波速度和厚度，繪制縱、橫波近地表結(jié)構(gòu)調(diào) 查時距圖。這種方法在松遼盆地大慶長垣三分量地震勘探中進(jìn)行了試驗(yàn)性應(yīng)用，但是當(dāng)應(yīng) 用于海拉爾盆地進(jìn)行工作時，卻發(fā)現(xiàn)存在如下技術(shù)問題由于海拉爾盆地近地表沉積巖性 主要為砂或含礫砂，完鉆以后，井壁疏松，潛水面以下流沙沉淀快，當(dāng)仍采用這種常規(guī)的橫、 縱波激發(fā)方式就會發(fā)現(xiàn)以下問題①激發(fā)和接收能量均較弱；②接近地表的0-2m，噪音大， 初至不清楚；③檢波器很難下放到潛水面以下，潛水面一般是縱波高速層頂界面，距橫波高 速層還很遠(yuǎn)；④當(dāng)檢波器支臂拉起時，破壞了一側(cè)井壁，而對應(yīng)檢波器貼壁坍塌，造成接收 能量弱，初至不清晰。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中所提出的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于近地表調(diào)查的多波 激發(fā)方法，該方法采用井中激發(fā)后地面三分量接收的方式。具有操作流程簡單、施工效率 高、成本低、激發(fā)能量穩(wěn)定、資料品質(zhì)好以及成果精度高的特點(diǎn)。還可以實(shí)現(xiàn)高密度采集，提 高近地表結(jié)構(gòu)刻畫精度和準(zhǔn)確性，為近地表吸收衰減補(bǔ)償提供豐富信息。本發(fā)明的技術(shù)方案是該種用于近地表調(diào)查的多波激發(fā)方法，由如下步驟組成根據(jù)第四系沉積厚度確定出激發(fā)井的井深，以求在高速層內(nèi)有四個以上的控制 點(diǎn)；激發(fā)井完鉆后，將固定有若干電雷管的微測井電纜線下到井中，由“U”形推靠器推緊， 每根電雷管作為一個激發(fā)點(diǎn)，由“U”形推靠器確保激發(fā)點(diǎn)與井壁緊密耦合；控制每個激發(fā)點(diǎn)同時貼靠在井壁上激發(fā)，造成非均質(zhì)性激發(fā)環(huán)境；在地面激發(fā)井的井口處用常規(guī)縱波檢波器和若干三分量檢波器順序連接后形成 線性排列接收，其中，第一道采用常規(guī)縱波檢波器接收，其它道采用三分量檢波器接收，X分 量方向指向井口；由所述常規(guī)縱波檢波器和若干三分量檢波器產(chǎn)生的測量信號傳送給相應(yīng)地震儀 接收后送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行解釋，其中，所述地震儀對上述測量信號不進(jìn)行濾波處理。在上述步驟中，根據(jù)第四系沉積厚度確定出激發(fā)井的井深范圍在20 50m之間， 在所述激發(fā)井中0 5m的深度范圍內(nèi)，激發(fā)點(diǎn)密度為每間隔0. 5m固定1個；在所述激發(fā)井 中5 20m的深度范圍內(nèi)，激發(fā)點(diǎn)密度為每間隔Im固定1個；在所述激發(fā)井中20m以上深度范圍內(nèi)，激發(fā)點(diǎn)密度為每間隔2m固定1個；此外，所述常規(guī)縱波檢波器的數(shù)量為1只，所 述三分量檢波器的數(shù)量為8只，共9只24道檢波器接收，第一道采用常規(guī)縱波檢波器接收， 其它道采用三分量檢波器接收，X分量方向指向井口，各檢波器之間的間距依次分別為lm、 2m、4m、6m、8m、10m、12m、14m，16m。，由此能夠取得較好的激發(fā)效果。本發(fā)明具有如下有益效果采取上述方案后，可以同時獲取近地表縱、橫波信息， 初至清楚，波組特征明顯，信息豐富，能夠綜合反映一定范圍內(nèi)的近地表結(jié)構(gòu)和地質(zhì)信息。 之后可以通過近地表解釋結(jié)果能夠準(zhǔn)確求取近地表縱波和轉(zhuǎn)換波靜校正量。此外該方法還 具有操作流程簡單、施工效率高、成本低、激發(fā)能量穩(wěn)定、資料品質(zhì)好以及成果精度高等特 點(diǎn)。并且利用該方法還可以實(shí)現(xiàn)高密度采集，提高近地表結(jié)構(gòu)刻畫精度和準(zhǔn)確性，為近地表 吸收衰減補(bǔ)償提供豐富信息。


圖1是本發(fā)明中所涉及方法的施工示意圖。圖2是對利用本發(fā)明中所涉及方法形成的數(shù)據(jù)進(jìn)行后期數(shù)據(jù)處理的流程圖。圖3是利用本發(fā)明中所涉及方法得到的一個實(shí)施例中21712566點(diǎn)道集記錄顯示 圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明本發(fā)明所述方法是一種用于近地表調(diào)查中的多波激發(fā)方法，其具體步驟為根據(jù)第四系沉積厚度確定出激發(fā)井的井深，以求在高速層內(nèi)有四個以上的控制 點(diǎn)；激發(fā)井完鉆后，將固定有若干電雷管的微測井電纜線下到井中，由“U”形推靠器推緊， 每根電雷管作為一個激發(fā)點(diǎn)，由“U”形推靠器確保激發(fā)點(diǎn)與井壁緊密耦合；控制每個激發(fā)點(diǎn)同時貼靠在井壁上激發(fā)，造成非均質(zhì)性激發(fā)環(huán)境；在地面激發(fā)井的井口處用常規(guī)縱波檢波器和若干三分量檢波器順序連接后形成 線性排列接收，其排列如圖1所示。其中，第一道采用常規(guī)縱波檢波器接收，其它道采用三 分量檢波器接收，X分量方向指向井口 ；由所述常規(guī)縱波檢波器和若干三分量檢波器產(chǎn)生的測量信號傳送給相應(yīng)地震儀 接收后送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行解釋，其中，所述地震儀對上述測量信號不進(jìn)行濾波處理。其中，為取得較好的實(shí)施效果可以按照以下增加了參數(shù)限定的優(yōu)選方案實(shí)施即 根據(jù)第四系沉積厚度確定出激發(fā)井的井深范圍在20 50m之間，在所述激發(fā)井中0 5m的 深度范圍內(nèi)，激發(fā)點(diǎn)密度為每間隔0. 5m固定1個；在所述激發(fā)井中5 20m的深度范圍內(nèi)， 激發(fā)點(diǎn)密度為每間隔Im固定1個；在所述激發(fā)井中20m以上深度范圍內(nèi)，激發(fā)點(diǎn)密度為每 間隔2m固定1個；所述常規(guī)縱波檢波器的數(shù)量為1只，所述三分量檢波器的數(shù)量為8只，共 9只24道檢波器接收，第一道采用常規(guī)縱波檢波器接收，其它道采用三分量檢波器接收，X 分量方向指向井口，各檢波器之間的間距依次分別為lm、2m、4m、6m、8m、10m、12m、14m, 16m。在本方法中所述采用“U”形推靠器推緊，就是指一種一次性使用的“U”形彈性卡 子，通過下井推桿推入后即可卡于指定井壁位置，其作用在于僅需要保障激發(fā)源貼靠井壁 即可，不要求達(dá)到嚴(yán)格的耦合性。
下面是應(yīng)用本方法在2009年夏季海拉爾盆地貝39井區(qū)三維三分量地震資料采集 工程項(xiàng)目中所進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。與常規(guī)微測井相類似，激發(fā)井深在20 50m，確保在高速 層內(nèi)有四個以上的控制點(diǎn)。完鉆以后，將微測井電纜線下到井中，固定好每個激發(fā)點(diǎn)，即采 用電雷管或炸藥柱的推靠裝置，確保激發(fā)點(diǎn)與井壁耦合。在0 5m深度激發(fā)點(diǎn)密度為發(fā) /0. 5m, 5 20m深度激發(fā)點(diǎn)密度為發(fā)/lm，20m以下深度激發(fā)點(diǎn)密度為發(fā)Am。在井口，如圖1所示，采用單邊線性觀測方式，單側(cè)8只24道三分量檢波器順序連 接接收，三分量檢波器分X、Y、Z三個方向，X分量方向指向井口，井檢距即井口到檢波器的 距離，分別為2m、4m、6m、8m、10m、12m、14m，16m。采用R24、NZ24等地震折射儀，通過電纜線 與檢波器相連接接收數(shù)據(jù)，檢波器的輸出端為三個輸出口，即三個分量輸出口，按設(shè)計(jì)的順 序分別接到電纜線的輸入口。當(dāng)操作人員向全部起爆點(diǎn)發(fā)出爆炸指令以后，開始記錄全部 檢波器的震動輸出信號，地震儀不加任何改造的記錄檢波器震動電信號，即固定增益記錄、 不加峰值切除、不加濾波，為下一步地震資料解釋提供數(shù)據(jù)。此時，采樣間隔為0. 25ms,即儀器將輸入的模擬電信號傳換成可記錄的離散數(shù)字 信號時的采樣點(diǎn)時間間隔；記錄長度為512ms。之后，由上位計(jì)算機(jī)對來自于地震儀的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，具體處理過程如下由于激發(fā)點(diǎn)位置的介質(zhì)各向異性，激發(fā)后能夠同時產(chǎn)生P波和S波，并且被地面的 檢波器記錄到。在記錄上我們能夠同時看到縱波和橫波。為了更好的拾取縱、橫波初至，我 們首先分析巖性調(diào)查記錄，識別波場特征，先處理縱波資料，再處理橫波資料，速度計(jì)算，繪 制時距曲線圖。具體處理流程如圖3所示。多波微測井無論是縱波初至還是橫波初至，均 屬于透射波。對于縱波，其透射系數(shù)隨著入射角增大而減小，對于橫波，其透射系數(shù)隨著入 射角先增大又快速減小。資料解釋時應(yīng)當(dāng)優(yōu)選X分量或者Y分量中橫波信息穩(wěn)定清晰的工 作道作為解釋道，對負(fù)跳波峰進(jìn)行追蹤初至拾取，剔除橫波信息不清晰或者異常的炮，不參 與解釋。在對初至?xí)r間進(jìn)行擬合時，由于橫波速度范圍比較小，在保證不漏層和不解釋多 余層的前提下速度門檻值選定在30m/s 50m/s之間，還應(yīng)當(dāng)考慮該地區(qū)近地表沉積特征 和成巖環(huán)境。根據(jù)單點(diǎn)微測井縱橫波解釋結(jié)果和巖性柱狀圖，綜合繪制微測井連井巖性剖面， 計(jì)算三維縱橫波靜校正量。2280隊(duì)采用該項(xiàng)技術(shù)方法，實(shí)驗(yàn)完成了微測井點(diǎn)718 口，資料合格率100%，通過 近地表調(diào)查資料聯(lián)合解釋后計(jì)算的三維靜校正量應(yīng)用效果較好。該技術(shù)方法原理正確，適 用性強(qiáng)，實(shí)用性好，有廣泛地應(yīng)用前景，計(jì)劃在松遼盆地等3D3C地震資料采集中發(fā)揮更大 的應(yīng)用效果。圖3是海拉爾盆地貝39井區(qū)21712566點(diǎn)近地表結(jié)構(gòu)調(diào)查第12道的道集記錄，偏 移距8m，從道集記錄上看各炮能量強(qiáng)、均衡，致性好。本發(fā)明是基于H. H.普濟(jì)廖夫的理論基礎(chǔ)，他認(rèn)為在各向異性介質(zhì)中激發(fā)可以獲 得縱波和橫波SV，各向異性越強(qiáng)，橫波SV越清晰。根據(jù)這一理論，我們認(rèn)為井壁為巖土沉 積，井徑為鉆井泥漿，如果將雷管貼靠在井壁上，就形成了較強(qiáng)的非均質(zhì)性環(huán)境，雷管激發(fā) 時可以產(chǎn)生縱波和橫波SV。因此，我們就提出了本發(fā)明中所述的井中激發(fā)地面三分量接收 的多波近地表結(jié)構(gòu)調(diào)查方法。
本方法中所體現(xiàn)的重大突破有兩點(diǎn)一是提出了雷管與井壁耦合激發(fā)，形成強(qiáng)的 非均質(zhì)環(huán)境，增加了橫波能量；二是理論模型分析結(jié)合現(xiàn)場試驗(yàn)，有效識別出炮集記錄和道 集記錄中的橫波，并確定其初至?xí)r間。經(jīng)過實(shí)踐證明本方法能夠產(chǎn)生如下有益效果①與傳統(tǒng)的井中激發(fā)微測井方法生產(chǎn)流程完全相同，僅工藝和原理上有所更新突 破。即激發(fā)上采用推靠裝置使激發(fā)源貼靠在井壁上激發(fā)，造成非均質(zhì)性激發(fā)環(huán)境，激發(fā)產(chǎn)生 橫波。采用三分量檢波器線性排列接收，針對橫波透射系數(shù)與入射角度的關(guān)系。該方法施 工效率高，與其他橫波表層調(diào)查方法對比，成本較低。②該方法采用雷管作為主要激發(fā)源，激發(fā)能量強(qiáng)，一致性好。如果探測深度較深， 亦可采用炸藥柱激發(fā)，確保深層透射能量。③接收能量穩(wěn)定，記錄信噪比高。在地表挖坑深埋檢波器，耦合效果好，方向性好， 最大限度地降低環(huán)境噪音，提高單炮記錄品質(zhì)。④該方法產(chǎn)生的施工環(huán)境噪音較低，有利于資料采集。資料采集時儀器車等施工 車輛熄火，無人員走動等人為環(huán)境噪音。激發(fā)源簡單，爆炸干脆，記錄初至清晰，波形穩(wěn)定， 不存在提拉檢波器的鋼絲繩抖動噪聲等干擾。⑤激發(fā)電纜線較下井檢波器細(xì)得多，即使遇到巖性變化界面也很容易下井，很少 發(fā)生卡井、下不到設(shè)計(jì)深度的現(xiàn)象。⑥激發(fā)點(diǎn)推靠裝置不同于下井檢波器的推靠裝置，下井檢波器支臂張開后要確保 檢波器與井壁較好的耦合，支臂收縮后要保障檢波器順利提升，由于近地表成巖性差，井壁 疏松，很難做好上述兩點(diǎn)。而激發(fā)源支臂為一次性支臂，僅保障激發(fā)源貼靠井壁造成非均質(zhì) 性激發(fā)即可，不要求嚴(yán)格的耦合性。
權(quán)利要求
一種用于近地表調(diào)查的多波激發(fā)方法，其特征在于根據(jù)第四系沉積厚度確定出激發(fā)井的井深，以求在高速層內(nèi)有四個以上的控制點(diǎn)；激發(fā)井完鉆后，將固定有若干電雷管的微測井電纜線下到井中，由“U”形推靠器推緊，每根電雷管作為一個激發(fā)點(diǎn)，由“U”形推靠器確保激發(fā)點(diǎn)與井壁緊密耦合；控制每個激發(fā)點(diǎn)同時貼靠在井壁上激發(fā)，造成非均質(zhì)性激發(fā)環(huán)境；在地面激發(fā)井的井口處用常規(guī)縱波檢波器和若干三分量檢波器順序連接后形成線性排列接收，其中，第一道采用常規(guī)縱波檢波器接收，其它道采用三分量檢波器接收，X分量方向指向井口；由所述常規(guī)縱波檢波器和若干三分量檢波器產(chǎn)生的測量信號傳送給相應(yīng)地震儀接收后送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行解釋，其中，所述地震儀對上述測量信號不進(jìn)行濾波處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于近地表調(diào)查的多波激發(fā)方法，其特征在于根據(jù)第 四系沉積厚度確定出激發(fā)井的井深范圍在20 50m之間，在所述激發(fā)井中0 5m的深度 范圍內(nèi)，激發(fā)點(diǎn)密度為每間隔0. 5m固定1個；在所述激發(fā)井中5 20m的深度范圍內(nèi)，激發(fā) 點(diǎn)密度為每間隔Im固定1個；在所述激發(fā)井中20m以上深度范圍內(nèi)，激發(fā)點(diǎn)密度為每間隔 2m固定1個。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于近地表調(diào)查的多波激發(fā)方法，其特征在于所述常 規(guī)縱波檢波器的數(shù)量為1只，所述三分量檢波器的數(shù)量為8只，共9只24道檢波器接收，第 一道采用常規(guī)縱波檢波器接收，其它道采用三分量檢波器接收，X分量方向指向井口，各檢 波器之間的間距依次分別為lm、2m、4m、6m、8m、10m、12m、14m，16m。
全文摘要
一種用于近地表調(diào)查的多波激發(fā)方法。主要解決現(xiàn)有橫波近地表調(diào)查方法中采用的地面激發(fā)后由井下三分量檢波器接收的模式應(yīng)用于海拉爾盆地后測量效果不好的問題。其特征在于激發(fā)井完鉆后，將固定有若干電雷管的微測井電纜線下到井中，由“U”形推靠器推緊；在地面激發(fā)井的井口處用常規(guī)縱波檢波器和若干三分量檢波器順序連接后形成線性排列接收，X分量方向指向井口；由相應(yīng)地震儀接收后送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行解釋，其中，所述地震儀對上述測量信號不進(jìn)行濾波處理。具有操作流程簡單、施工效率高、成本低、激發(fā)能量穩(wěn)定、資料品質(zhì)好以及精度高的特點(diǎn)。還可以實(shí)現(xiàn)高密度采集，提高近地表結(jié)構(gòu)刻畫精度和準(zhǔn)確性，為近地表吸收衰減補(bǔ)償提供豐富信息。
文檔編號G01V1/02GK101950032SQ20101024911
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月7日
發(fā)明者劉軍, 劉紹新, 孫玉群, 王建民, 蘇德仁 申請人:大慶石油管理局