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石油勘探中的信号与噪音关键影响因素

时间:2024-01-08 百科知识 版权反馈
【摘要】:近地表的底界,对于石油勘探而言,可以被称为“信号与噪音的空间分界线”。这一方面影响了有效波的吸收,因为近地表疏松的表土对反射波有着严重的衰减作用;另一方面,因为地表介质直接与检波器尾锥接触,所以介质物性的不同也使得大地与检波器之间的耦合关系出现较大差异。[4]而勘探中出于保护有效波的需要,对于检波器组合内的高差有一定限制。

石油勘探中的信号与噪音关键影响因素

野外采集阶段影响地震信号以及噪音的所有因素中,一个贯穿始终的重要主线是近地表。近地表结构一般指地球的表层结构,即受大自然环境变化所影响到的部分,其下是真正地质意义上的岩层结构。它们没有受到大自然环境的影响,保持着原有的地质岩性特征。近地表的岩性特征、层理特征、胶结程度、速度参量、密度参量等由于受大自然环境影响而发生了变化。从地质意义上来说,大气圈渗入岩石圈部分即为表层结构。从地震地质角度来说,这个表层结构制约着地震勘探的成果。近地表地层的地质、地球物理以及空间特征对震源信号的特性、大地吸收衰减、检波器-大地耦合效果、组合图形空间展布因素的选择以及处理阶段的静校正、速度分析、叠加成像等,均具有最重要的影响。近地表的底界,对于石油勘探而言,可以被称为“信号与噪音的空间分界线”。

就我国而言,东西部地区的近地表呈现出不同的特点。

东部沉积平原的地表高程变化普遍比较平缓,表层主要覆盖有第四系松散的没有胶结或者弱胶结的颗粒堆积物,潜水面较浅并且相对稳定。低速带速度一般在300~900m/s之间,厚度多在1~15m之间;降速带速度一般在700~2 100m/s之间,厚度多为十几米到几十米;高速层速度一般为1 600m/s以上。各层之间分界明显,厚度较小,所以对有效波的吸收较西部低降速带巨厚的地区要小得多。

西部地区存在大量地表极端复杂的施工区域。所谓复杂,既包括地表自然和人文地理环境方面的复杂性(特殊地貌、恶劣的气候、交通不便、地面建筑群、地表和地下各种设施和障碍物、森林、水域、沼泽、人为环境噪音等),也包括近地表介质在结构和组成方面的复杂性。复杂地表对地震检波的影响主要表现在3个方面。

(1)表层物性复杂。表层介质包含了疏松表土、淤泥、沙砾、岩石等不同类型。各种介质不仅组成、形态不同,力学性质也存在较大差异。这一方面影响了有效波的吸收,因为近地表疏松的(特别是巨厚的)表土对反射波有着严重的衰减作用;另一方面,因为地表介质直接与检波器尾锥接触,所以介质物性的不同也使得大地与检波器之间的耦合关系出现较大差异。当耦合效果较差时,会使得有效信号发生畸变,影响地震信号的精度,降低分辨率。(www.xing528.com)

(2)低降速带结构复杂。低降速带结构的纵横向变化大,不同地表类型表层结构构成方面存在巨大差异,如“低速层+高速层”(双层结构)、“低速层+降速层+高速层”(多层结构),表层厚度和速度呈连续介质性质——非层状结构等多种结构类型,还表现在低降速带的厚度与速度及下伏高速层的层速度在空间上剧烈变化的非稳定性和巨大的结构分异性。例如,有的地区低降速带中存在一层甚至多层速度很高的薄层。这一方面可能有利于获得频率较高的爆炸子波,另一方面又有可能对有效反射信号产生屏蔽作用。另外,低降速带横向变化产生的波阻抗界面,也是一种典型的次生源,可能产生严重的次生干扰。

(3)地表产状复杂。在山地、沙漠黄土塬等复杂地表地区,地表的起伏非常剧烈,常常出现大角度、多方向的地面倾角,很多情况下甚至近于直立,往往在极短的距离内形成很大的高差。[4]而勘探中出于保护有效波的需要,对于检波器组合内的高差有一定限制。这种地表高程的强烈变化,一方面使得突出地面的山头、沙丘等产生了强烈次生干扰,环境噪音非常发育;另一方面,也使得出于压噪方面的需要而在in-line方向以及cross-line方向拉开一定距离进行组合检波以便压制干扰波的施工设想无法实施,进一步降低了信噪比(图1-12)。

图1-12 准噶尔盆地某测线低降速带示意图

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