油气反射波地震勘探记录中面波信息的提取

油气反射波地震勘探记录中面波信息的提取

瑞利波（以下简称面波）具有能量强（约占地震波能量2.3）、信号易于获得、信噪比高、信号处理方法简单、各参数好等优点，近年来，对地表地球物理勘探的兴趣越来越大。在水文、工程和环境地球物理勘探中，面波检测得到了广泛应用。1波:勘探深度约研究表明,瑞雷面波是一种沿地面(自由表面)以下约一个波长深度范围内传播的弹性波,其勘探深度约为1/2波长。当面波在层状介质中传播时,其传播相速度面波的另一重要特性是:在同一岩性地层中,其传播速度面波勘探的频散曲线由实测面波资料经计算机处理求出,根据测点频散曲线的形态和斜率,粗略给出测点下各地层结构参数——横波速度2原始数据的背景用于分析和研究的油气反射波地震勘探原始数据共11炮,为新疆石油管理局地质调查处于1996年采自北疆准噶尔盆地沙漠中心地带3面波的预处理尽管反射波数据采集时采取了组合检波和频率滤波等措施,以压制面波为主的干扰波,但从记录上看面波还是相当发育,能量较强,分布的时间空间范围大,其群速度约300～700m/s,对反射波造成强干扰。在面波分布带内,反射波基本被面波淹没,使反射波记录面貌变差,反射波信噪比低,面波信噪比却高(图1)。这为面波信息的识别、提取和分析提供了前提。在6s长的炮集记录上,远离炮点约35道的记录中没有面波信号存在,由于激发点位于每个排列的中心点,即在第200道和第201道的中间,所以面波信号由炮点向左右两边成笤帚状发散分布,即分布在36道到200道的左边部分和201道到364道的右边部分。据此,其后的处理和解释也左右分别进行。4面波的切出来由专用的面波处理软件,对面波信息进行计算机处理,其步骤为:①将每个原始炮集记录分为左(1～200道)右(201～400道)2个记录文件,并通过人机联作,在单个记录中将干扰面波信息的反射波、折射波和直达波切除掉,从而在时空域将面波记录切取出来;②对已切取出来的单炮面波记录进行频率波数域滤波等处理,并计算出该炮记录中的面波频散曲线,所含面波各道的地面中心点为该炮记录的面波测点或解释点(图2a);③根据该测点的频散曲线通过反演和拟合,计算出测点地下各地层的厚度和横波速度(图2b);④由测线中各测点的地层厚度和横波速度绘出反映该测线地下地层结构和形态的速度剖面图(图3)。由于没有地面高程资料,作图时均以地面为0高程绘制,因而使地下地层的高程和结构形态受到了一定的扭曲。面波勘探的实质是弹性波频率测深,面波频率成分的高低和频带的宽窄是地下地层结构的真实反映。为便于了解和分析这批资料中面波信号的频率特性,将处理所得各炮点面波的频率范围列于表1。5面波信号高频成分由此次大炮记录面波资料处理分析,可得到如下成果和认识。1.该测线覆盖层横波速度约为290～600m/s,基本上随深度增加而增加,这与该地区砂层的实际地层速度结构(随砂层厚度递增)是相符的,覆盖层的厚度为120～160m,也与已知地质资料相吻合。2.面波信号的频率范围为0.5～11Hz,频带较窄。3～8Hz的信号能量较强,面波能量集中于此。3.信号高端频率偏低(低于12Hz)。面波信号的高频成分直接决定了面波勘探对浅表薄层的分辨能力,因而信号高频成分少,对浅表薄层的识别能力就低。如速度剖面图所示,地下第一层的厚度均大于13m,说明小于13m的浅表薄层已不能分辨。其主要原因是由于检波点道距(25m)太大,可识别的最小面波波长约为25m。根据波长转换系数计算,能够分辨的地下第一个地层的厚度约为12.5m。当然和浅表层勘探相比,浅表薄层不是油气等深层勘探所关注的重点。4.该测线面波信号低端频率可达到0.5～2Hz,从频率角度看,它已基本能满足近地表深层面波勘探的需要。但低频信号能量弱,频点稀,影响了较深地层的分析解释精度。主要原因是数据采集时仪器参数和激发接收参数都对低频面波信号做了强压制的缘故。5.上述情况表明反射波大炮资料中仍然保留了大部分面波信息,通过处理也可将面波参数提取出来,这是面波分析能够顺利进行并用来解决地质问题的前提。6.将面波信息从大炮记录中提取出来进行分析处理的方法简便,技术也较成熟,应用它解决浅层地质问题经济有效,前景良好。7