地震勘探的基本原理范文
時間：2023-11-09 17:48:12
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篇1
1.國內外發展現狀
從80年代至現在，高分辨率地震、三維地震、發展開始成熟，而且井間地震、四維地震、多波多分量勘探等的新技術及方法方法開始應用，和勘探技術對應的檢波器的型號也不斷的發展，例如高性能壓電檢波器、四分量檢波器、渦流檢波器、四分量檢波器等。初步統計得出，當前一共12個系列25種型號的檢波器在油氣資源地震勘探中使用。
國內地震檢波器大約有五十多年的歷史。五六十年代國內基本仿制蘇聯還有美國的檢波器；七十年代國內自行研制地震檢波器；八十年代主要為引進階段，例如西安石油勘探總廠等。90年代以后，以增加高分辨率勘探為目的，物探局儀器總廠、西安石油勘探儀器總廠推出了一系列檢波器，是的地震檢波器的勘探得到擴展。近年來，MEMS技術發展很快，采用MEMS技術的數字地震檢波器開始出現。ION公司以及SERCEL公司在2000年前后分別推出地震檢波器，并且具有全數字的特點，開始在野外不斷應用。數字檢波器實質上是分辨率很高的微加速度計，國內對其研究還處于開始階段。
2.高分辨率地震勘探對地震檢波器的要求
2.1 地震勘探的基本原理
地震勘探基本原理如圖1所示，激發之后地震波在遇到不同地層的分界面發生反射，設置在地面上的地震檢波器把振動信號轉換成電信號，電信號被地震數據采集系統檢測，進行數字化并記錄，通過分析地震數據就得到地震波運行的時間還有速度信息，進而得到地層分界面油氣資源的埋藏深度。
圖2為遙測地震油氣資源勘探中的慣性傳感器采集部分的結構，其采用24位的作為數據采集單元。
（1）信號只需要前一級的簡單模擬過濾器，采用24位A/D進行轉換，大大縮短模擬信號通道，有利于降低信號的失真度提高信噪比；
（2）對去假頻（即防混疊）濾波器大大簡化，提高濾波性能。
2.2 地震波的形成和衰減
將作業地層看成系統對待，震源激發出現的激發波形看成系統的輸入信號，那么傳輸到達地面的地震波為系統的輸出信號。輸出信號主要由輸入信號還有系統特性決定，即地震波波形為震源還有地層共同作用的產生的。地層對震波振幅、頻率特性產生影響主要有三種。
2.3 分辨率公式
通常垂直分辨率的極限約等于主波長的1/4。當前使用的近似的時間分辨率公式，也就是“時間厚度”：
其中，—層速度，—視波長，—可分辨厚度。
以上公式前提是地震子波為理想的Ricker子波。相關證明得到：上述分辨厚度下，子波的過零點出現互相重合情況，疊加的合成波形在兩個波峰位置產生波谷，波谷振幅為零，而且兩個波峰分開。實際上地震子波不可能產生嚴格意義零相位的，并且反褶積沒有將它其壓縮成正峰。
3.動圈式檢波器的討論
3.1 檢波器的動力學模型
檢波器的動力學模型如下圖，彈簧在檢波器外殼上進行固定，彈簧上懸掛質量體，當存在地震信號時，外殼和大地一起振動，質量體通過彈簧帶動做阻尼振動，力學方程如下：
3.2 噪聲
在所有噪聲源當中，一般環境噪聲幅度最大，如刮大風檢波器的噪聲輸出強度約20～80，小風達到為。安靜地區大地振動的速度噪聲峰峰值只，相應的噪聲電壓峰峰值。除了外界噪聲源，檢波器噪聲包括慣性體的布朗噪聲還有電阻熱噪聲。對于克量級的檢波器，大地振動噪聲高于布朗噪聲4-5倍，因此檢波器的布朗噪聲能夠忽略。電阻熱噪聲的噪聲密度計算方法如下：
k—玻爾茲曼常數；T—絕對溫度；R—線圈電阻值；檢波器；線圈電阻；計熱噪聲密度只有。
3.3 常用的檢波器組合方式
地震道通常是2-4個串檢波器串并聯，串并組合的方式及相關特點一般和石油勘探的目的相關。不同組合目的在于，利用有效波還有干擾波的不同，來干擾波進行抑制，并突出有效波。下表給出了不同檢波器組合的性能特點。不同的檢測波組合性能參數表如表1所示。
其中：n—檢波器的總個數；—并聯子串數；—子串檢波器個數；；—為串組合的增益；—阻抗比（串組合和單只檢波器的阻抗比值）；—為動態增量，在具體勘探當中，要按照油氣藏探區的干擾波類型還有其頻率特性以及勘探目的層深度和其它因素來對檢波器的組合方式進行設計，目的是找到適合此藏區的特定通頻帶的組合。具體的組合點數根據施工區的表層特點來決定，當表層干擾十分嚴重時，采用點數的數量比較大，例如沙漠區勘探組合點數一般大于30個。
3.4 諧波失真
篇2
【關鍵詞】波速測試技術；瑞雷面波；頻散曲線
面波法波速測試技術是地震勘探方法之一，也是地球物理勘探技術的一個分支，目前已廣泛應用于第四系地層的劃分，地基處理效果評價探測地下空洞，評價飽和砂土的液化，計算各種彈性動力參數，評價地基的承載力等，并取得了良好的應用效果。
一般來說，面波法波速測試可原位測定瑞雷面波（R波）在巖（土）體中的傳播速度，從而避免了室內測試所帶來的誤差，它能有效地解決許多地質問題，諸如確定建筑場地類別能快速、經濟的對場地進行分層，并給出每層的剪切波速度等；并可計算工程動力學參數，如動剪切模量、動彈性模量等。
1、面波基本原理及工作方法
1.1基本原理
面波（瑞雷面波）和折射波法、反射波法一樣，它也是利用彈性波場特征進行勘探，只不過面波波場特征與體波有較大區別。在相同的介質中，縱波波速最快，橫波次之，面波最慢。在層狀介質中，拉夫波是由SH波（水平方向S波）與P波干涉形成的，而瑞利波是由SV波（垂直方向S波）與P波干涉而形成，且R波的能量主要集中在介質自由表面附近，其能量的衰減與r-1/2成正比，因此比體波（P、S波∝r-1）的衰減要慢得多。在傳播過程中，介質的質點運動軌跡呈現一橢圓極化，長軸垂直于地面，旋轉方向為逆時針方向，傳播時以波前面約為一個高度為λR（R波長）的圓柱體向外擴散。
面波勘探是按照測網的布置，在測點上逐點進行觀測，每一個測點根據地質任務和勘探深度的要求，測得一條頻散曲線，利用頻散曲線的速度進行分層、計算有關參數等，從而達到巖土工程勘察之目的。
1.2基本工作方法
在外業工作正式開展之前，首先在測區平坦地帶上做展開排列試驗工作，進行現場干擾波調查，識別地層的各種地震波列信號特征，確定測試方法的觀測系統及參數。
在實測工作中，一般把檢波器對稱埋置在勘探點的兩側，震源點和檢波器應布置在同一條直線上，并在排列兩側激振。
2、應用實例
2.1工程概況
廣西某基地住宅樓正處于施工圖設計階段，物探任務為通過面波（場地土剪切波速）測試，對該建筑場地類別做出判別。根據地質資料揭示，場地土層主要為第四系人工堆積層（Qml）及中更新統沖積層（Qal），下伏基巖為第三系南湖組（En），主要為泥巖，局部夾有薄層狀泥質粉砂巖。場地平整后，地基巖土主要為風化的泥巖、泥質粉砂巖。巖土層間具有一定的波速差異，具備瑞利波勘探的地球物理條件。
2.2工作方法
在測區內的地質勘探鉆孔處共布置了3個面波測試點（如圖2.2-1），采用了12道4Hz檢波器接收，道間距為2m，偏移距為10m～30m，采樣間隔為0.25ms～1ms，錘擊激發方式，用10.88kg大錘直接錘擊厚木板激發。
面波勘探工作使用了重慶水電物探研究所研制的SWS-3型工程勘探與工程檢測儀。
2.3資料整理與解釋
資料分析和解釋使用SWS處理軟件，通過對頻散曲線進行定量解釋，得到面波勘探點處的各地層的厚度及剪切波速度，根據剪切波速平均值與覆蓋層平均厚度的情況來確定建筑場地類別。圖2.3-1～圖2.3-3為面波頻散曲線波速計算分層成果圖。根據頻散曲線特征，把地層分為6-9個波速層。
2.4成果分析
由面波頻散曲線波速計算分層成果，并把面波換算成剪切波，對場地土進行剪切波速度統計，剪切波速度加權平均值計算公式如下：
Vse=d0/t
式中：
Vse——土層等效剪切波速（m/s）
t——剪切波從地面至計算深度之間的傳播時間
d0——計算深度（m），取覆蓋層厚度和20m二者的較小值，其中覆蓋層的厚度按地面至剪切波速大于500m/s的地層頂面的距離確定
di——計算深度范圍內第i層土層厚度（m）
Vsi——計算深度范圍內第i層土層的剪切波速度（m/s）
n——計算深度范圍內土層的分層數
計算成果見表2.4。
2.5結論
通過對擬建建筑物場地土的剪切波速測試，提供以下結論：
在測試范圍內覆蓋層的等效剪切波速平均值為309m/s根據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）表4.1.6，本場地屬Ⅱ類場地。
3、結束語
通過工程實踐面波勘探可以得出如下幾點：
（1）面波勘探提高了工作效率，可以解決如探測建筑樁基根部埋深，高速路無損檢測、探測地下空洞等地質問題，很好的為地質和設計服務。
篇3
一、課程建設的基本思路
1.專業崗位職業能力分析
（1）職業描述。物探專業主要面向石油、煤礦及其他礦產資源勘探開發的行業企業，主要職業崗位群包括利用地球物理性質進行野外地震資料采集、地震資料數字化處理、地震資料地質綜合研究等。主要工作崗位有野外資料采集過程的地球物理師、解釋員、處理員、技術工人等。
（2）課程模塊化項目實施步驟。 第一，行業領域——進行行業、企業調研；第二，工作崗位領域—提煉核心技能；第三，課程領域—確定核心課程模塊化項目、重構課程結構、編寫教學指導方案、開發項目教材。
（3）物探專業人才建設的切入點。物探專業的主干專業—野外地震數據資料采集施工專業；主要產品—數據記錄資料；主要過程—施工生產過程；主要技術—施工技術。
（4）培養方向。服務于石油、天然氣的勘探與開發單位，煤層、煤層氣的勘探與開發單位，礦產資源勘探與開發單位，從事野外一線的地震資料采集工作，室內地震資料處理工作，地震資料綜合地質解釋工作。
（5）職業目標定位。地球物理勘探的工作過程對人員技術要求不同，如圖1所示。
圖1
（6）就業崗位（群）。就業崗位（群）包括主要工作崗位、相關工作崗位和發展工作崗位。主要工作崗位包括野外資料采集技術人員、解釋員和處理員；相關工作崗位包括施工監督員、大小線查修工、鉆井爆炸監督、儀器操作員和測量員；發展工作崗位包括野外資料采集物理工程師、地震勘探監理、地震數據處理工程師和地震資料解釋工程師。
2.課程建設的思路
筆者學校借鑒CBE、MES、KH等教學課程模式，參照東方地球物理勘探公司員工培訓項目，探索創新核心技能模塊化項目課程體系，擺脫了以往的學科教研室結構體系下進行課程設置的“學科型”課程設置，建立了“職業型”課程設置。在教學內容組織安排時，充分考慮到企業職業的需要，按照社會、行業中的職業要求安排教學課程內容，實現由職業定專業。根據企業工作崗位要求和學校教學領域覆蓋的職業崗位對應的專業中應具備的綜合能力，形成以職業技能為主，以職業資格標準為切入點，以就業為導向，將基礎理論專業知識與職業技能結合的模塊，形成模塊化核心技能項目課程，組成以教師團隊為主的不同工作室，建立以班主任為首席教師制的職業技能團隊或骨干教師、專業帶頭人的工作室結構，改變了以學科為中心的教研室結構。由首席教師牽頭組建團隊，進行教學與教學研究活動。同時組建與技能模塊相對應的項目課程，形成模塊化項目課程教師工作組團隊。
二、模塊化項目課程體系框架
學校教務部和教學督導室根據市場部與培訓部提供的企業崗位用工要求，結合歷屆畢業生在東方物探、煤層氣、中聯煤等單位反饋回來的信息，對原有的課程設置、教學內容、教學方法進行調整改進，建立了“公共課程模塊+基礎技能模塊+核心技能模塊”為主的課程設置模式，確立以核心技能培養為課程改革宗旨，以建立核心課程開發為主體的教材建設，以教學項目設計為專業課程重點的體系建設。
1.公共課程模塊
貫穿三個學期，教學項目內容包括：文明社交禮儀、應用文寫作和演講、計算機軟件操作、簡單專業英語翻譯。這些教學項目所包括的相關課程有德育、語文、數學、物理、英語、計算機應用基礎等。這些課程是專業核心課的基礎、工具，是學生必備的文化素質能力。
2.基礎技能模塊
在學生入學一至四學期進行基礎技能課程教學，包括電工電子技能、英語聽說讀寫能力、計算機操作能力、獲得野外地震資料并處理解釋能力，是對接核心技能學生必須掌握的專業關鍵課程。以“學、做結合”教學模式進行專業基礎技能訓練，對完成工作任務應掌握的技能基礎知識、實驗實訓所具備的技能基礎知識組成的模塊，由若干個項目課程組成，使學生對專業崗位的基本專業技能有初步的認識。
3.核心技能模塊
安排在第五至第六學期，包括野外地震勘探施工能力、野外地震采集資料處理能力、地震資料綜合地質解釋能力，即根據地震地質任務進行野外施工的能力并將野外采集地震資料按處理流程轉化成地震剖面，對地震剖面按資料解釋流程進行地質解釋確定油氣藏及井位。第五學期在校內外實訓基地實施以“工學結合”的模式進行項目實訓。重點針對專業崗位技能或職業技能進行訓練，學校與生產單位聯系，由教師帶隊3～4周到野外地震隊生產一線各班組參觀實習，熟悉各工種具體工作內容。另外利用校內實訓設施—東方公司生產單位應用的軟件，完成一條測線的處理流程及簡單地震剖面解釋，項目是生產單位的勘探項目，從而保證教學內容與實際工作完全一致，體現了教學過程的開放性和職業性。第六學期安排專業生產性實訓，頂崗生產。在真實職業環境中，注重專業技能的拓展、職業習慣的養成和企業文化的了解，使學生的綜合素質更加貼近工作崗位的要求。
三、模塊化項目課程及教學項目的實施
在教學過程中，我們要求實踐教學體系與職業崗位能力要求相吻合，專業校內生產性實訓的比例超過50%，強調校外頂崗實習等綜合能力模塊訓練，達到學校學習與就業崗位的有效對接。
1.基礎能力模塊項目訓練
（1）知識：掌握電工、電子技術的基礎理論，根據電路焊接地震元器件；掌握簡單的數學、高等數學的運算規律；掌握基本的計算機的操作、應用；掌握英語的聽說讀寫。
（2）能力：掌握觸電預防與急救、基本元器件的識別與測試能力，熟悉常用儀表儀器設備的使用；掌握數學的分析計算能力，掌握英語的聽說讀寫能力，掌握計算機的基本應用能力，掌握電子元件的焊接 能力。
2.專業能力模塊項目訓練
（1）知識：熟悉地震勘探的工作流程，掌握地震勘探的基本原理、野外采集數據的流程、地震組合的原理及方法、多次覆蓋技術的方法，掌握測量的基本原理，掌握野外鉆井、爆炸機的原理及使用方法，熟悉儀器接收地震記錄的方法，掌握地震數據處理的原理和方法，掌握地震資料解釋的原理和方法，掌握石油地質的相關理論。
（2）能力：培養學生進行野外地震勘探的能力：能根據需要完成的地震地質任務設計施工方案，并根據設計方案完成野外施工任務，獲取野外地震資料。軟件應用能力包括應用解釋、處理軟件根據流程進行解釋處理的能力。
3.綜合能力模塊項目訓練
（1）綜合能力訓練一。知識—數據處理流程、資料解釋流程。能力—能綜合運用所學知識和技能進行GeoEast一體化軟件應用，按處理流程處理測線，按解釋流程進行地震剖面解釋。
（2）綜合能力訓練二（校外：生產實習與頂崗實習）。知識—了解野外生產全過程；了解企業工作流程和企業文化；熟知生產流程及工作方法。能力—獨立工作能力、解決問題能力，綜合運用知識解決實際問題的能力；撰寫技術報告和編制技術資料的能力；能參與施工和管理，能處理施工中發生的一般技術問題和團隊協作能力。
我們通過對工作項目分析，獲得每個項目的具體工作任務。對完成任務應掌握的職業能力做出詳細描述，按照工作的相關性設置課程，按照項目課程類別要求，對工作領域中涉及的項目課程進行了劃分并對實驗、實訓場地進行了建設。如表1所示。
表1 物探專業技能模塊項目課程
工作領域（模塊） 項目課程 實驗實訓場所
野外資料采集操作與管理 工區踏勘 濃縮儀器采集實訓室
周口店野外地質實訓基地
地震資料采集前的方法分析過程
選擇合適采集技術、進行初步論證
編寫地震資料采集施工方案
野外資料處理 野外采集記錄接受 GeoEast解釋處理一體化實訓室
野外采集資料預處理
地震資料反褶積處理，地震速度分析
靜、動校正疊加、疊前、疊后偏移處理
野外資料解釋 分析工區地震記錄特點，逐線且閉合追蹤有利地質層位 地質構造解釋陳列實訓室
地震資料構造解釋、地震資料巖性解釋
井位確定 確定油氣藏量 多媒體實訓室
確定井位
成果報告
通過對工作流程和具體任務要求的分析，明確課程教學目標和階段性教學目標，組織課程內容構建行動學習項目。以項目課程為主體，對工作項目進行分析，獲得每個項目的具體工作，我們把工作任務相關的職業能力加以整合序化，轉化成學習型課程工作任務，組成核心技能教學項目，對核心技能教學項目進行課時分配。在教學設計過程中我們堅持學生實踐過程以真實的實訓基地或仿真模擬演練為主，保持與企業工作現場一致，堅持教學項目設計標準與企業技能鑒定標準相一致、項目完成與成果展示相結合。
在開發課程體系時首先確定職業工作，再整合典型實際工作任務和適應于教學的工作任務，最后轉化為專業核心課程的教學項目。在開發課程化系時，以下是物探專業技能模塊項目課程教學課（表2）。
表2 項目課程教學方案
項目課程名稱 地震資料采集前的方法分析過程 總學時 66 項目名稱 施工區域的觀測系統定位 學時 18
教學
目標 1.能夠設計施工區域的觀測系統，對現場有應變能力。
2.對施工現場復雜的地形，能夠正確改變觀測系統。
3.遵守HSE管理規定，有團隊協作精神。
教學
內容 1.HSE安全知識
2.懂得排列的布控、檢波器的使用、組合炸藥的原理。
3.反射波的原理。
4.記錄的分析。
工作
任務 1.確定采用的觀測系統。
2.根據激發點和接受地段的相對位置，確定道間距、排列長度、偏移距、最大炮檢距。
3.根據工區的實際地形確定觀測系統的圖形擺放圖示法。
4.對工區可能出現的各種干擾波的處理方案
教學
方法 項目教學法、講授、實踐操作、項目團隊協作學習、多媒體演練
活動設計 應知 應會 拓展知識
1.根據工區的復雜地形能夠合理設計觀測系統。
2.利用多媒體演示整個設計過程。
3.制定施工計劃并實施。
4.對地震記錄能夠判斷。 1.地震勘探原理
2.石油地質基礎
3.采集接收原理
4.儀器操作原理 1.采集設備的使用與維修。
2.資料采集操作流程。
3.鑒別地震記錄、能夠簡單處理。 電法資料采集方法
四、實施的成效
第一，通過模塊化項目課程教學，在實踐工作中提升學生綜合能力，樹立團隊合作意識。學生不僅掌握專業知識和技能，而且也學會與他人合作。通過物探專業模塊化項目課程教學，使學生學習環境更接近崗位工作環境，在實際工作中，讓學生了解到團隊協作的重要性，學會溝通技巧，提高團隊協作能力。
第二，有效提高教師隊伍的整體教學水平。通過各專業的模塊化教學，教師樹立了以首席教師為主的教學團隊，在教學過程中教師資源共享，教學在整個專業團隊協作過程中相互溝通，不斷提高，在教學設計中獻計獻策、不斷創新思路、開闊視野。同時，學校合理整合利用六大實訓場地和一個校外實訓基地，充分發揮了學校現有教學設備的作用。
第三，教學效果得到明顯的改進，模塊化教學中的每個子項目都是一個相對獨立的工作，由學生自主和合作完成。學生在實踐鍛煉中學會了思考、學習、動手實踐的過程，達到提高學生職業能力的教學目的，增強了專業核心能力的培養，保證了學生在學習過程中的學習質量。
參考文獻：
[1]黃寶麗.高職院校校企合作實踐模式的研究與實踐[J].中國職業技術教育，2014（7）.
[2]陳炳森，陳韶光.高職專業核心課程實施項目化集中教學的研究[J].廣西教育，2012（12）.
[3]蔣志梅.高職展示設計專業基礎課與核心課程項目化貫穿性研究[J].職業時空，2012（12）.
篇4
關鍵詞： 萬道地震儀； Q系統； 單點檢波器； 組合
中圖分類號： P631.4 文獻標識碼： A 文章編號： 1009-8631（2010）08-0036-02
一、引言
在地震技術誕生的早期，該項技術是在采集和處理兩個方面并行發展的，但采集技術在近20年來卻未有重大的變化。在陸上地震資料采集中，一般推廣應用的是遍及采集網絡并按規則圖形布置的檢波器組合法，記錄的信號是經電合成后再數字化，是一個簡單的線性求和。
地震采集技術長期存在的噪音和畸變問題可以通過分散記錄單個檢波器道的信息來消除，檢波器接受的大部分干擾信息數據電合成后被混合，實際上已不能進行反褶積。通過單個檢波器記錄，空間采樣可以用與瞬時采樣相同的方法來處理，使數據采集簡化為普通的測量，并提供無限的處理可能。
1994年關于單個檢波器與檢波器串數據的一項對比結果證明，檢波器數量減少了8倍，所處理的數據的分辨率也有明顯的改進。但是要求僅有幾百道、幾千道記錄能力的采集系統同時記錄大量分散的采樣是遠遠不可能實現的。
隨著計算能力和儀器研制水平的提高，西方石油工業界竟相采用體現當今世界先進水平的萬道(或超萬道)地震儀器，陸上可達3萬道。I/O、WesternGeco、PGS-Tensor等著名地球物理技術服務公司均具備了該類型儀器的制造能力[1]。隨著法國Sercel公司研制出了超萬道地震數據采集系統，WesternGeco和I/O等公司制造出了基于MEMS的數字檢波器，高密度單點數字地震技術應運而生[2]。由英國Vibtech公司開發的it系統是一套蜂窩地震數據采集系統，具有幾萬道的帶道能力，使得用戶能夠真正獲得3D勘探的空間對稱采樣率，其在in-line和cross-line方向上波場采樣率相等[3]。
斯倫貝謝公司研究和開發了Q系統。該系統能以2ms的采樣率實時記錄30000道的信息，有了這么多分散的地震道，地球物理解決的方案就能有效地從硬件中解脫出來。
二、Q系統
將地震道采集從幾千道躍升到30000道的關鍵技術是網絡技術，以2ms的采樣實時記錄30000道的能力依靠的是運行于3個層的尖端電纜和光纜網絡，對每個檢波器的精確定位，可靠的傳輸信息，即使網絡的某一部分中斷，數據也會被自動地改線繞行。
該系統有一套地球物理軟件，在信號到達中心記錄系統時，通過這個軟件系統對每一炮的每一道記錄都進行統計學質量控制，記錄記帶前都進行了噪音壓制和干擾校正。該軟件系統能對單點接受的信息進行智能數據成群(DGF，digital group forming)處理，使得采集到的地震數據能被多次處理，從而得到每個感興趣目標的最佳結果。
Q技術有以下優點：①提高成像質量，以便更好地準確地確定井位；②采集到的數據具有高度可重復性，能提高四維勘探質量；③能與多分量技術完全兼容，可應用于3D/9C地震勘探中；④能同時進行井下和地面采集；⑤具有高頻信號、大炮檢距信號的保護作用；⑥具有較寬的頻帶，垂直分辨率得到提高；⑦具有足夠的空間采樣，能消除空間假頻，提高橫向分辨率；⑧檢波器串較輕，但能獲得與常規組合檢波同樣的效果。
三、Q-Land系統
Q技術的第一個版本是Q-land,它代表了地震成像質量和數量的飛躍，且在海上和井下的應用也很有潛力。Q-land是科學家和工程師們回到地震勘探的基本原理，是克服目前實踐中的限制而獲得的結果。他們提出了Q-land系統記錄單個檢波器的信號而不是記錄常規系統中所用的檢波器組合輸出信號，并提供實時記錄30000道的采集能力（2ms采樣），改善了對目的層和井位的選擇，減少采集時間，并提供充足的證據，證明儲量估計，協助生產和儲層管理,Q-Land系統尤其適用于那些地表復雜地區、信噪比較差、面波干擾嚴重、有靜電問題或高差變化大的地區。Q-Land克服了以往常規組合檢波中存在的地球物理方面的明顯缺陷，即波數問題、干擾問題和輸出采樣問題。
（一）波數問題
組合檢波求和相當于正弦類型的波數響應，因此受到旁頻帶的損害，輸出將不含有所需要的通帶形狀。波數響應具有頻率和時間的獨立性，理論上較高的頻率應該有一個較大的波數帶，當反射時差隨波至時間的減少而增大時，波數帶在炮集剖面上的淺層應該有更寬的波帶。
（二）干擾問題
常規組合檢波中，檢波器組合內每個檢波器都有一個不同的高度、耦合差異、不同剩余動校正和組合內靜電干擾，而組合檢波的輸出信號是單個檢波器的簡均。上述干擾得不到校正，不可避免地影響了組合輸出的質量。
（三）輸出采樣問題
由于檢波器組合的長度通常是固定的，因此波場的輸出采樣也是固定的，所以限制后續資料處理階段的選擇。Q-land系統采用單檢波器接收和分組技術克服了目前常規地震采集中的上述問題。
單點單檢波器地震勘探技術就是在野外，按照以往的組合形式布設獨立單個檢波器，相互之間不用纜線聯接，每個檢波器的數據獨立的輸入到地震采集站的地震通道中，獨立記錄。地震數據在資料處理中心由資料處理員經過分析，根據不同點的噪音發育情況確定不同的組合形式，或組合、或不組合、或小組合、或大組合，以壓制這個物理點的噪音，這種組合方式稱之為數字組合方式。單點接收示意圖如圖1所示。
單檢波器記錄要好于采樣，并在時域數字記錄領域應用了去假頻技術，用點接收記錄可將基本采樣規則擴展到空間范疇；對單檢波器記錄作適當的預處理有利于分組輸出數據集的計算，這些數據基本上不含假頻噪聲。
高密度單點地震技術是指采用萬道地震儀和數字檢波器進行單點激發、單點接收（間距5～10m，小于噪聲波長的一半）、大動態范圍、多記錄道數、多分量地震、全方位信息、小面元網格、高覆蓋次數的特高精度三維地震技術。它可以在組合前，對每一點作靜校正、振幅和相位校正，克服常規檢波器串接收中的頻率和相位破壞，該技術不但省去了野外組合，也極大地提高地震資料的縱橫向分辨率及信息精度，促進勘探開發技術向特高精度發展，對山地勘探和小斷塊、薄儲層、小砂體、小尺度孔洞的識別以及精細油藏描述更加精確[2]。
（四）數據處理
常規資料采集中，空間采樣間隔常受到成本和作業效率的限制，因此常采用組合檢波以減弱相干噪聲。另外，當使用檢波器面積組合時，空間采樣必須滿足二維采樣的要求。
在采集和處理過程中的某些階段，單檢波器接受的數據體通常會借助分組處理來減少。一般說來，分組處理要比點接受資料的線性求和要復雜得多。用于處理單檢波器接受信息的一種數據處理算法的工具箱可以改善分組的結果。
與常規組合檢波相比，用單檢波器接收地震信號可以減少檢波器的數量，這樣會影響到隨機噪聲的減弱，但這可通過點接受記錄的分組處理來完成。如果自然界中的環境噪聲是隨機的，可通過檢波器輸出信號的線性求和而將其減弱為檢波器的平方根倍。然而自然界中的環境噪聲純粹是隨機的則很少，這些噪聲一般均具有一定的相干半徑，其衰減比覆蓋次數的平方根要小些，因此組合檢波和單點檢波之間有一些差別。另外，對點接受記錄進行分組處理也不再是一個線性求和，而是應用了較先進的噪聲衰減技術，如分組技術就是將軟件工具箱中的幾種算法應用于單檢波器記錄，這些算法包括組內時間漂移校正、相干噪聲衰減、空間去假頻保護和減少隨機噪聲等。
對單檢波器記錄進行分組處理可有不同的選擇，分組處理能減少數據流量，但缺乏靈活性，并需要預先確定分組參數。斯倫貝謝的Q-Land系統可以將所有的單檢波器記錄數字化后傳輸到儀器后再記錄，易于數字成群處理，用儀器車上的DGF傳送一個或多個數據集，其道間距已針對特定目標進行了優化。在數據處理中心需要利用記錄在磁帶上的單檢波器記錄，對分組作進一步試驗，以找出最佳分組方案。資料處理雖然具有很大的靈活性，但資料處理過程中數據量將會大大地增加。在DGF處理中，點記錄的密集的采樣便于衰減地滾波和噪聲。圖2為DGF處理前后的記錄資料，圖2（a）有明顯的地滾波，圖2（b）的資料空間分辨率明顯提高。
30000道地震采集系統是邁向無假頻記錄地震波場的重要一步。雖然由于作業和成本的限制，還不能記錄全覆蓋波場的信息。在用很小道距記錄單炮信息時Q技術可記錄包括相干噪聲在內的所有無假頻單炮記錄。
四、結束語
1. 單炮檢波器徹底拋棄了檢波器串的概念，無假頻地記錄噪聲，方便后期組合，極大地改善了野外工作效率，降低了勘探成本，縮短施工周期，使地球物理勘探技術上升了一個新臺階。
2. Q技術的開發和應用使地震勘探向高密度采集、高信噪比、高分辨率方向上升了一個新水平，該技術在西部的山地勘探和小斷塊、薄儲層、小尺度孔洞的識別及描述中具有實際意義。
參考文獻:
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篇5
關鍵詞：石油勘探；物探技術；關鍵技術突破
中圖分類號：P618 文獻標識碼：A
1 引言
隨著社會的不斷發展，人們對石油資源的需求也越來越大，而現在的石油資源幾乎不能滿足人們日益增長的石油需求，因此加大對石油地質勘探技術的研究可以有效的推動我國經濟建設的發展，這就需要不斷創新石油地質勘探技術的創新，來緩解我國石油行業對石油需求的壓力，物探技術的應用在石油勘探中發揮出了巨大的作用，隨著科技的進步，石油物探技術發生了翻天覆地的變化，同時石油物探技術是石油公司實現成本降低，效益增長的主要途徑之一。
2 物探技術的概念
物探技術，它的全稱是地球物理勘探技術，被用來檢測地質水文條情況的。因為使用儀器來檢測不同的地質對象時，儀器會顯示在各自不同的物理性質不同的對象不同，每個礦都有其對應的物理特性，但這項工作是利用地球物理技術，實現地質測量的原理。通過精確地測量，測量出對象物理場的分布，根據該指標的先進儀器地球物理技術，場分布的物理特性之間的差異，確定實際的地質結構，分布和可檢測工程中容易遇到的問題。
3 石油物探關鍵技術的突破
3.1 石油物探技術的應用
物探技術的應用，其基本原理是：通過刺激礦物表面形成振動信號，這個信號傳播媒體又以地層，地層中的發送信號給勘探設備在地面上，信號在傳播過程中，由于油層的不同地質構造中的不同的物理性質，這也反映出了體波，面波相關信號是不同的，信號之間的對應是判斷地質結構和屬性的關鍵所在。
體波會將根據不同的地層狀況得到不同的反射或折射現象。顯然，信號在地層中的傳播過程中所通過的地層是多層的，多地質物性的，而不是單一屬性的。當下覆層的波速比上覆層的波速要大的時候，信號就會在分層地層傳播時，就會產生比較顯著的折射現象。還有就是當下覆層的波阻抗比上覆層的波阻抗大時，信號就會在分層地層傳播時，就會產生比較顯著的反射現象。面波。儀器在地層中的傳播中會發送一個信號，當通過不均勻的傳輸介質反射面波信號將表現出分散的現象。當信號的頻率發生變化時，面波的速度也會發生變化根據勘探深度的變化，當波速趨近與勘探的深度層時，就會得到比較準的勘探信號。
3.2 石油物探關鍵技術的突破
（1）加大地震裝備的投入。國際上地震采集技術之所以取得了如此大的進展，根據相關資料研究表明，寬頻帶，款方位的采集技術的應用發揮了很大的作用。雖然中國石油在很多方面都取得了很大的進展，但是在多播勘探處理技術等方面還有一段差距，要想發展這些先進技術，對計算機運算能力，相應軟件提出了很高的要求，這時，要想趕上或是超過國際現有石油物探技術，就要加大地震采集的投入。
（2）積極使用高新技術進行石油物探，嘗試新方法，進行新試驗。引進國際先進但是國內仍未研究出來的高新技術，然后針對國內油田的地質特點進行改進，在不斷的試驗中求發展，求進步，選用性價比高的技術手段，做好相應的試驗記錄，并保存好試驗成果，以推動國內石油物探技術的進步，提高采油效率。
參考文獻
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篇6
1.1概率性神經網絡（PNN）
地震屬性和測井數據的關系，并不一定是線性的，利用概率性神經網絡的方法彌補井和地震間的非線性關系。概率性神經網絡（PNN）類似于多維屬性空間上的克里金，采用了局部化的作用函數，具有最佳逼近特性，且沒有局部極小值。每個輸出點把新點處的新屬性組與已知的培訓例子中的屬性進行比較來確定的，得到的預測值是培訓目標值的加權組合。概率神經網絡方法具有高度的容錯性，即使某個井旁道地震參數或某個網絡連接有缺陷，也可以通過聯想得到全部或大部分信息。因此，用概率神經網絡建立地震屬性和測井特征屬性之間的映射關系可靠性高。概率神經網絡方法還具有動態適應性，當地質巖性類別變化或地震參數修改時，網絡可自動適應新的變量，調整權系數，直到收斂。對于受巖性控制的儲層，概率神經網絡是描述其地震屬性參數與巖性參數關系的有效方法。概率神經網絡是由多測井和多地震屬性參數組成的網絡。首先,將由測井曲線和井旁地震道提取的特征參數按照地質巖性參數分成若干類;然后,通過非線性數學模型的神經網絡學習系統,由輸入矢量產生輸出矢量,并把這個輸出矢量與目標矢量進行平方意義下的誤差對比;再以共軛迭代梯度下降法作權的調整,以減少輸出矢量與目標矢量的差異,直到兩者沒有差異訓練才結束。對于給定的培訓數據，PNN程序假設測井值和每一輸出端的新測井值為線性組合，新數據樣點值用屬性值X表示可寫。這里σ是PNN使用的高斯權重函數的關鍵參數，來控制高斯函數的寬度。式（2）和式（3）是概率神經網絡預測的基本原理，訓練神經網絡的過程實際上就是求解最優平滑因子的過程。
1.2交互驗證增加屬性類似于多項式擬合增加高階項，增加多項式高階將會使預測誤差總是變小，但屬性的個數絕不是越多越好。隨著屬性個數的增多，對預測的結果的影響越來越小，會明顯削弱未參與神經網絡訓練的那些點的預測能力，甚至造成預測誤差反而增大,這種現象稱為過度匹配。而且參與運算的屬性過多，也會影響到運算速度，因此通過計算驗證誤差來確定最佳的屬性個數，防止過度匹配，該過程就稱為交叉驗證。通過蘊藏井誤差分析的方法，驗證出現擬合過度的情況。求取遞歸系數時，選取一口井作為驗證井，不參與運算。利用擬合出的關系，得到驗證井的誤差值。以此類推，得到每一口井的誤差值，以參與運算井的平均誤差作為參考標準，來檢驗屬性組合個數是否出現擬合過度的情況。
2應用實例分析
研究區內油氣富集區主要為巖性控制，目的層段厚度70m左右，地震剖面上大約50ms，含油砂體主要發育在wellA，wellC附近，向周圍變化較快。針對目標層T41-T43之間進行井曲線交匯和巖性統計。wellA，wellC主要是含油砂巖，wellB、D、F主要是泥質砂巖、煤層，巖性差別很大。但從速度、密度曲線交匯圖版（圖1）來看，曲線交匯統計重疊較大，很難區分含油砂巖和泥質砂巖。wellA、wellB對應層位巖性明顯不同，在地震剖面也體現同樣的反射特征。因此基于測井和地震模型為基礎的常規疊后波阻抗反演很難準確識別這套含油砂巖。而更能反映巖性特征的GR曲線，則對這套砂體較為敏感，明顯地區分出了這套含油砂巖（如圖3所示）。因此我們采用本文介紹的神經網絡技術，在常規波阻抗反演的基礎上，預測GR曲線特征體。經過分析，把GR值65~75區間巖性賦值為含油砂巖，從而把這套儲層有效的區分出來，在此基礎上進一步計算砂巖厚度（圖4）。
3結論
篇7
[關鍵詞]物探 勘察 復雜滑坡 應用
[中圖分類號] P631[文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-11-105-1
0引言
隨著國民經濟的蓬勃發展，工程建設步伐日益加快，在工程地質勘察技術得到了前所未有的發展的同時，也對地質勘察提出了越來越高的要求。工程地質勘察作為整個工程最基礎的工作，它在很大程度上決定著整個工程的成敗。而地質工作與物探工作相輔相成，物探勘察是傳統勘察方法的延伸，它是地質勘探的一種重要手段，在傳統的地質勘察工作中，根據地質點或者鉆孔取得的資料進行分析歸納，對于深部地質體，沒有必要的和足夠的研究精度，而物探勘察技術能夠利用儀器大量加密觀測網進行間接觀測，彌補以往傳統手段的缺點，為地質結論的可靠性提供保證。
1工程物探工作的主要特點
物探勘察方法具有經濟、高效、施工簡單靈活、施工過程易于操作、信息量豐富等優勢，它可以獲取相對較好的探測效果。具體來說，工程物探具有以下幾個特點：
1.1工程探測的深度較小
工程物探設計探測的地下地質多為淺層，地球物理探測的深度的范圍大多在幾米到幾十米之間，最深也只會在一百米左右。
1.2探測的精度高
相關的工程建設企業和單位都希望城市物探方法具備較高的精度，而物探的平面位置與深度的誤差可以達到厘米級別，因而工程物探的精度是非常高的。
1.3對施工場地的要求不高
經常要求工程地球物理探測控制在幾天或十幾天內快速地完成，它是工程地質勘察、工程測試任務，其中搶險工程評價項目則可能要求在一天或幾個小時之內提供探測結果。因而物探對施工場地的要求不高，可以快速地完成。
2滑坡勘察中常用的物探技術方法和基本原理
2.1電法勘探
電測勘探法被廣泛應用于覆蓋層厚度和巖性變化情況的研究。近幾年發展起來的高密度電阻率法在城市工程中慢慢的成為獲取淺層導電性信息的較為活躍的方法，在地下管道的探測和地質結構劃分中發揮著越來越重要的作用。這種勘察方法的對象大多為有不同電阻率的水平巖層，它在呈水平或傾角不大的巖層可以發揮出特有的優勢，相反對于傾角很大的巖層，解譯工作就會變得困難起來。因而我們可以總結出，采用此方法的前提是：周圍的物質與測量層必須具備明顯的物性差異，利用一定的電極裝置，可以對電阻率異常的分布規律進行監測，從而認識地下地質體電性結構。如果遇到的地層是不同性和不均質，所得的電阻率則為非真電阻率，它綜合反映了不均質體，這種電阻率被稱為視電阻率。隨著供電電極間距的差異，可獲取不同深度的視電阻率，利用視電阻率的分布規律，對物性變化進行了解。
2.2電剖面法
與電測深法沒有本質的差別，電剖面法是一種被廣泛采用的勘察方法，它們都是以研究人工電場在地下的分布規律作為基礎。電剖面法與電剖面法相結合，可以有效地勘察基巖面起伏規律和斷裂帶分布。電剖面法主要包括聯合剖面法和對稱四極法等。沉積巖是電法勘探主要研究對象，是在電法勘探中，是進行電法工作的物理前提是巖層電性也就是電阻率的差異。而巖層含水情況是影響電阻率的主要原因，同時電阻率還取決于水溶液的存在狀態和水溶液的礦化度。
2.3地震勘探
地震的勘探主要包括折射波法和反射波法。地震勘探的主要原理是利用觀測折射波或者反射波時間場沿測線方向的時空分布規律的，確定地下折射面或者反射面的性質、深度以及構造形態。對比于其他的物探方法，地震勘探方法具有解釋成果單一和精度高等優點，但是它的成本較高。我們所看到的物探剖面是經過校正后并賦以地質內涵的折射波反射波時間剖面（它的本質上是不同地質體的折射波或者反射波的波速差異）。地震勘探形成的結果與其它物探解釋成果相同，因為物理力學指標存在差異，不同地質體的波速有可能相近，而相同地質體由于所遭受的內力或外力地質作用的不同，波速也有可能產生差異。在覆蓋層探測中，淺層折射法具有明顯的技術優勢，在空洞和考古探查、隱伏構造中也可成功應用，然而這種方法會受到施工場地的影響。波速測試的主要方法是透射波法和直達波法，這兩種方法對測試條件的依賴較強。其中彈性波CT技術在近年來得到了很好的發展，目前已可以為研究工程建設場地動力學提供具備參考價值的參數。另外，近十幾年來發展起來的瑞雷波法逐漸成為淺層勘探和原位測試一種不可替代的重要手段，它的瞬態方法應用較多，且相對來說設備比較輕便，因而施工更為簡易靈活。瑞雷波法對淺層具備較高的分辨力。瞬態瑞雷波法還有淺層反射法是廣泛應用的淺層地震方法，但事實上它們對淺層的反映能力存在著差異。
2.4重力法
重力法作為物探方法的重要輔助手段，它具備重力測量受干擾較小、精度較高的優點，這種方法在探測近地表地層空洞、不均勻性、小型地質密度異常體和人工結構的地下遺址等方面得到了越來越廣泛的應用。但在應用過程中，應該注意考慮地形、天氣和振動等情況的影響。
3結束語
全面地了解各種物探手段原理，可以幫助我們提高對各種地質體工程地質性質的理解和認識，有助于正確地使用物探成果。接近的數值或者相似的物探曲線并不一定屬于相同的地質體，同時相同的巖性也可能具備著不一樣的接近的數值或者物探曲線。地質研究的重要理論依據是物探成果，因此對物探成果科學正確的使用可以幫助提高地質工作效率以及精度，為科研以及生產帶來可觀的經濟和社會效益，從而促進我國經濟的發展。
參考文獻
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篇8
Abstract： Aiming at the typical gay geological model， the seismic wave equation and finite difference method are used to do simulation research to the staggered grid seismic wave field. In order to get a first order rate of seismic wave equation， the original form of the seismic wave equation is deduced firstly. Then space-time dual higher order difference staggered grid method is used to do discretization. Finally the geological model simulation experiment is done and the corresponding wave field snapshots are obtained. The simulation results show that the algorithm is accurate with high computational efficiency， and the varision of variable grid is of important significance for the study geological model.
關鍵詞： 有限差分；地震模型；波動方程；正演模型
Key words： finite difference；seismic model；wave equation；forward model
中圖分類號：O241.82 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）02-0315-02
0 引言
隨著地震勘探面臨的勘探任務越來越復雜，地震勘探成效在很大程度上，取決于對基于符合實際介質模型的方法理論研究。本文就詳細介紹了有限差分法對交錯網格地震波場進行的模擬仿真研究。一般的有限差分地震模擬方法是規則的交錯網格。但是當地質體強縱橫向變速介質時計算效率卻很低。為此，人們研究了基于可變網格和不規則網格的地震波數值模擬方法。它對地質模型的離散化更為合理，同時，對于保持模型計算的靈活性也非常重要。從空間采樣的角度考慮，最有效的提高模擬精度同時又降低計算機內存需求的方法，就是在模型的不同區域采用不同的網格步長，即可變網格（也稱為不規則網格）[1]。
1 正演模擬方法原理
1.1 均勻各向同性完全彈性介質的彈性波動方程 由本質上講，地震波就是在地下巖層中傳播的機械彈性波，但反映彈性波傳播的基本規律是由彈性波的波動方程[2]。由研究巖石的不同物理參數得到均勻各項同性完全彈性介質的波動方程，即
■+■+■+ρg■=ρ■■+■+■+ρg■=ρ■■+■+■+ρg■=ρ■（1）
式中：t為時間分量；u，v，ω為介質位移在x，y，z三個方向上的分量；σxx、σyy、σzz、τxy、τyz、τzx為應力分量；gx、gy、gz為體力密度分量；ρ為介質密度。
1.2 各向同性介質中的一階彈性波方程 彈性波理論是彈性體受力和應變的關系，根據各向同性介質表示的的本構方程和表示的柯西方程，可以推導出一階速度—應力彈性波方程。二維二分量各向同性介質中的一階應力—速度彈性波方程（假定體力為零）[4]，即
ρ■=■+■ρ■=■+■■=（λ+2μ）■+λ■■=λ■+（λ+2μ）■■=μ（■+■）（2）
式中λ、μ表示拉梅彈性常數，ρ表示彈性體密度，σ■、σ■表示正應力，σ■表示切應力，vx、vz分別表示x方向、z方向速度分量。
2 網格有限差分法
2.1 有限差分法基本原理 有限差分法（Finite Differential Method）是基于差分原理的一種數值計算方法，基本思想是：將波場域離散為許多小網格，應用差分原理，用差商來近似代替微商，將求解的連續函數問題轉換為求解網格節點上的離散的差分方程組的問題[5]。
2.2 高階方程化為低階方程的一般方法 解決高階方程化低階方程的問題，其基本思路是將高階差分分裂成低階方程（二階）。在每一延拓步長中交替使用低階方程進行延拓，即可達到高階差分延拓的目的。
當色散方程Muir展開式的項數取得比較多時，一般式為■=-■■■p
并可（在zj，zj+1間隔內）分裂成下列方程組
■=-■■p■ p■（z■）=p（z■）■=-■■p■ p■（z■）=p■（z■） ┆■=-■■p■p■（z■）=p■（z■）（4）
頻率——波數域方程組
■+a1v■+■■=0 p■（z■）=p（z■）■+a2v■+■■=0 p■（z■）=p■（z■） ┆■+an-1v■+■■=0 p■（z■）=p■（z■）（5）
時間——空間域方程組
在p1（x，τ，t）間隔內交替使用上式中的各二階方程組，即可完成高階方程的延拓、偏移。
2.3 有限差分方程的應用過程三步驟
首先，通過對研究體網格分解，將連續函數空間分成許多不重合的子空間，子空間采用正方形網格，減少后面計算的復雜。其次，由泰勒公式展開，用差商代替微商，將連續變化變量離散化處理，得到有限差分方程組。最后，編寫程序，求解有限差分方程組，顯示輸出結果。
3 各向同性介質彈性波正演模擬結果
通過模擬地震波在均勻介質中的傳播過程來分析可變網格差分正演模擬的精確度。
均勻介質模型的計算區域為均勻介質情況下彈性波脈沖，縱波速度Vp=2000m/s，橫波速度Vs=800m/s，震源在平面中心點。采樣間隔Δt=2ms。
圖1各向同性介質中網格：301×301，空間步長Δx= Δz=5m時二階差分模擬波場快照（左圖：水平分量；右圖：垂直分量）
圖2 各向同性介質中網格：301×301，空間步長Δx= Δz=10m時二階差分模擬波場快照（左圖：水平分量；右圖：垂直分量）
圖3各向同性介質中網格：301×301，空間步長Δx= Δz=20m；時二階差分模擬波場快照（左圖：水平分量；右圖：垂直分量）
通過模擬和仿真實驗，得到對應于典型地質模型的波場快照，并依據這兩種圖像進行了對比，分析了其相似和區別，得到了與具體地質模型相符合的結論。
4 結論
依據上述研究，本文通過對地震波動方程的有限差分化推導和fortran編程，基于可變網格的技術，對典型地質體模型進行了模擬實驗，得到了相對的波場快照，并依據圖像進行了對比，分析了其相似和區別。證明了可變網格多尺度有限差分模擬方法是一種實用性好、精度高、計算效率高的地震波場正演模擬方法。
高階有限差分法在對波動方程正演模擬時，具有計算速度快、頻散小的特征，在對有限差分正演過程中必須注意震源、地質體、邊界條件等因素的影響。
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篇9
關鍵詞：水工環；地質勘探；應用范圍；技術
中圖分類號：P624文獻標識碼： A 文章編號：
現階段我國地質找礦事業面臨諸多挑戰和問題，比如不少礦產資源漸顯枯竭，重大地質找礦成果不多，找礦體制和機制不完善、不配套，總體上地質找礦工作滯后于經濟社會發展，礦產(包括地下水)開發引發的生態環境惡化，需要實現地質找礦與生態環境保護同步，并在某些地區實現從找礦開發向生態環境保護轉變，但我們仍然受傳統地質找礦工作陳舊的投資格局和思維習慣及動力的束縛，始終沒有把生態環境保護放在一個重要位置等等。這些表明，進一步發展地質找礦事業，需要在以前取得的光榮成績的基礎上，生長出新的思想、新的理論、新的體制和機制。
1、水工環地質的概述
水工環地質就是水文地質、工程地質和環境地質。礦區水工環地質工作是礦產普查與勘探中一個重要的組成部分，水工環地質資料是正確評價礦床開采技術條件不可缺少的。因此礦區水工環地質工作的程度和精度，勢必影響到整個礦區的評價和礦床的合理開發利用及規劃，同時還影響到礦床開發利用過程中可能發生的突發性地質災害或安全事故的處理決策問題及礦山地質環境恢復治理方案的制訂和實施。礦區在開展地質勘查工作同時，水工環地質工作也應同時并進。2、水工環地質的應用范圍
當今的水文地質、環境地質與工程地質工作，已經發生了一系列重大變化。改革開發以來，以耗竭資源與損害生態環境為代價的、掠奪自然的發展道路，危及了人類的生存與發展，促使人類對于自身行為進行反思，終于認識到，人與自然只有協調相處，才能共存共榮。全面、協調、可持續發展的科學發展觀，給水工環地質工作提出了新的要求。針對社會經濟發展和生態環境保護中不斷出現的實際問題，水工環新領域的調查工作越來越多。如：環境水文地球化學與地方病和人體健康的研究、生物地球化學與土地資源利用規劃、農業生態地質研究等。城市水工環地質研究需求增加。城市化是經濟發展的結果，城市化水平又是經濟發展的標志。城市由于人口高度集中和經濟活動的頻繁，資源環境問題也非常嚴峻。伴隨著全球城市化進程的不斷加快，城市建設和規劃中的地質調查評價工作也逐漸成為一項重要任務。其中城市環境污染防治和監測、土地利用規劃、工程地質災害調查和風險評價、垃圾填埋場地質調查等逐漸成為目前水工環地質研究的重要領域之一。地質一一生態學成地質學研究熱點。21世紀地球科學發展的一個重要特點是學科的交叉、滲透和融合不斷加強，學科之間的界限逐漸被打破，代表新思想和新方向的邊緣學科和交叉學科不斷出現。地質學與生態學的交叉正是體現了跨學科、綜合性、系統化的研究格局。地質一生態學以水一土一生態3 個子系統組成的地質生態系統作為主要研究對象，對其存在形式、利用現狀、形成和演化規律，要素之間的相互作用以及對人類社會經濟活動的制約和影響進行綜合和動態研究。
3、水工環地質勘察中的技術應用
GPS、RTK 技術在水工環地質中的應用情況，使得節省了時間提高了效率；
(1)GPS 技術的基本原理。GPS 衛星定位的基本原理是將無線電信號發射臺從地面點搬到衛星上，組成一個衛星導航定位系統，應用無線電測距交會的原理，便可由3 個以上地面已知點(控制站)交會出衛星的位置，反之利用3 顆以上衛星的已知空間位置又可交會出地面未知點(用戶接收機)的位置。用戶使用GPS 接收機在某一時刻同時接收3 顆以上的GPS 衛星信號，測量出測站點(接收機天線中心)到3顆以上GPS 衛星的距離，并解算出該時刻GPS 衛星的窄間坐標，據此利用交會法解算出測站點的位置。實時動態測量的基本工作方法是，在基準站上安置l 臺GPS 接收機，對所有可見GPS 衛星進行連續的觀測，并將其觀測數據通過無線電傳輸設備實時地發送給用戶觀測站(流動站)。在流動站上，GPS 接收機在接收GPS 衛星信號的同時，通過無線電接收設備，接收基準站傳輸的觀測數據和轉換參數，然后根據GPS 相對定位的原理，即時解算出相塒基準站的基線向量，解算出基準站的WGS-84 坐標；再通過預設的WGS-84 坐標系與地方坐標系的轉換參數，實時地計算并顯示出用戶需要的三維坐標及精度；
(2)IRTK 的基本原理：RTK 技術采用差分GPS位置差分、偽距差分、相位差分3 類中的相位差分。這3 類差分方式都是由基準站發送改正數，由流動站接收并對其測量結果進行改正，以獲得精確的定位結果。RTK 的工作原理是將一臺接收機置于基準站上，另一臺或幾臺接收機置于流動站上，基準站和流動站同時接收同一時間、相同GPS 衛星發射的信號，將基準站所獲得的觀測值與已知位置信息進行比較，得到GPS 差分改正值，然后將這個改正值及時地通過無線電數據鏈電臺傳送給流動站，以求得流動站較準確的實時位置。流動站可處于靜止或運動狀態。數據采集與處理：90 年代初，GPS 資料由單點采集過渡到連續采集。使GPS 技術的應用向前邁了一大步。地震資料處理的方式基本適用于GPS 資料的處理。
為了更好地將石油地震的先連技術進到GPS 領域，一些公司之間開展了合作。比如，1990 年后SSI 公司與地震圖像軟件公司(SISL)達成協議，SSl 公司按地震資料輸出格式設計PuIseEKKOGPS 系統將SISL 公司開發的地震資料處理軟件用于GPS資料的處理。這些軟件包括各類濾波、反褶積及資料顯示等。據SSI 公司1998 年底披露，該公司即將發行改進軟件EKKO 三維2 型軟件。采用2 型三維軟件，用戶可以在方便的條件下試驗下述不同軟件的組臺處理，以便提高數據的市體特征。該三維軟件包括去頻率顫動、噪聲濾波、背景清除、包絡線和偏移。透射法取得的資料必須經過處理才能顯示成解釋所需的資料。SSI 公司于1997 年開發出可用于將GPS 透射資料變換成可用于解釋圖像的軟件。實施步驟包括：原始資料編輯和歸類、采集波至、利用美國礦業局的地震層析軟件對資料進行層析成像處理，繪制速度、衰減及波傲圖件以及圖像處理等。和數字模擬研究而對GPS 資料解釋研究不夠的現狀，雷林源提出了與GPS 資料解釋工作有關的基本理論和方法以及一些基本問題的求解。提出的基本問題包括電磁波在地層中傳播的波阻抗：地層分界面上電磁波場強的反射與透射系數；地層中電磁波速度和反射波的相位以及GPS 探測深度等。
4、我國水工環地質勘察中當前需要解決的主要問題
在我國水工環地質勘察中當前需要解決的主要問題有：加強地調項目的原始創新，下大力氣抓精品，加快成果轉換；加強項目運行全過程的科學管理，搞好前期論證和總體設計：加強人才隊伍培養，用現代科技推動水工環地質調查工作：加強地調基地建設，注重水工環地質調查項目的可持續發展。開展專題性戰略研究，完善水工環地質調查部署。召開全國綜合性水工環地質業務研討會，分別組織地區水工環地質調查聯席工作會議。廣泛掌握各地社會經濟發展對水工環地質調查工作的需求，了解國家有關環境、水資源和防治災害等方面的基本政策和規劃，了解不同地區存在的地質環境問題，根據國家經濟建設和社會發展需求，科學部署水工環地質調查。
5、結語
在水工環地質中對GPSRTK 技術的采用，已經得到了很好驗證，可以一步到位外業的測量，節省了很多不必要的中間環節，對外業工作量進行最大限度地減少，從而縮短整個測量工期，提高工作效率。同時，簡化外業工序和迅速完成也可以使所有的后續專業工序更快的完成。
參考文獻：
篇10
關鍵詞：信噪比；組合；靜校正
中圖分類號：C35 文獻標識碼： A
1黃土塬區地震采集存在的主要問題
研究區為典型的黃土塬地貌，地表起伏劇烈，尤其是存在巨厚干燥松散的黃土蓋層，一般為80-200m，最厚可達400m以上。這種巨厚的黃土塬地貌給地震資料采集帶來了巨大困難，主要表現為以下幾個方面：
1）巨厚黃土覆蓋，地震波吸收衰減嚴重，導致資料信噪比低。該區的黃土層具有兩個明顯特點：具有連續介質的特性；其速度比較低。這種巨厚并且松散的黃土地表，會對地震波傳播造成嚴重的吸收和衰減，而地震采集時激發既無法打穿黃土層在高速層中激發也無法采用可控震源激發，所以導致地震資料的信噪比非常低。
2）表層結構縱橫向上變化劇烈，靜校正難度大。研究區地表條件復雜多樣，沖溝部位和黃土塬上的表層差異大。沖溝部位砂巖直接地表，而塬上黃土巨厚，表層的速度、厚度和高程的劇烈變化使得靜校正工作難度較大，靜校正問題成為研究區資料疊加成像的主要問題。
3）劇烈起伏的黃土塬地貌，各種干擾波發育，進一步降低了信噪比。黃土塬地貌地形起伏劇烈，溝、峁縱橫交錯，斷崖及陡坎密集，地震激發后會產生強烈的源生、次生及各種散射干擾，嚴重湮沒能量較弱的有效反射波，導致原始資料信噪比進一步降低，給去噪和有效波識別等室內資料處理帶來很大難度。
4）由于提高分辨率的需要而采用小道距施工時，炮點激發對近道易造成強烈干擾，降低資料品質。黃土塬表層對地震波的吸收衰減作用在地震波記錄上表現為一定的近道范圍內地震波能量相對較強，而其它范圍內地震波能量相對較弱，這種能量強弱是黃土塬這種特殊地形地質結構造成的。這種地震波近道強能量不是有效波反射，給后續資料處理帶來很大難度，嚴重影響資料品質。
2主要技術方法
針對該區復雜的表層及深層地震地質條件，采集技術思路是：重點從激發和接收入手，努力改善巨厚黃土區的激發和接收效果，提高原始資料的信噪比；通過微測井、大排列折射等多手段相結合努力獲取黃土區近地表模型；同時開展采集方法技術攻關，通過增加有效覆蓋次數，來提高地震資料的信噪比與成像效果。
1）采用多井組合適當井深激發改善巨厚黃土區的激發效果。
由于受巨厚黃土層的影響，鉆井無法鉆穿低、降速層在高速層中激發，而只能在降速層中激發，這就會帶來一系列問題：松散黃土對激發能量及地震波的吸收衰減；地震波在連續介質中因回折波逸散而導致的能量損失；黃土底界與高速層之間的強波阻抗界面導致的地震波入射能量屏蔽。根據爆炸理論，認為這種情況下比較有效的辦法就是采用多井組合激發。此外，我們知道激發環節提高地震波能量的方法是增加激發藥量，具體實現方法有單井大藥量激發或單井較小藥量多井組合激發。因此，采用單井適當藥量結合多井組合，更有利于對激發效果的改善。
2）綜合采用多種表層結構調查方法建立可靠的黃土區近地表模型，根據表層結構特征，選擇折射靜校正方法，準確求取靜校正量，從而提高資料信噪比。
通過多種表層結構調查（常規微測井、懸崖微測井等）綜合建立黃土塬近地表模型，可以極大提高黃土塬表層結構數據的可靠性。表層模型顯示，研究區為黃土覆蓋，存在穩定的折射面，低速帶和高速層頂界速度差異大，因此采用折射靜校正的方法，該方法適合該區靜校正處理，故處理效果較好，信噪比明顯提高。由于存在速度橫向變化，因此不可忽視速度分析和剩余靜校正這一重要環節，加強速度分析的，進行多次的速度分析和剩余靜校正的迭代，使剩余靜校正能很好地收斂。同時針對淺層進行精細的空變切除，使淺層資料能得到很好的成像，從而提高疊加剖面質量。
3）采用橫向組合接收進一步提高原始資料的信噪比。
地震剖面的信噪比取決于單炮信噪比和覆蓋次數，可表示為：，其中n為覆蓋次數。由此可以看出，原始信噪比是最基礎的，單炮的原始信噪比越低，要達到相同的剖面信噪比就越需要更高的覆蓋次數。而提高原始信噪比的方法一是激發，二是接收。
相關研究與試驗結果均表明，在極低信噪比區，采用較多的檢波器接收可以提高有效反射信號的接收能力，其原理與多次覆蓋類似。同時，采用較大的組合圖形來壓制各種噪音尤其是散射干擾，以突出有效信號，能夠提高原始資料的信噪比。關鍵是要設計出合理的組合圖形和組合高差。通過對實際資料的分析，有如下三點認識：通過增加組合個數，可以有效地提高原始單炮的信噪比；不同的組合方向對資料品質影響不同，尤其是由于inline方向大組合引起的動校正時差比較大，所以會對淺層資料帶來不利影響，crossline組合優于inline組合；當組合基距過大時，因靜校正及動校正時差的影響，組合接收的負面作用將會顯現出來，尤其是在采用inline組合時。
4）采用較高覆蓋次數采集提高剖面的疊加效果。
由于巨厚黃土區原始資料信噪比低，要提高剖面的信噪比，有效的方法就是適當增加有效覆蓋次數。通過理論分析研究和野外采集試驗結果對比，采用了90次覆蓋，確保淺層有一定的信噪比，進一步提高了地震剖面的疊加成像質量。
5）通過精細試驗確定以最佳藥量、最佳組合激發參數最大限度降低由于激發對近道記錄造成的影響，進而提高記錄品質。
研究中進行了單井不同藥量及不同組合井數激發試驗，不同激發污染程度試驗對比結果表明，減少激發藥量及組合井數對近道記錄的影響，可在一定程度上改善淺層和層間成像效果。
3 應用實例
上述技術方法在巨厚黃土研究區內進行了應用，在優選測線的基礎上，采用10米小道距，90次覆蓋進行生產。在激發方式上，通過充分試驗，采用了3口井小組合激發，減少了激發污染，改善淺層和層間成像效果，通過多井組合激發的方式，黃土塬區的地震資料品質獲得較大突破。而該區以往由于地表的復雜性，大部分地區為地震資料空白區，剖面的信噪比整體比較高，波組特征清晰，很好地揭示了構造的發育形態，深化了該區的地質認識，為后續勘探及開發提供了可靠的數據保障。
4 結論與認識
1）巨厚黃土塬極低信噪比區不能僅單純地通過高覆蓋來提高剖面效果，應把如何提高單炮的信噪比放在首要位置考慮。
2）多方法綜合運用求取表層結構數據，建立準確的表層模型，是做好黃土塬區靜校正的基礎。
3）多井組合激發、多串組合接收是提高巨厚黃土區地震單炮資料信噪比的有效方法，而較高覆蓋采集是改善疊加成像的必要手段。
參考文獻
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