雙檢采集技術(shù)在埕島東工區(qū)中的研究應(yīng)用

郭鴻賓

摘 要：海底電纜雙檢接收技術(shù)是2O世紀8O年代末出現(xiàn)的勘探新技術(shù)，主要用于壓制在海底和海面之間存在的"水柱混響"干擾，能有效地提高地震資料的信噪比。雙檢采集技術(shù)的關(guān)鍵在于將海底電纜沉放到海底或水下一定深度，然后在同一道上同時利用壓電檢波器和速度檢波器接收地震信號，由于這兩種檢波器對水柱混響具有相反的響應(yīng)，據(jù)此即可對兩類檢波器接收的地震信息分別處理，再將兩者有機相加，即可達到有效信號增強、水柱混響去除的效果。本文在深入研究該項技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合埕島東工區(qū)雙檢采集技術(shù)的實際使用情況，提出一整套雙檢采集技術(shù)實際應(yīng)用的思路，著重強調(diào)如何做好雙檢的匹配，以便獲得最佳的效果。

關(guān)鍵詞：雙檢理論；海底鳴震 ；耦合；頻率匹配；振幅匹配

1. 前言

海上地震勘探中的海面和海底都是很好的波阻抗界面，因此海底勘探需要解決由于海面和海底引起的多次波的干擾問題，這個問題一直是妨礙海上勘探發(fā)展的瓶頸。雙檢采集技術(shù)是目前在淺海地震勘探中廣泛應(yīng)用的一項技術(shù)，利用兩種檢波器對“混響”波響應(yīng)相反的原理，對采集到的地震數(shù)據(jù)分別進行處理并有機相加，可使有效波得到加強，“混響”波相互抵消，達到消除“水柱混響”的目的。埕島東工區(qū)是勝利物探首次采用雙檢技術(shù)進行三維地震采集工作，本文旨在結(jié)合野外實際，闡述如何通過技術(shù)手段，針對雙檢采集設(shè)備的性能采取有效措施，獲取較高信噪比的采集資料。

2. 雙檢技術(shù)理論基礎(chǔ)

近年來，隨著海洋油氣田的開采，勝利海上探區(qū)逐步轉(zhuǎn)入二次采集階段，這就要求在野外采集過程中，將各種環(huán)境干擾降到最低，從根本上消除外界因素對資料品質(zhì)的影響，從而達到提高資料分辨率和解釋精度的要求。

2.1 雙檢采集技術(shù)的理論

雙檢采集技術(shù)理論依據(jù)來自雙檢檢波器中壓電檢波器和速度檢波器的自身特點：壓電檢波器接收信號具有全方位性，而速度檢波器接收信號具有定向性，當兩者同時接收地震信號時，將產(chǎn)生相同極性的上行波信號和極性相反的下行波信號。

2.2 雙檢記錄特征分析

根據(jù)雙檢設(shè)備接收的原理，兩種檢波器對于上行波和下行波會有完全相反的響應(yīng)。為驗證這個理論，我們首先抽取最小炮檢距（理論上抽取零炮檢距）地震道和最大炮檢距處的地震道進行分析。零炮檢距的初至波的傳播路徑為由氣槍直接傳播到檢波器，因此可以認為是下行波；最大炮檢距處的地震道接收的是海底滑行波或者折射波，可以認為是上行波。通過對兩處地震道進行對比分析發(fā)現(xiàn)：最小炮檢距處壓電檢波器與速度檢波器初至?xí)r間相同，但極性相反，速度檢波器表現(xiàn)為上跳；最大炮檢距處的壓電檢波器和速度檢波器初至?xí)r間相同，極性也相同，都表現(xiàn)為下跳。實際資料證明壓電檢波器及速度檢波器對上行波及下行波有不同的振幅響應(yīng)差別。

通過對速度檢波器及壓電檢波器原始資料分析發(fā)現(xiàn)：速度檢波器與壓電檢波器輸出振幅存在一定差異，同時對頻譜分析發(fā)現(xiàn)，速度檢波器記錄的主頻較高，頻帶寬度約60Hz，壓電檢波器記錄主頻較低，頻帶寬度約200Hz。并且從記錄面貌上分析：壓電檢波器的信噪比好于速度檢波器，兩種檢波器記錄的面波特征也不同，速度檢波器記錄上的面波明顯強于壓電檢波器。

3.雙檢技術(shù)在埕島東工區(qū)的應(yīng)用

我們在埕島東工區(qū)首次使用雙檢采集技術(shù)，采取了“走出去、引進來”的方法，先后多次到相關(guān)雙檢使用單位和處理單位進行了調(diào)研和學(xué)習(xí)，了解和學(xué)習(xí)國內(nèi)海上勘探雙檢的使用情況、注意事項、處理方法以及深海雙檢使用的可行性等，使我們初步掌握了雙檢設(shè)備的使用。

通過調(diào)研，我們認識到：雙檢資料品質(zhì)的難點是做好雙檢處理。水檢和陸檢數(shù)據(jù)在頻率、振幅和信噪比上存在著巨大的差異。直接將兩種數(shù)據(jù)疊加無法達到預(yù)期的效果。因此有必要在頻率和振幅兩方面做好匹配性處理。尋找它們之間的平衡點。在不破壞原始記錄特征的前提下使水檢和陸檢趨于一致，最終完成疊加。而這些反應(yīng)到野外，就是要做好雙檢與海底的耦合、水深調(diào)查及表層調(diào)查工作，為室內(nèi)的反演處理提供宏觀的參考。

針對埕島東工區(qū)并結(jié)合雙檢設(shè)備的特點，在施工中我們重點做好了以下三方面來保證雙檢采集質(zhì)量。

（1）做好雙檢與海底界面的耦合工作

使用雙檢設(shè)備，就必須考慮到速度檢波器的因素，既要滿足壓電檢波器工作的環(huán)境，又要保證速度檢波器工作良好。在野外施工中，檢波器與海底介質(zhì)的耦合是得好雙檢資料的關(guān)鍵。為此，我們在野外施工前做了四種雙檢耦合器試驗，確定出了最佳的耦合器與雙檢設(shè)備進行捆綁使用，降低了外界因素對檢波器耦合的影響。

（2）做好工區(qū)內(nèi)水深測量工作

鳴震在頻譜分析中出現(xiàn)周期性的有規(guī)律的陷波現(xiàn)象，陷波的頻率與海水的深度和速度有密切的關(guān)系。

理論公式：

其中fn是險波頻率，v為地震波在海水中的傳播速度，h為水深。

雙檢采集技術(shù)處理的關(guān)鍵是速度檢波器與壓電檢波器的匹配度，因此做好水深測量工作，可以為資料的室內(nèi)反演處理提供依據(jù)。在生產(chǎn)初期我們就對工區(qū)水深情況進行測量，并對全部水深資料進行了潮汐校正和涌浪校正。室內(nèi)處理根據(jù)施工區(qū)域的水深情況對資料進行分析，找出陷波頻率，為速度和壓電資料的振幅、頻率匹配提供詳實的數(shù)據(jù)。

（3）做好反射系數(shù)的求取

反射系數(shù)也是雙檢處理的要因之一，準確的反射系數(shù)的取得尤為重要。目前，反射系數(shù)的求取沒有準確的理論依據(jù)和公式，在室內(nèi)處理中，只能采用試參數(shù)法取得反射系數(shù)。由于工區(qū)內(nèi)海底巖性復(fù)雜，因此我們在施工同時做好了表層調(diào)查工作，對海底地表進行了巖性取芯。在工區(qū)內(nèi)設(shè)計100個取芯點，對不同巖性和硬度進行分析，為室內(nèi)反射系數(shù)的確定提供宏觀的參考。通過對海底表層調(diào)查，工區(qū)內(nèi)海底表層主要存在老河道，海底淤泥和硬沙板。

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