延迟震源技术在三维高分辨率地震勘探中的应用

探讨了延迟爆炸震源技术,设计了延迟震源柱的制作方法,进行了野外点试验和束线试验,对比分析了延迟炸药震源和普通炸药震源所获得的地震资料在频率和能量方面的特征。延迟炸药震源具有丰富的高频成分,其地震波具有较强的下传能力,能提高中深层反射波能量。除垂直向下方向和其附近方向以外的其它方向特别是向上方向和水平方向,由于每个小炸药包爆炸所产生的地震波相位等不一致,所产生的面波等干扰波能量均相互削弱。延迟炸药震源地震剖面各目的层反射波稳定且连续性好．反射特征清楚。断点清晰,说明了延迟炸药震源是一种较好的地震激发震源。在官1井区三维高分辨率地震勘探中采用了这一新技术,获得了好的高分辨率地震资料。     

组合爆炸法在高分辨率地震勘探中的应用

震源激发是高分辨率地震勘探野外数据采集的重要环节之一。必须根据不同情况和勘探目的,采用有效的震源及激发方式,才能产生频带宽、高频能量强,且在传播过程中具有一定抗干扰能力的子波。研究表明,采用炸药震源、小药量、浅井、小井距激发的组合爆炸法,不仅能提高有效波的高频成分,使优势信噪比的频带展宽,而且可兼顾中深层的反射能量。采用这种激发方式在多个地区工作,均取得了良好的效果。     

地震勘探中特殊震源的研制与应用

本文基于腔震源的纵波位移方程、激发子波的振及频率与药量的关系等理论,总结了纵波质点位移与药量成正比、振幅谱均方值与空穴半径的3／2次方成正经的定量关系。在此基础上,研制了垂直延迟叠加震源、 聚能弹震源和爆炸地震锤震源。垂直延迟垒加震源通过控制药方式和控制炸药爆炸速度来达到与围岩的最佳匹配,最大限度地利用其激发的能量,激发出高频成分丰富、频带宽、高频能量高的地震信号。聚能弹震源采用定向聚能的原理,使激发的能量集中向下,减少了对地面的冲击。爆炸地震锤辰原由射流抛射锤头撞击,激发的地震波具有较高的频率,同时弥补了聚能弹震源能量利用率不高的缺点。这三种震源可适用于各种地表条件和地质任务的勘探,应用效果较好。     

炸药震源在济阳坳陷粘土介质中的激发理论初探

针对济阳坳陷的粘土介质,对影响激发效果的因素进行了系统分析和理论探讨。应用爆炸动力学和介质力学等理论,对济阳坳陷粘土介质爆破变形、破坏特征进行了研究;分析了爆炸应力随距离的变化规律;给出了空腔区、破碎区和塑性区的半径计算公式;论证了炸药爆炸能量在粘土介质中的能量分配理论,讨论了炸药爆速、密度等参数以及激发介质的速度、密度、弹性模量对地震波能量的影响。在理论研究的基础上,在济阳坳陷WHZ探区的不同激发介质中进行了13种不同爆速的炸药震源试验,试验结果与理论分析比较吻合,地震资料质量有了改进。     

震源延迟叠加技术及应用效果

延迟叠加爆炸是针对高分辨率和深层地震勘探而提出来的一种激发方式。这种激发方式能在保证地震分辨率的前提下有效提高地震波能量 ,在地震波的入射角范围内 ,有效克服非球形炸药激发引起的地震波传播的方向性。应用弹性波动力学对多级延迟爆炸进行理论研究 ,结合实际试验资料 ,研究了延迟爆炸情况下激发参数对地震波能量、主频、频宽等的影响。从几何地震学出发 ,分析了不同时间激发的地震波在地下空间中的干涉情况 ,对其能量传播的方向性进行了研究。理论分析和试验效果表明 ,延迟叠加震源与相同药量的普通震源相比 ,激发地震波的主频高 ,频带宽 ,增强了下传能量 ,降低了次生干扰 ,在高分辨率和深层地震勘探中具有明显的优势。     

碳酸盐岩中炮孔不耦合系数对地震激发效果影响的分析

为改善碳酸盐岩中地震勘探的激发效果,针对目前爆炸激发地震波能量弱、频率高的现状,试图在震源装药不耦合系数上提出合理的改进措施。在建立震源装药爆炸载荷计算模型基础上,由编程计算得到碳酸盐岩中震源爆炸载荷和耦合能量的时间函数。分析时间函数曲线表明:该岩石条件下不耦合系数Kd=1.5时,孔壁质点压力等载荷的衰减更慢,作用时间较长,岩石介质耦合能量较大,地震激发效果最好。石灰岩条件下的现场试验与理论计算结果基本一致。地震勘探数据采集中,可借鉴本文计算方法,根据现场碳酸盐岩和炸药的波阻抗参数计算得到激发效果最佳的不耦合系数值。     

黄土塬区地震激发条件分析

激发能量弱是黄土塬地区地震勘探的关键问题之一。折射波初至的能量定量分析结果表明：黄土层中激发，炸药爆炸后化为弹性波能量的损失大于地震波在黄土层中的衰减，强化激发条件是黄土塬区地震勘探的关键。采用深井大药量和深井组合井方式激发，能有效地提高在黄土层中的激发能量，对指导今后黄土塬地区的地震勘探具有重要的意义。     

多孔隙介质中炸药激发耦合关系对激发效果的影响

通常情况下,同一种炸药在不同孔隙比介质中的激发效果不同,不同炸药在同一介质中的激发效果也不同。本文分别分析了几何耦合和阻抗耦合对激发效果的影响,并在此基础上,以爆炸能量利用率为准则,给出了饱和水介质中爆炸能量利用率随时间的变化曲线,并分析了多孔介质中的炸药激发效果,得到了以下结论:1在爆炸作用初期,随着不耦合系数的增大,洞壁质点速度和压力减小。然而由于其衰减速度慢,随着时间的推移,洞壁质点速度和压力有可能较耦合装药时更大。因此,在某种程度上合理的非耦合装药对于更深层的地震勘探更为有利。2在高密度、高速度的碳酸盐岩中激发,孔隙比的增加引起洞壁质点速度的增大和压力的减小。在爆炸作用初期,岩石中的能量和能量利用率随孔隙比的增加而增大,随着时间的推移,孔隙比低的介质中的能量和能量利用率增加得更快,因此需综合考虑爆炸扩腔和地震子波能量来选取激发介质。3在低密度、低速度的黄土中激发,洞壁质点速度、压力和岩石中的能量均随着孔隙比的增加而增大,随着时间的推移,孔隙比对能量和能量利用率的影响更大。以上结论对不同岩性中炸药类型的选取有一定借鉴作用。     

多级延迟爆炸震源的研究与应用

多级延迟爆炸震源是根据当前地震勘探技术发展的需要，在聚能震源的基础上发展起来的一种新型爆炸震源。文中介绍了多级延迟爆炸震源的原理，通过室内模拟试验和测试及现场的多种地表结构和不同勘探对象的试验，取得了明显的效果。在提高激发的能量和方向性、扩展高频信号、减少因爆炸产生的干扰信号、提高信噪比等方面，多级延迟爆炸震源比常规的炸药震源有明显的优势。     

碳酸盐岩表层结构对地震波能量的影响

为研究在层状结构表层激发时地震波能量及频率的变化规律,进行了激发物理模拟试验,认为：当岩石表层结构存在薄互层时,将对某些频率成分产生调谐放大作用,如果适合爆破地震勘探的频率成分在这些放大的频率范围内,则该表层结构的地震地质条件较好,可得到能量较强的地震信号。为了研究灰岩裸露区复杂的地表接收条件对地震波能量的影响,进行了灰岩表层结构接收试验,认为：①爆炸应力波的主要能量集中在几千至上万赫兹频率范围内,应力波的高频部分迅速衰减,而占其中份额很少的低频信号被接收;②地表地层在炸药爆炸的激励作用下产生相应的低频振幅响应,它和应力波混合在一起,成为地震激发的地震子波,灰岩地层由于岩层厚度和岩石密度大,导致地震子波能量弱,因此在碳酸盐岩中采集到的地震波能量较弱;③在灰岩裸露地区,岩石表层条件一致性很差,导致爆炸反射波的振幅、频率和相位产生很大差异,增加了在碳酸盐岩地区爆炸地震勘探采集技术的复杂性。研究成果对碳酸盐岩介质中油气资源勘探、开发的震源设计具有借鉴意义。     

窟窿山地区地震采集激发参数研究

酒泉盆地窟窿山地区老地层出露,而且缺少潜水面或潜水面极深,地形恶劣,表层断裂发育,导致激发条件很差,严重影响了该区激发参数的选择。本文通过虚反射机理分析,提出了充分利用虚反射能量设计最佳激发井深、增强下传地震波能量的采集方法。对于长药柱问题,本文从理论上分析了药柱长度与地震波响应间的相互关系,同时还考虑了长药柱的跨层激发问题,认为跨层激发对激发低频地震波不利,应力求在同一个速度层内激发。     

炸药震源激发效果分析

本文从球面波传播的基本原理出发，通过对克希霍夫积分公式的求解，分析了弹性波在传播过程中波前面的曲率半径和波场强度的关系，指出爆炸产生的空洞形状对地震波强度有影响，在某一方向上的弹性波振动振幅与等效空洞在此方向的曲率半径成正比。据此理论分析了实际工作中的炸药类型和形状，认为细长药柱和聚能激发均不能形成曲率半径较大的等效空洞，因而达不到增大激发能量的效果。为此提出合理选择炸药类型和形状的基本方法。     

制约震源药柱地震响应的激发因素与试验

油田探区的地震勘探工作从二维到三维,乃至多次重复勘探,总是习惯性地沿用同一品种的震源进行激发,也缺乏系统的激发因素试验与研究,取得地震资料一直面临相同的困惑,那就是低信噪比,低分辨率,地震剖面缺口深度大且频度高。为了寻找适合特定地表条件的震源药柱和激发条件,以勘探理论为依据,试验中选择了八种类型炸药,分别结合激发井深、药量、不同围岩及其含水性等开展了系列工作,以定量和定性手段相结合方式,确定了适应泌阳凹陷的激发因素,实际资料证明1kg的高爆速和中层震源弹激发可获得比以往8 kg中密度激发更好的资料品质。     

炸药震源激发子波特性研究及最佳激发井深选择

本文较系统地讨论了炸药震源激发子波的形成、拾取及其运动学、动力学、频率响应等特点,提出优质的震源激发子波是获得高品质地震资料和推进采集工作量化进程的基础和先决条件。在理论研究结合实际试验工作的基础上,提出了选取最佳井深等激发因素可操作的实用方法。     

虚反射和岩性对激发井深选择的影响

在地震勘探中,合理选择激发井深,可最大限度地利用炸药能量,减少对地震信号中不同频率成分的改造,激发出全频带的震源子波。文章从理论上分析了震源激发时虚反射界面对地震信号的改造作用及不同激发岩性对地震信号的影响;给出了应用微测井和岩性取心采集虚反射和岩性信息的方法。该方法可用于指导在近地表结构复杂地区选择合理的激发井深。     

炸药震源爆炸机制及激发条件的研究

目前对地震探中炸药震源激发问题的研究还很肤浅。本文从弹性动力学出发，结合有关的爆炸原理，研究了球状集中式药包和细长药柱的爆炸机制，并作了实地试验工作说明了理论对激发条件 选取有一定的指导意义。     

爆炸冲击波及地震子波的形成因素分析

炸药震源是陆上地震勘探的主要激发方式,而目前地震勘探中对炸药震源爆炸机理的研究相对较少。本文首先对岩石介质中的炸药爆炸效应所产生的冲击波进行定量研究,得出了爆炸空腔扩展过程中腔壁压力随时间的变化关系;讨论了空腔压力在弹性介质中引起的波动现象并导出了空腔震源所产生地震子波位移的解析解;通过数值算例分析了影响地震子波形成的主要因素;修订了直接引用单位压力脉冲求解地震子波解析解的不足。本文结论对研究近源波场特点、改善地震勘探激发效果具有参考意义。     

南方复杂山地高信噪比区激发问题研究

南方山地地形、表层情况都非常复杂,在地震采集中,激发是其中非常重要的环节,基于山地激发技术的主要理论基础,从药型(药性)的选择、井深的设计、药量的优化以及激发点位的优选等几个方面,结合实际资料进行了研究总结,总结了四要素综合控制,动态确定激发井深、两原则下药量选择方法以及激发点位优选技术,从而形成了一系列针对南方山地高信噪比区域的激发技术。     

潜水面以下激发深度选取的理论分析

在大沙漠地区以及潜水面较浅的地区进行地震勘探，潜水面以下激发是获取高分辨率地震资料的主要手段之一。潜水面是一个较强波阻抗界面，所产生的虚反射对地震资料的频率有很强的滤波效应，而激发深度和药柱长度是决定滤波特性的两个主要因素。为此，首先对长药柱激发所产生的虚反射特性从理论上进行了研究，进而对潜水面虚反射振幅频率、振幅药柱长度、振幅激发深度特性关系进行了理论分析。在此基础上，结合几个地区的野外试验资料说明了理论方法的正确性，表明所给出的方法对于确定潜水面以下激发参数具有指导意义。