跨孔地震技术在工程勘察中的应用(2)
3.2 接收系统的选择
井间地震信号接收系统虽然可以用常规VSP检波器代替,但是仍然存在不足,因为井下检波器应该是满足高分辨率的多道同步接收装置。目前常用的井下地震信号接收系统主要有多道水听器电缆、单级或多级三分量检波器三种类型。单级三分量检波器主要根据常规VSP检波器改进而来;水听器电缆是悬挂在井下从而接收液体的压力扰动,其采集效率非常高,响应频带较宽,但是由于对管波的抑制能力较差,所以续至波中的干扰比较大,且很难消除;而多级三分量检波器虽然能够抑制管波,但是在记录地震波的同时也会记录机械简谐振动,使得地震记录中存在干扰,而且工作效率没有水听器电缆高。因此,在选择井下地震信号接收系统时,应该根据实际情况以及成像要求选择合适的检波器。目前,用得比较多的井下检波器是德国AQ-2000型24道水听器,频响范围为5~4 000 Hz。
4 观测系统的布置
4.1 采集方式的选择
井间地震数据采集一般分为单发单收或者单发多收两种方式。无论哪种方式采集,最终都是对一条地震剖面进行二维地震解释或者是对多条地震剖面进行三维地震解释。目前最常使用的数据采集排列方式大致分为共激发点道集、共接收点道集、YO-YO道集和连续地震测井四种。实际工作中,为了提高工作效率,可以采用单孔激发多孔接收的模式采集地震数据。一般情况下,如果没有特别要求,为了获得高分辨率数据,井下地震数据采集排列布置在风化层以下,而实际情况中,需要根据探测目的要求、现场条件、工期等因素而选择合适的数据采集排列方式和采集模式。
4.1.1 共激发点道集
共激发点道集采用单发多收采集方式,即在一个孔中单点激发地震波,在其他孔中多点接收的排列方式,如图2所示。这种采集方式适用于震源连续激发性能比较差且有多道检波器的情况,具有采集速度快、工作效率高的优点,但是在工作时,要求至少有一口作业井的深度超过目的层的深度,才能满足要求。
4.1.2 共接收点道集
共接收点道集与共激发点道集相反,采用多发单收的方式,即在一个孔中移动式多点激发地震波,其他孔中单点接收地震波,如图3所示。这种采集方式适用于震源连续激发性能较好并且仅有单级检波器的情况,但是这种采集方式工作效率不高,对井深也有要求。
4.1.3 YO-YO道集
YO-YO道集采用震源和检波器反向移动的排列方式采集地震数据,如图4所示。这种采集方式适用于震源连续激发性能比较好,以及井深不符合要求的情况下,多用于反射波成像。
图2 共激发点道集数据采集观测系统Fig.2 Data acquisition and observation system of common shot point gathers
图3 共接收点数据采集观测系统Fig.3 Data acquisition and observation system of common receiving point gathers
图4 YO-YO数据采集观测系统Fig.4 Data acquisition and observation system of YO-YO gathers
图5 连续地震测井数据采集观测系统Fig.5 Data acquisition and observation system of continuous seismic logging gathers
4.1.4 连续地震测井
连续地震测井采用震源和检波器等间距同向移动的排列方式采集数据,如图5所示。这种采集方式适用于震源连续激发性能较好且单级检波器的情况,但是工作效率不高而且对井深也有要求,主要用于解决地层的连续性问题。
4.2 测量孔距的选择
在进行野外跨孔地震CT数据采集时,为了获得高分辨率的数据,不仅需要合适的观测系统,还需要选择合适的测量孔距。如果测量孔距偏小,不仅会增大系统的观测误差,也会使得工作量加大,成本增加;如果孔距太大,地震射线需要穿透的区域也会越大,可能遇到的异常也会更多,射线路径变化剧烈,很难将不同的异常区分开,降低了方法的垂向分辨率。因此,在实际跨孔地震CT数据采集过程中,选择合理的孔距是保证数据质量的关键。另外,由于跨孔地震CT成果上的空间分辨率取决于排列参数以及地震波走时的拾取精度,只有当目标体的速度异常导致的地震波旅行时差异大于走时拾取误差时,才能够通过跨孔地震CT识别出来。空间分辨率的理论公式为:
其中,Δrmin是最小空间分辨大小;Va是异常区速度;Vb是基岩速度;Δt是地震波走时拾取误差。由式(4)可知,目标体的速度差异以及地震波走时的拾取误差是影响空间分辨率的主要因素,而孔距的大小决定异常区域的大小以及地震数据的质量。一般而言,孔距越大,地震波穿透的异常区域越大,速度异常越大,地震数据质量相应会更低。
文章来源:《工程勘察》 网址: http://www.gckczz.cn/qikandaodu/2021/0613/609.html
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