地震勘探采集质量的控制与评价方法研究

地震勘探采集质量的控制与评价方法研究

曲禄磊

胜利油田分公司石油工程监督中心  山东东营 257000

摘要：本文探讨了地震勘探中的关键步骤及其质量控制与评价方法。首先介绍了地震勘探的原理，强调了地震波生成、传播和与地下岩层相互作用的重要性。随后详细讨论了数据采集阶段的关键因素，包括震源特性、检波点位置、地下介质性质、数据采集策略以及误差与噪声处理。通过具体案例，突显了在不同勘探背景下如何优化这些因素以确保高质量数据的获取。最后，介绍了数据采集质量的评价方法，包括数据重复性分析、震源检测、数据信噪比分析和成像分辨率评估。这些方法为勘探者提供了科学有效的手段，确保采集的数据具有稳定性、清晰度和高分辨率。

关键词：地震勘探、数据采集、质量控制、评价方法、地下结构。

地震勘探作为解决地下岩层性质和形态问题的重要手段，在油气勘探、煤田勘查等领域发挥着关键作用。然而，地震勘探数据的质量直接影响着对地下结构的准确解释和资源勘探的成败。因此，本研究旨在深入探讨地震勘探数据采集的质量控制与评价方法，为提高地震勘探数据的可靠性和应用效果提供理论支持。

一.地震波的生成与传播机制

地震波的生成与传播机制是地震勘探的核心，深入了解这一过程对于科学合理地制定采集策略和提高数据质量至关重要。本节将详细探讨地震波的生成、传播和与地下岩层的相互作用。

（一）地震波的生成

在地震勘探中，地震波的生成是通过人工方法激发地震波，与天然地震有所不同。最常见的激发方式包括炸药爆炸和可控震源振动。炸药爆炸产生的压力波成为地震波的主要来源，这些波通过地下传播。另一方面，可控震源振动则通过在地表放置振动源，产生具有可调频率的地震波。这两种激发方式为地震勘探提供了灵活性和可控性，使得能够更精准地探测地下结构。

（二）地震波的传播

地震波在地下传播时与地下介质的不同性质的岩层相互作用，形成了复杂的传播路径。当地震波穿越岩层分界面时，会发生反射和折射。这些反射和折射的现象为勘探者提供了观察地下结构的窗口。地震波的传播速度和路径受地下介质的弹性和密度差异影响，因此了解地下结构的物理性质对于准确解释地震数据至关重要。

（三）与地下岩层的相互作用

地震波与地下岩层的相互作用是解释地下结构的基础。当地震波传播至岩层分界面时，其中一部分能量会被反射回地表，形成地震波的反射波。另一部分能量则会进入下一层并发生折射，形成地震波的折射波。这些反射和折射的特征被记录在地震数据中。通过对这些数据的深入分析，可以推断地下岩层的性质、厚度和分布，为勘探者提供关键的地质信息。

二.数据采集质量控制的关键因素

在地震勘探中，数据采集阶段的质量直接影响着后续解释和分析的准确性。数据采集质量的控制需要综合考虑多个关键因素，包括震源特性、检波点位置以及地下介质的性质等。

（一）震源特性

选择合适的震源是确保数据采集质量的关键步骤。不同的激发方式，如炸药爆炸和可控震源振动，会产生具有不同频率和能量的地震波。因此，在确定震源特性时，需要根据勘探目的和地质条件科学合理地选择震源能量、频率以及震源间隔等参数。合适的震源特性能够提供足够的能量，以确保地震波能够穿透地下介质并反映地下结构的细节，为后续的数据采集提供有力支持。

（二）检波点位置

检波器的布置对于数据采集同样至关重要。检波点的位置直接决定了数据采集的空间分辨率和覆盖范围。在合适的检波器布置下，可以更全面地捕捉地下结构的信息，提高数据的精确性。因此，在确定检波点位置时，需要充分考虑地质条件、勘探目标和预期地下结构的特征。科学合理的检波点布置有助于最大程度地获取地下结构的准确信息。

（三）地下介质的性质

地下介质的性质对地震波的传播速度和路径有直接的影响，因此对其物理特性的了解对制定合理的数据采集计划至关重要。了解地下介质的弹性、密度差异等特性有助于调整采集参数，以适应地质条件的变化。特别是在勘探区域存在复杂地质条件时，需要考虑地下介质的非均匀性，以确保采集到的数据更好地反映地下结构的真实情况。

（四）数据采集策略的优化

除了上述因素外，数据采集策略的优化也是确保数据质量的关键因素。通过合理设计采集线网、选择合适的采集方向和间隔，可以最大程度地覆盖勘探区域，提高数据的信息量。合理安排采集顺序，以最小化勘探对地下结构的干扰，也是数据采集的优化方向之一。优化的数据采集策略将有助于获得更全面、准确的地下结构信息。

（五）误差与噪声的处理

在数据采集过程中，误差和噪声是难以避免的。因此，采用有效的误差校正和噪声去除方法对于提高数据质量至关重要。这包括对检波器仪器响应进行校正、使用高质量的地震数据采集设备，并在数据处理阶段采用先进的滤波和去噪技术。通过有效处理误差和噪声，可以提高数据的信噪比，使得采集到的数据更具解释和分析的价值。

三.地震勘探采集质量的质量评价方法

为确保地震勘探采集的数据质量，需要采用科学有效的评价方法。下面将介绍一些常用的地震勘探采集质量评价方法。

（一）数据重复性分析

数据重复性分析是地震数据质量评价中的关键步骤。通过在同一地点或相邻地点进行多次采集，可以比较不同时间点的数据，以评估数据的一致性和稳定性。例如，在一次油气勘探中，选取了一个特定地点，进行了多次相同的震源激发和数据记录。通过对比这些不同时间点的地震记录，能够观察到相似的波形特征，验证数据的一致性。如果在某个时间点出现异常的地震记录，可能表明存在某种干扰或设备问题。通过系统的重复性分析，能够更加准确地判断数据的稳定性，及时发现潜在问题，为数据质量的提升提供有力的支持。

（二）震源检测方法

震源检测方法是评价地震勘探数据质量的另一个重要手段。通过分析地震波的震源信息，包括能量分布和频谱特征等，能够判断激发源的稳定性和准确性。以可控震源振动为例，可以通过分析振动源的频谱图和振动信号的时频特性，评价震源的频率稳定性和能量释放的均匀性，从而判断激发源是否符合设计要求。

（三）数据信噪比分析

在地震勘探中，各种噪声常常存在，如仪器噪声和环境噪声，它们会对数据的解释和分析造成影响。因此，数据信噪比的分析是质量评价的关键环节。通过对比地震波信号和噪声的相对强度，可以评估数据的清晰度和可靠性。采用频谱分析方法，对信号和噪声的频谱进行比较，以确定数据中的有效信号，并应用滤波技术提高信噪比，从而提高数据的质量。

（四）成像分辨率评估

成像分辨率评估是确保地震勘探数据质量的重要环节。通过模拟地下结构、采用不同参数进行数据成像，能够评估勘探数据在不同深度和地质条件下的分辨率。例如，为了进行成像分辨率评估，我们可以采用合成地震数据进行反演模拟。通过在计算机模型中构建地下结构，并模拟出相应的地震波传播过程，我们可以使用不同的反演参数和成像算法，生成合成地震数据。接着，将这些合成数据与真实地质结构进行对比，以评价数据在空间分辨率上的表现。

总结：地震勘探是解决油气资源勘探等问题的关键方法。通过人工激发地震波，利用波在地下的传播规律，推断地下岩层性质。在勘探中，选择合适的震源、优化检波点布置、考虑地下介质性质以及优化数据采集策略是确保数据质量的关键步骤。数据采集后，通过数据重复性分析、震源检测、信噪比分析和成像分辨率评估等方法进行质量评价。这些评价手段为实现高质量地下结构成像提供科学依据。在实际勘探中，综合运用这些方法，不仅提高了数据质量，也为科学解释和深入研究地下结构奠定了坚实基础。

参考文献;

[1]刘璐,岳悦,刘党卫,等.拖缆地震勘探导航首线质量控制方法探讨[J].物探装备,2018,28(1):48-51.

[2]冷广升.地震数据采集质量控制方法研究与应用[J].中国煤炭地质,2010,22(z1):67-72,76.

[3]曹平.勘探地震数据获取系统设计[D].安徽:中国科学技术大学,2007.