[其他]宽频带发射-窄频带接受地震勘测和处理方法

说明书

本发明所属一种新的地球物理地震勘测方法。其目的是在各类地震波互助干挠条件下进行有效的续至波勘测，以解决浅层反射地震勘测及提高深层地震勘测的精度。本发明采用宽频带发射。将这种震源视为同时发射的无数个单频振荡。在地震仪信息处理系统中，仅提取测试所需的宽于单频的窄频带地震信号，使其达到足够的强度，并保持稳定频谱和规则的波形。其波形外包线畸变位置，为续至波首波入射时刻。

本发明所属技术领域为一种新的地球物理地震勘测方法。其目的是在各类地震波互相干扰条件下进行有效的续至波勘测，以解决浅层反射地震勘测及提高深层地震勘测的精度。

现有地球物理地震勘测方法皆属于宽频带发射-宽频带接收系统。这种系统的主要问题是在浅层地震勘测时，在各类地震波相互干扰条件下，由于地层滤波效应的存在，使地震波在传播过程中发生频谐、振幅和波形变化，难于辨认地震续至波首波入射时刻;在深层地震勘测时很难提高分辨率，有时满足不了生产上的要求。

研究认为，地球物理地震勘测方法中各类地震波入射时刻的识别要求有两个量，一个为被测地震信息量，一个是标准量，根据其标准量和实际被测地震信息量的比较，得出其勘测的结果。目前地球物理地震勘测方法，在互相干扰下的地震续至波首波入射时刻，难于辨认的原因，是缺少一种标准量。本发明研究建立了一种标准量，发现在地震频谱中任何单一频率的波形都是规则的正弦曲线。同理，该振荡波形图1的外包络线同样是规则的直线。其单频振荡频谱为图2。

根据这个原理，当（1）（2）两个频率相同、入射时刻不同的单频振荡相叠加（3）时，使其合成规则化地震波形的外包络线发生畸变（4）的位置，这个位置标志着地震续至波首波入射时刻。

为此得出一项结论：单频率振荡波形的外包络线是一条规则的线，在这条规则的线突然发生畸变的位置标志着地震续至波首波入射时刻。但实际上单频震源能级很低。很难用于地球物理地震勘测。为提高信号能级，本发明采用宽频带发射，将这种震源视为同时发射的无数个单频振荡。在地震仪信息处理系统中。仅提取测试所需的宽于单频的窄频带地震信号（5），使其达到足够的强度。并保持稳定的频谱和规则的波形（6），其波形外包线畸变位置（7）（8），所标志的为续至波首波入射时刻。窄频带接收信号的频带宽度下限值受下列Q～f曲线方程约束：

其中：f₀为频带的谐振频率

Q为所接收地震信号的频率特性品质因数。该值按下述

公式计算：

Q=f₀/2Δf

Δf为截止频率对谐振频率之偏移量

K＝0.105Hz^-1

其倍频程为大于12db

地层滤波效应是客观存在的，其实质就是地震信号频带由宽变窄的地震波波形的规则化。在地震仪系统内设置窄频带滤波器，或对所记录地震信息进行窄频带数字滤波处理。其实质是设立自然地层滤波效应的人工模拟系统。

充分的自然地层滤波效应的显现要求超长的地震波传播途径。而地层滤波效应模拟系统不依赖于地震波传播距离。其滤波程度是人工可控的，因而应用这种宽频带发射～窄频带接收的地层滤波模拟系统在各种类型地震波互相干扰的条件下，在各种震波传播距离内获取各种地震续至波首波入射时刻，进行有效的浅层反射地震勘测。

在自然地层滤波效应显现过程中，地震信号频带由宽变窄的过程伴随着地震信号主频的不断降低和地震勘测精度的下降。因而在应用宽频带发射～窄频带接收的地层滤波模拟系统时其谐振频率是在保证信号强度的条件下根据地震勘测需要设定的，因此利用这种系统，在深层地震勘测中可相应提高探测精度。