[其他]同时进行多次地震振动勘测的方法

说明书

本发明一般涉及地震勘探，具体则提出一种进行地震勘探的方法。

为了确定地球内部反射界面的位置，需要通过地面发射一些地震信号，这些信号经地下界面反射之后，可被探测到并记录下来。由信号发射到被界面反射并探测到的时间间隔，给出信号穿透地面往返行程所用的时间，这段时间可以用来确定界面的位置。

在地震勘探中，地震振动器的使用已相当普遍。典型的做法是用几个振动器，在地震频率范围内，发射一个长的扫描频率信号。发射的信号（在地球内部反射和折射之后）由以一定间距布设的检测器接收，接收到的信号与发射的扫描频率信号交叉相关。这一操作产生一个地震记录，然后利用众所周知的技术对记录进行处理，使之成为地球截面的一种描述。

为了增加发射到大地中的能量，在一个特定的地震勘探中可以使用三个振动器。这是很典型的做法。三个振动器都放在基本相同的位置上并通过控制使之同时发射一种信号。虽然可以使用三个振动器，但仅能进行一次勘测。在很多情况下，特别是在进行三维勘探时，同时进行多种勘测将是经济的。然而，为了在同一时间、在大体上同一地点进行多次勘测，则需要设法能把记录信号中由一个振动源发射的信号和其他振动源发射的信号区别开来。“振动源”一词既指单个振动器，又指在大体相同的位置上受控发射相同信号的几个振动器。

在1975年5月20日发给恩斯梯（Anstey）等人的美国3885225号专利中披露了一种同时进行多种勘测的方法。此方法将扫描频率地震信号分解为几个组成部分。例如，如果希望在10到46赫兹的频率范围内发射信号，该频率范围可分解成10到22赫兹、22到34赫兹、34到46赫兹三个波段。使用三个不同的振动源，每个振动源同时发射三个频率波段中各不相同的一个信号。因此，如果第一个振动器发射10到22赫兹范围内的信号，第二个振动器一定在发射22到34赫兹范围内的能量，第三个振动器则在发射34到46赫兹范围内的能量。从所有这三个源发射的能量，都由相同的地声器检测并记录下来。然而，当这个记录的信号与频率范围为10～22赫兹的第一个振动器发射的信号交叉相关时，从第二个和第三个振动器发射的频率范围为22赫兹到34赫兹及34赫兹到46赫兹的信号将基本上从交叉相关记录中消除。同样，接收到的信号也与第二个振动器发射的频率为22到34赫兹的信号及第三个振动器发射的频率为34到46赫兹的信号交叉相关。

在最初的频率波段进入地球内部之后，对所有三个振动器的控制信号即互相交换，例如，1号振动源换成发射频率为22到34赫兹的能量，3号振动器发射频率为10到22赫兹的能量，2号振动器发射频率为34到46赫兹的能量。接着做另一次扫描，使振动器1变成发射频率为34到46赫兹的能量，振动器2发射频率为10到22赫兹的能量，振动器3发射频率为22到34赫兹的能量。在每一种情况下，记录到的信号都分别与每个振动器发射的信号交叉相关，以便与其他振动器发射出的能量区别。因此，在三次发射之后，对于这三个振动器的每一个来说，都将获得一个覆盖整个想要的10赫兹到46赫兹频率范围能量的交叉相关记录。然后，将与每个振动器相对应的三个交叉相关记录叠存起来。这个方法的缺点是：为了产生所期望的频率范围内的信号，必须分别做三次扫描。由于在每次扫描后都需要一个“监听”时间以使能量由所要了解的最紧地层返回地面，因此，与另一种情况相比较，即如果使每个振动器都能不停止地扫描整个感兴趣的频率范围，使用这一方法就显得有点慢了。

1981年10月3日发给Mifsud的美国第4295213号专利也表明了同时发射几个频率范围不同的地震信号的可能性。然而，它的目的在于：当进行单个勘测时，对不同的频带段交替使用向上扫描和向下扫描。此发明的目的在于用一个被分解成段的扫描做为减小测量中相关噪声的手段而不是同时进行多个测量。