[其他]寬頻帶發射-窄頻帶接受地震勘測和處理方法

在審

• 申請號: 101985000000288
• 申請日: 1985-09-29
• 公開（公告）號: CN85100288B
• 公開（公告）日: 1986-10-29
• 發明（設計）人: 孟昭武;李金錄;賀迪民;錢筠;張克石;張長青;馮玉珍;成友先
• 申請（專利權）人: 水利電力部北京勘測設計院
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明所屬一種新的地球物理地震勘測方法。其目的是在各類地震波互助干撓條件下進行有效的續至波勘測，以解決淺層反射地震勘測及提高深層地震勘測的精度。本發明采用寬頻帶發射。將這種震源視為同時發射的無數個單頻振蕩。在地震儀信息處理系統中，僅提取測試所需的寬于單頻的窄頻帶地震信號，使其達到足夠的強度，并保持穩定頻譜和規則的波形。其波形外包線畸變位置，為續至波首波入射時刻。

本發明所屬技術領域為一種新的地球物理地震勘測方法。其目的是在各類地震波互相干擾條件下進行有效的續至波勘測，以解決淺層反射地震勘測及提高深層地震勘測的精度。

現有地球物理地震勘測方法皆屬于寬頻帶發射-寬頻帶接收系統。這種系統的主要問題是在淺層地震勘測時，在各類地震波相互干擾條件下，由于地層濾波效應的存在，使地震波在傳播過程中發生頻諧、振幅和波形變化，難于辨認地震續至波首波入射時刻;在深層地震勘測時很難提高分辨率，有時滿足不了生產上的要求。

研究認為，地球物理地震勘測方法中各類地震波入射時刻的識別要求有兩個量，一個為被測地震信息量，一個是標準量，根據其標準量和實際被測地震信息量的比較，得出其勘測的結果。目前地球物理地震勘測方法，在互相干擾下的地震續至波首波入射時刻，難于辨認的原因，是缺少一種標準量。本發明研究建立了一種標準量，發現在地震頻譜中任何單一頻率的波形都是規則的正弦曲線。同理，該振蕩波形圖1的外包絡線同樣是規則的直線。其單頻振蕩頻譜為圖2。

根據這個原理，當（1）（2）兩個頻率相同、入射時刻不同的單頻振蕩相疊加（3）時，使其合成規則化地震波形的外包絡線發生畸變（4）的位置，這個位置標志著地震續至波首波入射時刻。

為此得出一項結論：單頻率振蕩波形的外包絡線是一條規則的線，在這條規則的線突然發生畸變的位置標志著地震續至波首波入射時刻。但實際上單頻震源能級很低。很難用于地球物理地震勘測。為提高信號能級，本發明采用寬頻帶發射，將這種震源視為同時發射的無數個單頻振蕩。在地震儀信息處理系統中。僅提取測試所需的寬于單頻的窄頻帶地震信號（5），使其達到足夠的強度。并保持穩定的頻譜和規則的波形（6），其波形外包線畸變位置（7）（8），所標志的為續至波首波入射時刻。窄頻帶接收信號的頻帶寬度下限值受下列Q～f曲線方程約束：

其中：f₀為頻帶的諧振頻率

Q為所接收地震信號的頻率特性品質因數。該值按下述

公式計算：

Q=f₀/2Δf

Δf為截止頻率對諧振頻率之偏移量

K＝0.105Hz^-1

其倍頻程為大于12db

地層濾波效應是客觀存在的，其實質就是地震信號頻帶由寬變窄的地震波波形的規則化。在地震儀系統內設置窄頻帶濾波器，或對所記錄地震信息進行窄頻帶數字濾波處理。其實質是設立自然地層濾波效應的人工模擬系統。

充分的自然地層濾波效應的顯現要求超長的地震波傳播途徑。而地層濾波效應模擬系統不依賴于地震波傳播距離。其濾波程度是人工可控的，因而應用這種寬頻帶發射～窄頻帶接收的地層濾波模擬系統在各種類型地震波互相干擾的條件下，在各種震波傳播距離內獲取各種地震續至波首波入射時刻，進行有效的淺層反射地震勘測。

在自然地層濾波效應顯現過程中，地震信號頻帶由寬變窄的過程伴隨著地震信號主頻的不斷降低和地震勘測精度的下降。因而在應用寬頻帶發射～窄頻帶接收的地層濾波模擬系統時其諧振頻率是在保證信號強度的條件下根據地震勘測需要設定的，因此利用這種系統，在深層地震勘測中可相應提高探測精度。