一种电火花震源激发方法、震源设置方法与流程

本申请属于沼泽及滩涂过渡带地区的地球物理勘探技术领域，尤其涉及一种电火花震源激发方法、震源设置方法。

背景技术：

在滩浅海过渡带地震勘探采集作业中，沼泽及滩涂过渡带地区通常采用炸药震源进行施工勘探。随着人们环保意识的增强，以及安保形势的严峻，在全球大多数国家和地区，尤其是自然保护区、湿地、沼泽、滩涂等环境已经禁止使用炸药作为地震勘探震源。目前在该区域进行勘探的非炸药震源可以选择气枪震源和电火花震源。

电火花震源是电能震源的一种。它利用电容器将所储藏的电能加到预先放置于水中的电极上，由于放电效应产生火花，瞬时加热周围介质—水，迅速形成高压蒸汽，释放能量造成振动。电火花震源主要由控制箱、电容箱与电极组成，附属设备少，体积小，方便运输搬运，可以很方便的运输至离陆地较远的岛屿滩涂地区。现在电火花震源通常的作业方法是在地表挖一浅坑，注满水后激发，或直接将电火花激发头插入水中激发。而电火花震源的激发效果受到激发环境的影响较大，在湿地、沼泽等滩浅海过渡带震源激发时，常常不能满足作业需求。因此，滩浅海过渡带下这种作业模式释放的能量较小，常常不能满足较深地层地质资料所需要的震动强度。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种电火花震源激发方法、震源设置方法，可以在滩浅海过渡带使震源激发取得较大的震动能量，既能满足滩浅海过渡带环境对地震勘探施工的要求，也能满足地震勘探对电火花震源激发时能量强度的要求，可以很好的应用在沼泽及过渡带地区，有效的解决了该区域勘探施工问题。

本申请提供的一种电火花震源激发方法、设置方法是这样实现的：

一种电火花震源激发方法，所述方法包括：

获取目标勘探区域地质资料，根据对所述地质资料的分析结果确定所述目标勘探区域电火花震源的最佳激发深度；

对所述目标勘探区域进行钻井作业，所述钻井的深度不小于所述最佳激发深度；

将电火花震源的电极炮头插入到所述钻井的最佳激发深度位置处，并往所述钻井内注入指定含量的水液体，形成电火花震源激发井；

激发所述电火花震源激发井，拾取人工地震波。

优选的实施例中，所述方法还包括：

根据对所述地质资料的分析结果设置电火花震源组，所述电火花震源激发组至少包括两个不同位置的所述电火花震源激发井；

相应的，所述激发电火花震源激发井包括激发所述电火花震源组中的电火花震源激发井。

优选的实施例中，所述激发所述电火花震源组中的电火花震源激发井包括：

同时激发所述电火花震源组中的所有电火花震源激发井。

优选的实施例中，同一个目标勘探区域中，所述电火花震源组中的电火花震源激发井被设置成使用相同的最佳激发深度值。

优选的实施例中，所述方法还包括：

利用所述拾取的通过激发所述电火花震源激发井产生的人工地震波进行数据叠加，形成用于地质资料解释的电火花震源井中激发波形图。

优选的实施例中，所述对所述目标勘探区域进行钻井作业包括：

利用钻机对所述目标勘探区域进行钻井作业，钻出指定深度的钻井。

一种电火花震源设置方法，所述方法包括：

获取目标勘探区域地质资料，根据对所述地质资料的分析结果确定所述目标勘探区域电火花震源的最佳激发深度；

对所述目标勘探区域进行钻井作业，所述钻井的深度不小于所述最佳激发深度；

将电火花震源的电极炮头插入到所述钻井的最佳激发深度位置处，并往所述钻井内注入指定含量的水液体，形成电火花震源激发井。

优选的实施例中，所述方法还包括：

以所述电火花震源激发井为单位设置电火花震源组，所述电火花震源激发组至少包括两个不同位置的所述电火花震源激发井。

优选的实施例中，所述电火花震源组中的电火花震源激发井被设置成采用相同的震源激发时刻。

优选的实施例中，同一个目标勘探区域中，所述电火花震源组中的电火花震源激发井被设置成使用相同的最佳激发深度值。

优选的实施例中，所述对所述目标勘探区域进行钻井作业包括：

利用钻机对所述目标勘探区域进行钻井作业，钻出指定深度的钻井。

本发明提供的电火花震源激发方法、震源设置方法，油气是在滩浅海过渡带区域，可以利用钻机，对施工地进行钻井作业。钻进至指定深度，将电火花震源的电极炮头插入井中指定深度，井内注满水，完成激发，产生物探所需要的人工地震波。本发明提供的方法的摒弃常规地表-浅坑电火花震源激发方式，并采用钻井的方式在目标勘探区域进行钻井，根据实际地址情况找到电火花震源激发的最佳激发深度，使其激发时有足够的静压。利用本发明的方法得到的地震数据信噪比更高，激发效果更好。该方法还可多个电火花震源同时激发，产生组合效应，通过对拾取的数据进行叠加，进一步提高资料的信噪比，满足了地震勘探对人工震源的能量要求。同时本发明所述的电火花震源激发方法在激发过程中可有效减小对地表的破坏，激发无残留，无安保问题，可产生较强的地震波，满足地震勘探在沼泽及滩涂过渡带地区的施工要求。一般的，电火花震源的激发效果(尤其是在滩浅海过渡带)受到激发环境的影响较大，本发明创新的方法是经过理论与实践得到的新方法，能够得到目前沼泽及滩涂等滩浅海过渡带地区地震勘探所需的能量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述一种电火花震源激发方法一种实施例的方法流程图；

图2是本发明所述一种电火花震源激发方法另一种实施例的方法流程图；

图3是本发明所述一种电火花震源激发方法另一种实施例的方法流程图；

图4是常规地表电火花震源激发的波形图；

图5是利用本发明井中最佳激发深度试试电火花震源激发的波形图；

图6是本发明提供的一种电火花震源设置方法一种实施例的方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1是本发明所述一种电火花震源激发方法一种实施例的方法流程图。虽然本发明提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤或装置结构，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法或装置中可以包括更多的操作步骤或模块单元。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤或结构中，这些步骤的执行顺序或装置的模块结构不限于本发明实施例或附图所示的执行顺序或模块结构。所述的一种电火花震源激发方法或模块结构的在实际中的装置或终端产品应用时，可以按照实施例或者附图所示的方法或模块结构进行顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境、甚至包括分布式处理的实施环境)。

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种适用于滩浅海过渡带电火花震源激发作业方法。本发明通过对电火花震源激发条件和震动波传递原理的分析，结合施工地况，发明了一种井中电火花震源激发作业方法。该方法在滩浅海过渡带可以取得较大的震动能量，既能满足滩浅海过渡带作业环境对地震勘探施工的要求，也能满足地震勘探对电火花震源激发时能量强度的要求，可以很好的应用在沼泽及过渡带地区，有效的解决了该区域勘探施工问题。

图1是本申请一种电火花震源激发方法一种实施例的方法流程示意图。具体的，在本发明的一个实施例中，提供的一种电火花震源激发方法如图1所示，可以包括：

S1：获取目标勘探区域地质资料，根据对所述地质资料的分析结果确定所述目标勘探区域电火花震源的最佳激发深度。

具体的实施本发明方法时，可以先确定需要施工的目标勘探区域进行电火花震源激发的最佳激发深度。所述的最佳震源激发深度通常可以包括根据目标勘探区域的相关地质资料，通过地质资料的分析处理确定出目标勘探区域电火花震源激发的最佳激发深度。

本申请的一种滩浅海过渡带电火花震源激发方法的一个实施例中，可以通过获取目标勘探区域地质资料，根据所述地质资料的分析、计算、筛选以及采取特定的算法等来确定所述目标勘探区域电火花震源的最佳激发深度。其他的实施例中也可以包括由作业人员根据目标勘探区域的地质资料估算出的最佳激发深度。

S2：对所述目标勘探区域进行钻井作业，所述钻井的深度不小于所述最佳激发深度。

本发明与现有技术采用地表-浅坑激发方式相比的一个改进之处之一在于，摒弃常规地表-浅坑电火花震源激发方式，并采用钻井的方式在目标勘探区域进行钻井，根据实际地址情况找到电火花震源激发的最佳激发深度，使其激发时有足够的静压，从而有效的获得足够的震动强度，达到理想的钻井效果。本发明中所述钻井的深度不小于所述最佳激发深度，通常所述钻井的深度等于或者略大于(具体可以根据实际现场情况或作业设计确定)所述最佳激发深度。

电火花震源需要在井中激发，因此需要使用钻机进行打井，这样可以提高的生产效率，钻机一般可以采用物探专用的钻机。因此，具体的施工作业时，所述对所述目标勘探区域进行钻井作业可以包括：

利用钻机对所述目标勘探区域进行钻井作业，钻出指定深度的钻井。

所述的钻机(drill)通常是指在地质勘探中，带动钻具向地下钻进，获取实物地质资料的机械设备，又称钻探机，主要作用是带动钻具破碎孔底岩石，下入或提出在孔内的钻具。由于岩土钻掘工程的目的与施工对象各异，因而钻机种类较多，本发明中所述的钻机可以包括可以实现目标勘探区域钻出指定深度钻井的各种类型钻机，如岩心钻机、坑道钻机等。如前所述，所述指定深度通常等于或者略大于所述最佳激发深度。

S3：将电火花震源的电极炮头插入到所述钻井的最佳激发深度位置处，并往所述钻井内注入指定含量的水液体，形成电火花震源激发井。

钻井后，将电火花震源的电极炮头插入到所述钻井的最佳激发深度位置处，然后可以往所述钻井内注入指定含量的水液体，形成电火花震源激发井。具体的在钻井内注入水液体的含量可以根据实际作业情况或者电火花震源激发需求设置，如一种实施方式中，可以在所述钻井内注满水液体。

S4：激发所述电火花震源激发井，拾取人工地震波。

上述钻井、电火花震源的电极炮头插入、注入水液体形成电火花震源激发井后，完成电火花震源激发井的部署、设置，然后可以根据施工需求选择合适的时机激发所述电火花震源井(或者可以理解为激发电火花震源激发井井内的电火花震源)，完成激发。激发后，会产生大量电火花震源激发的人工地震波，然后可以拾取所述人工地震波，用于后续地震数据分析处理。

本发明提供的电火花震源激发方法、震源设置方法，可以利用钻机，对施工地进行钻井作业。钻进至指定深度，将电火花震源的电极炮头插入井中指定深度，井内注满水，完成激发，产生物探所需要的人工地震波。本发明提供的方法的摒弃滩浅海过渡带常规地表-浅坑电火花震源激发方式，并采用钻井的方式在目标勘探区域进行钻井，根据实际地址情况找到电火花震源激发的最佳激发深度，使其激发时有足够的静压。利用本发明的方法得到的地震数据信噪比更高，激发效果更好。同时本发明所述的电火花震源激发方法在激发过程中可有效减小对地表的破坏，激发无残留，无安保问题，可产生较强的地震波，满足地震勘探在沼泽及滩涂过渡带地区的施工要求。

本发明的另一种实施例中，该方法还可多个电火花震源同时激发，产生组合效应，通过对拾取的数据进行叠加，进一步提高资料的信噪比，满足了地震勘探对人工震源的能量要求。图2是本发明所述一种电火花震源激发方法另一种实施例的方法流程示意图，如图2所示，所述方法还可以包括：

S4’：根据对所述地质资料的分析结果设置电火花震源组，所述电火花震源激发组至少包括两个不同位置的所述电火花震源激发井；

相应的，所述激发电火花震源激发井包括激发所述电火花震源组中的电火花震源激发井。

采用本申请方法可以在目标勘探区域设置包括多个电火花震源激发井的电火花震源组，产生组合效应，进一步提高资料的信噪比。

本发明所述一种电火花震源激发方法的一种实施例中，设置电火花震源组的实施方式中，可以逐个顺序激发电火花震源激发井，产生人工地震波。本发明的另一种实施例中，可以多个电火花震源同时激发，以满足震勘探对人工震源的能量要求，或达到更佳的井中激发效果。因此，本发明所述方法的另一种实施例中，所述激发所述电火花震源组中的电火花震源激发井可以包括：

S401’：同时激发所述电火花震源组中的所有电火花震源激发井。

本发明所述方法的一种实施例中，同一目标勘探区域设置有多个电火花震源激发井。每个井的震源激发的最佳激发深度可以设置为相同，也可以设置为不同。本发明的一种实施例中，

S402’：同一个目标勘探区域中，所述电火花震源组中的电火花震源激发井被设置成使用相同的最佳激发深度值。

根据实地应用得到的数据分析和结果可以得知，设置相同深度的最佳激发深度进行电火花震源激发，对应类似沼泽、湿地等地质类型的过渡带地区，该方法电火花震源激发效果更佳。

图3是本发明所述一种电火花震源激发方法另一种实施例的方法流程图，如图3所示，进一步的，利用上述各个实施例实行井内最佳深度的电火花震源激发后，可以利用拾取的地震波进行数据处理，获取相应的地震资料图，以便于地震资料分析、解释。因此，本发明所述的一种电火花震源激发方法还可以包括：

S5：利用所述拾取的通过激发所述电火花震源激发井产生的人工地震波进行数据叠加，形成用于地质资料解释的电火花震源井中激发波形图。

图4是常规地表电火花震源激发的波形图，图5是利用本发明井中最佳激发深度试试电火花震源激发的波形图，其中，纵坐标表示记录时间，单位为毫秒，横坐标为检波点，每一格代表一个检波点，无量纲。从图4和图5的对比中可以看出，电火花震源在地表激发效果与井中激发效果相比，效果更好，且差距较大。井中激发在2.0s左右能见到有效反射，根据华北地区T-D对应表，对应深度可达2500m。所述的T-D对应表为时间-深度对应表，T表示时间，D为深度。

2015年7月份，利用本发明方法在天津某地完成了地震数据拾取。该地区具有华北地区典型的地震地质条件，第四系沉积巨厚，地震波吸收衰减严重。通过对地震资料的拾取、解释和处理，结果证明在2.0s左右能见到有效反射，根据华北地区T-D对应表，对应深度可达2500m。该方法可有效解决沼泽地区的勘探需求，取得实际更好的效果，可以替代炸药作为震源。

基于本发明上述所述的电火花震源激发方法，本发明还提供一种电火花震源设置方法，可以用于自然保护区、湿地、沼泽、滩涂等环境禁止使用炸药的电火花震源作业时的震源布局、设置。具体的，图6是本发明提供的一种电火花震源设置方法一种实施例的方法流程示意图，如图6所示，所述方法可以包括：

S11：获取目标勘探区域地质资料，根据对所述地质资料的分析结果确定所述目标勘探区域电火花震源的最佳激发深度；

S22：对所述目标勘探区域进行钻井作业，所述钻井的深度不小于所述最佳激发深度；

S33：将电火花震源的电极炮头插入到所述钻井的最佳激发深度位置处，并往所述钻井内注入指定含量的水液体，形成电火花震源激发井。

使用该方法形成的电火花震源激发井进行电火花震源激发，可以取得较大的震动能量，既能满足环境对地震勘探施工的要求，也能满足地震勘探对电火花震源激发时能量强度的要求，可以很好的应用在沼泽及过渡带地区，有效的解决了该区域勘探施工问题。

当然，也可以在目标勘探区域设置多个电火花震源激发井，形成震源组，进一步获得足够的震动强度，提高地震资料信噪比。因此，本发明所述一种电火花震源设置方法的另一种实施例中，所述方法还包括：

S44：以所述电火花震源激发井为单位设置电火花震源组，所述电火花震源激发组至少包括两个不同位置的所述电火花震源激发井。

当然，如前所述，所述的电火花震源组中的多个电火花震源可以同时激发，产生组合效应，通过对拾取的数据进行叠加，进一步提高资料的信噪比。或者，多个电火花震源激发井设置成相同的激发深度等。因此，本申请所述一种电火花震源设置方法的另一种实施例中，同一个目标勘探区域中，所述电火花震源组中的电火花震源激发井被设置成使用相同的最佳激发深度值。或者，另一种实施例中，同一个目标勘探区域中，所述电火花震源组中的电火花震源激发井被设置成使用相同的最佳激发深度值。

当然，所述的钻井作业也可以包括利用钻井对所述目标勘探区域进行钻井作业，钻出指定深度的钻井。

上述所述的各个实施例之间可以互相参照，可以互相包含其他实施例中描述到的步骤或实施方式。

本发明提供的电火花震源激发方法、震源设置方法，在滩浅海过渡带区域，可以利用钻机，对施工地进行钻井作业。钻进至指定深度，将电火花震源的电极炮头插入井中指定深度，井内注满水，完成激发，产生物探所需要的人工地震波。本发明提供的方法的摒弃常规地表-浅坑电火花震源激发方式，并采用钻井的方式在目标勘探区域进行钻井，根据实际地址情况找到电火花震源激发的最佳激发深度，使其激发时有足够的静压。利用本发明的方法得到的地震数据信噪比更高，激发效果更好。同时本发明所述的电火花震源设置方法在滩浅海过渡带激发过程中可有效减小对地表的破坏，激发无残留，无安保问题，可产生较强的地震波，满足地震勘探在沼泽及滩涂过渡带地区的施工要求。

尽管本申请内容中提到利用钻机钻井、根据地质资料计算最佳激发深度、电火花震源组的参考设置方式(如深度、激发时刻等)、拾取地震数据成图等的地震数据分析、勘探作业现场施工等的描述，但是，本申请并不局限于必须是符合标准地震勘探中的数据分析、处理、描述或实施例所提及到的描述的情况等，某些行业标准、常规处理方法或者使用自定义方式或实施例描述的实施基础上略加修改后的实施方案也可以实现上述实施例相同、等同或相近、或变形后可预料的实施效果。应用这些修改或变形后的数据分析、定义、判断、处理方式以及电火花震源激发的施工方式等获取的实施例，仍然可以属于本申请的可选实施方案范围之内。

虽然本申请提供了如实施例或流程图所述的一种电火花震源激发方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中施工作业时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。

本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。