一种利用矢量合成纵波进行地震勘探的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用矢量合成纵波进行地震勘探的方法，向待勘探区发射地震纵波后，利用埋设于地震纵波接收点的检波器在垂直地面方向和平行地面方向上分别对反射地震纵波的垂直矢量纵波和水平矢量纵波进行接收，根据所述反射地震纵波的出射方向与铅垂线或水平面的夹角将所述反射地震纵波的垂直矢量纵波和水平矢量纵波进行矢量合成得到所述反射地震纵波，通过分析合成的所述反射地震纵波的信息进行勘探。本发明利用矢量分解和合成的原理，通过对非垂直出射的反射地震纵波进行多角度的接收、合成，可以获得真正的反射地震波出射时的信息，提高有效波的能量和信噪比，进而获得有效的反射地震波信息并进行进一步地勘探。
【专利说明】一种利用矢量合成纵波进行地震勘探的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于地球勘探物理学领域，更具体地讲，涉及一种利用矢量合成纵波进行 地震勘探的方法。
【背景技术】
[0002] 地震勘探是利用人工方法产生并发射地震波，地震波向地下传播过程中遇到不同 岩层的分界面时，部分地震波会反射回地面，在地面利用检波器收集这些反射回来的地震 波，并对所收集的反射波信息进行研究以查明地下地质目标的一种勘探方法。
[0003] 目前，在石油、天然气的地震勘探中，仍然以纵波地震勘探方法为主。纵波地震 勘探是利用收集的纵波信息进行勘探的方法，但现在使用的纵波地震勘探方法有一个假 设前提，即在地表存在低降速地层。具体来说，地震纵波在地下的传播过程中遵循斯奈尔 (Snell)定律，即当地震纵波从地下高速地层传播到地表低降速地层时，根据斯奈尔定律， 地震纵波将垂直出射，因此利用一个垂直地表埋置的检波器就可以很好的接收到垂直出射 的地震纵波。
[0004] 但是，在碳酸盐岩出露区等其它区域，由于地表并不存在低降速地层，或者低降速 地层的地震波传播速度与地下高速地层的地震波传播速度差别不大，因而导致地震纵波在 地表出射时并不是垂直地出射，而是与地面呈一定角度地出射。此时如果仍然采用一个垂 直地表埋置的检波器，就不能很好地接收到与地面呈一定角度出射的反射地震纵波，进而 无法有效地进行反射波信息的分析和进一步的勘探。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术中的不足，本发明旨在解决上述技术问题中的一个或多个。
[0006] 本发明的目的在于提供一种能够解决地震勘探中地震纵波非垂直出射所造成反 射的地震纵波接收不全的问题的一种地震勘探方法，从而获得真正的地震纵波出射时的信 息并进行有效分析和勘探。
[0007] 为了实现上述目的，本发明提供了一种利用矢量合成纵波进行地震勘探的方法， 向待勘探区发射地震纵波后，利用埋设于地震纵波接收点的检波器在垂直地面方向和平行 地面方向上分别对反射地震纵波的垂直矢量纵波和水平矢量纵波进行接收，根据所述反射 地震纵波的出射方向与铅垂线或水平面的夹角将所述反射地震纵波的垂直矢量纵波和水 平矢量纵波进行矢量合成得到所述反射地震纵波，通过分析合成的所述反射地震纵波的信 息进行勘探。
[0008] 根据本发明的利用矢量合成纵波进行地震勘探的方法的一个实施例，所述方法具 体包括以下步骤：
[0009] a、对待勘探区进行近地表结构调查，建立近地表速度结构模型，并获得地震纵波 在近地表地层中的传播速度V(l、地震纵波在地下勘探深度范围内地层中传播的均方根速度 V和反射地震纵波的双程旅行时间td ;
[0010] b、通过震源向所述待勘探区发射地震纵波，选取多个地震纵波接收点并分别埋设 多分量检波器，每个多分量检波器将接收在垂直地面方向和平行地面方向上分别接收反射 地震纵波的垂直矢量纵波和水平矢量纵波；
[0011] C、利用下式1计算出射到第i个多分量检波器的反射地震纵波的出射角Θ i，其 中，1彡i彡η且i为正整数，η为多分量检波器的数量，
[0012] 式中
【权利要求】
1. 一种利用矢量合成纵波进行地震勘探的方法，其特征在于，向待勘探区发射地震纵 波后，利用埋设于地震纵波接收点的检波器在垂直地面方向和平行地面方向上分别对反射 地震纵波的垂直矢量纵波和水平矢量纵波进行接收，根据所述反射地震纵波的出射方向与 铅垂线或水平面的夹角将所述反射地震纵波的垂直矢量纵波和水平矢量纵波进行矢量合 成得到所述反射地震纵波，通过分析合成的所述反射地震纵波的信息进行勘探。
2. 根据权利要求1所述的利用矢量合成纵波进行地震勘探的方法，其特征在于，所述 方法具体包括以下步骤： a、 对待勘探区进行近地表结构调查，建立近地表速度结构模型，并获得地震纵波在近 地表地层中的传播速度v〇、地震纵波在地下勘探深度范围内地层中传播的均方根速度v和 反射地震纵波的双程旅行时间h ; b、 通过震源向所述待勘探区发射地震纵波，选取多个地震纵波接收点并分别埋设多分 量检波器，每个多分量检波器分别在垂直地面方向和平行地面方向上接受反射地震纵波的 垂直矢量纵波和水平矢量纵波； C、利用下式1计算出射到第i个多分量检波器的反射地震纵波的出射角Θ i，其中， 1彡i彡η且i为正整数，η为多分量检波器的数量，
式中，Θ i为出射到第i个多分量检波器的反射地震纵波的出射方向与铅垂线之间的夹 角，单位是。且0° < Θ i < 90° ; Xi为从震源到第i个多分量检波器的距离，单位是m ; V(l为地震纵波在近地表地层中的传播速度，单位是m/s ; v为地震纵波在地下勘探深度范围内地层中传播的均方根速度，单位是m/s ; h为反射地震纵波的双程旅行时间，单位是s ; d、 利用步骤c计算得到的Θ i和下式2矢量合成出射到第i个多分量检波器的反射地 震纵波， Zj = X^cos Θ j+Y^sin Θ j-式 2， 式中，Zi为出射到第i个多分量检波器的反射地震纵波； Xi为第i个多分量检波器在垂直地面方向上接收到的反射地震纵波的垂直矢量纵波； t为第i个多分量检波器在平行地面方向上接收到的反射地震纵波的水平矢量纵波； e、 分析步骤d矢量合成得到的出射到各多分量检波器的反射地震纵波信息进行勘探。
3. 根据权利要求1或2所述的利用矢量合成纵波进行地震勘探的方法，其特征在于，所 述方法适用于反射地震纵波非垂直出射的待勘探区。
【文档编号】G01V1/00GK104101897SQ201410329213
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2014年7月11日
【发明者】杨智超, 张孟, 李亚林, 徐传平, 李正佳, 巫芙蓉, 李敏, 王晓阳 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司