專利名稱:寬頻帶發(fā)射-窄頻帶接受地震勘測方法
本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)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(jìn)行有效的續(xù)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(xiàn)有地球物理地震勘測方法皆屬于寬頻帶發(fā)射-寬頻帶接收系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的主要問題是在淺層地震勘測時(shí)，在各類地震波相互干擾條件下，由于地層濾波效應(yīng)的存在，使地震波在傳播過程中發(fā)生頻譜、振幅和波形變化，難于辯認(rèn)地震續(xù)至，波首波入射時(shí)刻;在深層地震勘測時(shí)很難提高分辯率，有時(shí)滿足不了生產(chǎn)上的要求。
研究認(rèn)為，地球物理地震勘測方法中各類地震波入射時(shí)刻的識(shí)別要求有兩個(gè)量，一個(gè)為被測地震信息量，一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)量，根據(jù)其標(biāo)準(zhǔn)量和實(shí)際被測地震信息量的比較。得出其勘測的結(jié)果。目前地球物理地震勘測方法，在互相干擾下的地震續(xù)至波首波入射時(shí)刻，難于辯認(rèn)的原因，是缺少一種標(biāo)準(zhǔn)量。本發(fā)明研究建立了一種標(biāo)準(zhǔn)量，發(fā)現(xiàn)在地震頻譜中任何單一頻率的波形都是規(guī)則的正弦曲線。同理，該振蕩波形圖1的外包絡(luò)線同樣是規(guī)則的直線。其單頻振蕩頻譜為圖2。
根據(jù)這個(gè)原理，當(dāng)(1)(2)兩個(gè)頻率相同、入射時(shí)刻不同的單頻振蕩相疊加(3)時(shí)，使其合成規(guī)則化地震波形的外包絡(luò)線發(fā)生畸變(4)的位置，這個(gè)位置標(biāo)志著地震續(xù)至波首波入射時(shí)刻。
為此得出一項(xiàng)結(jié)論單頻率振蕩波形的外包絡(luò)線是一條規(guī)則的線，在這條規(guī)則的線突然發(fā)生畸變的位置標(biāo)志著地震續(xù)至波首波入射時(shí)刻。但實(shí)際上單頻震源能級(jí)很低，很難用于地球物理地震勘測。為提高信號(hào)能級(jí)，本發(fā)明采用寬頻帶發(fā)射，將這種震源視為同時(shí)發(fā)射的無數(shù)個(gè)單頻振蕩。在地震儀信息處理系統(tǒng)中，僅提取測試所需的寬于單頻的窄頻帶地震信號(hào)(5)，使其達(dá)到足夠的強(qiáng)度，并保持穩(wěn)定的頻譜和規(guī)則的波形(6)，其波形外包線畸變位置(7)(8)，所標(biāo)志的為續(xù)至波首波入射時(shí)刻。窄頻帶接收信號(hào)的頻帶寬度下限值受下列Q～f曲線方程約束
其中fo為頻帶的諧振頻率Q為所接收地震信號(hào)的頻率特性品質(zhì)因數(shù)。該值按下述公式計(jì)算Q＝ (fo)/(2△f)△f為截止頻率對(duì)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(yīng)是客觀存在的，其實(shí)質(zhì)就是地震信號(hào)頻帶由寬變窄的地震波波形的規(guī)則化。在地震儀系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置窄頻帶濾波器，或?qū)λ涗浀卣鹦畔⑦M(jìn)行窄頻帶數(shù)字濾波處理，其實(shí)質(zhì)是設(shè)立自然地層濾波效應(yīng)的人工模擬系統(tǒng)。
充分的自然地層濾波效應(yīng)的顯現(xiàn)要求超長的地震波傳播途徑，而地層濾波效應(yīng)模擬系統(tǒng)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(yīng)用這種寬頻帶發(fā)射～窄頻帶接收的地層濾波模擬系統(tǒng)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(nèi)獲取各種地震續(xù)至波首波入射時(shí)刻，進(jìn)行有效的淺層反射地震勘測。
在自然地層濾波效應(yīng)顯現(xiàn)過程中，地震信號(hào)頻帶由寬變窄的過程伴隨著地震信號(hào)主頻的不斷降低和地震勘測精度的下降。因而在應(yīng)用寬頻帶發(fā)射～窄頻帶接收的地層濾波模擬系統(tǒng)時(shí)其諧振頻率是在保證信號(hào)強(qiáng)度的條件下根據(jù)地震勘測需要設(shè)定的，因此利用這種系統(tǒng)，在深層地震勘測中可相應(yīng)提高探測精度。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明為地球物理地震勘測的方法。運(yùn)用寬頻帶發(fā)射，即通過人工瞬時(shí)激發(fā)震沅(爆炸、錘擊等)，使地震波進(jìn)入被勘測的地質(zhì)介質(zhì)。其特點(diǎn)是將瞬時(shí)激發(fā)被視為無數(shù)個(gè)單頻振蕩所組成的寬頻帶震沅，獲取足夠能量的窄頻帶地震信號(hào)，使窄頻帶地震頻譜和波形保持規(guī)則的穩(wěn)定信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1，其窄頻帶接收信號(hào)的頻率寬度其下限值受下列Q～f曲線方程約束
其中f0為頻帶的諧振頻率K＝0.105HZ-1Q為所接收地震信號(hào)頻率特性的品質(zhì)因數(shù)，按下述公式計(jì)算Q＝ (fo)/(2△f)△f為截止頻率對(duì)諧振頻率之偏移量。其倍頻程為大于12db
3.根據(jù)權(quán)利要求
2項(xiàng)，其在地震儀內(nèi)設(shè)置窄頻帶濾波器，或?qū)Φ卣饍x所記錄的地震信息進(jìn)行窄頻帶數(shù)字濾波處理，即設(shè)立地層濾波效應(yīng)的模擬系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3項(xiàng)，使其規(guī)則化地震波波形的外包絡(luò)線發(fā)生畸變的位置，(7)(8)位置標(biāo)志著地震續(xù)至波首波入射時(shí)刻。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3項(xiàng)，其窄頻帶濾波的諧振頻率是根據(jù)地震勘測需要設(shè)定的。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4、5項(xiàng)，使其在各類地震波互相干擾條件下解決淺層反射地震勘測，及提高深層地震勘測的精度。
專利摘要
本發(fā)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(jìn)行有效的續(xù)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(fā)明采用寬頻帶發(fā)射，將這種震源視為同時(shí)發(fā)射的無數(shù)個(gè)單頻振蕩。在地震儀信息處理系統(tǒng)中，僅提取測試所需的寬于單頻的窄頻帶地震信號(hào)，使其達(dá)到足夠的強(qiáng)度，并保持穩(wěn)定頻譜和規(guī)則的波形。其波形外包線畸變位置，為續(xù)至波首波入射時(shí)刻。
文檔編號(hào)G01V1/28GK85100288SQ85100288
公開日1986年7月30日 申請(qǐng)日期1985年9月29日
發(fā)明者孟昭武, 李金錄, 賀迪民, 錢筠, 張克石, 張長青, 馮玉珍, 成友先 申請(qǐng)人:水利電力部北京勘測設(shè)計(jì)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan