雙檢采集技術在埕島東工區中的研究應用

郭鴻賓

摘 要：海底電纜雙檢接收技術是2O世紀8O年代末出現的勘探新技術，主要用于壓制在海底和海面之間存在的"水柱混響"干擾，能有效地提高地震資料的信噪比。雙檢采集技術的關鍵在于將海底電纜沉放到海底或水下一定深度，然后在同一道上同時利用壓電檢波器和速度檢波器接收地震信號，由于這兩種檢波器對水柱混響具有相反的響應，據此即可對兩類檢波器接收的地震信息分別處理，再將兩者有機相加，即可達到有效信號增強、水柱混響去除的效果。本文在深入研究該項技術的基礎上，結合埕島東工區雙檢采集技術的實際使用情況，提出一整套雙檢采集技術實際應用的思路，著重強調如何做好雙檢的匹配，以便獲得最佳的效果。

關鍵詞：雙檢理論；海底鳴震 ；耦合；頻率匹配；振幅匹配

1. 前言

海上地震勘探中的海面和海底都是很好的波阻抗界面，因此海底勘探需要解決由于海面和海底引起的多次波的干擾問題，這個問題一直是妨礙海上勘探發展的瓶頸。雙檢采集技術是目前在淺海地震勘探中廣泛應用的一項技術，利用兩種檢波器對“混響”波響應相反的原理，對采集到的地震數據分別進行處理并有機相加，可使有效波得到加強，“混響”波相互抵消，達到消除“水柱混響”的目的。埕島東工區是勝利物探首次采用雙檢技術進行三維地震采集工作，本文旨在結合野外實際，闡述如何通過技術手段，針對雙檢采集設備的性能采取有效措施，獲取較高信噪比的采集資料。

2. 雙檢技術理論基礎

近年來，隨著海洋油氣田的開采，勝利海上探區逐步轉入二次采集階段，這就要求在野外采集過程中，將各種環境干擾降到最低，從根本上消除外界因素對資料品質的影響，從而達到提高資料分辨率和解釋精度的要求。

2.1 雙檢采集技術的理論

雙檢采集技術理論依據來自雙檢檢波器中壓電檢波器和速度檢波器的自身特點：壓電檢波器接收信號具有全方位性，而速度檢波器接收信號具有定向性，當兩者同時接收地震信號時，將產生相同極性的上行波信號和極性相反的下行波信號。

2.2 雙檢記錄特征分析

根據雙檢設備接收的原理，兩種檢波器對于上行波和下行波會有完全相反的響應。為驗證這個理論，我們首先抽取最小炮檢距（理論上抽取零炮檢距）地震道和最大炮檢距處的地震道進行分析。零炮檢距的初至波的傳播路徑為由氣槍直接傳播到檢波器，因此可以認為是下行波；最大炮檢距處的地震道接收的是海底滑行波或者折射波，可以認為是上行波。通過對兩處地震道進行對比分析發現：最小炮檢距處壓電檢波器與速度檢波器初至時間相同，但極性相反，速度檢波器表現為上跳；最大炮檢距處的壓電檢波器和速度檢波器初至時間相同，極性也相同，都表現為下跳。實際資料證明壓電檢波器及速度檢波器對上行波及下行波有不同的振幅響應差別。

通過對速度檢波器及壓電檢波器原始資料分析發現：速度檢波器與壓電檢波器輸出振幅存在一定差異，同時對頻譜分析發現，速度檢波器記錄的主頻較高，頻帶寬度約60Hz，壓電檢波器記錄主頻較低，頻帶寬度約200Hz。并且從記錄面貌上分析：壓電檢波器的信噪比好于速度檢波器，兩種檢波器記錄的面波特征也不同，速度檢波器記錄上的面波明顯強于壓電檢波器。

3.雙檢技術在埕島東工區的應用

我們在埕島東工區首次使用雙檢采集技術，采取了“走出去、引進來”的方法，先后多次到相關雙檢使用單位和處理單位進行了調研和學習，了解和學習國內海上勘探雙檢的使用情況、注意事項、處理方法以及深海雙檢使用的可行性等，使我們初步掌握了雙檢設備的使用。

通過調研，我們認識到：雙檢資料品質的難點是做好雙檢處理。水檢和陸檢數據在頻率、振幅和信噪比上存在著巨大的差異。直接將兩種數據疊加無法達到預期的效果。因此有必要在頻率和振幅兩方面做好匹配性處理。尋找它們之間的平衡點。在不破壞原始記錄特征的前提下使水檢和陸檢趨于一致，最終完成疊加。而這些反應到野外，就是要做好雙檢與海底的耦合、水深調查及表層調查工作，為室內的反演處理提供宏觀的參考。

針對埕島東工區并結合雙檢設備的特點，在施工中我們重點做好了以下三方面來保證雙檢采集質量。

（1）做好雙檢與海底界面的耦合工作

使用雙檢設備，就必須考慮到速度檢波器的因素，既要滿足壓電檢波器工作的環境，又要保證速度檢波器工作良好。在野外施工中，檢波器與海底介質的耦合是得好雙檢資料的關鍵。為此，我們在野外施工前做了四種雙檢耦合器試驗，確定出了最佳的耦合器與雙檢設備進行捆綁使用，降低了外界因素對檢波器耦合的影響。

（2）做好工區內水深測量工作

鳴震在頻譜分析中出現周期性的有規律的陷波現象，陷波的頻率與海水的深度和速度有密切的關系。

理論公式：

其中fn是險波頻率，v為地震波在海水中的傳播速度，h為水深。

雙檢采集技術處理的關鍵是速度檢波器與壓電檢波器的匹配度，因此做好水深測量工作，可以為資料的室內反演處理提供依據。在生產初期我們就對工區水深情況進行測量，并對全部水深資料進行了潮汐校正和涌浪校正。室內處理根據施工區域的水深情況對資料進行分析，找出陷波頻率，為速度和壓電資料的振幅、頻率匹配提供詳實的數據。

（3）做好反射系數的求取

反射系數也是雙檢處理的要因之一，準確的反射系數的取得尤為重要。目前，反射系數的求取沒有準確的理論依據和公式，在室內處理中，只能采用試參數法取得反射系數。由于工區內海底巖性復雜，因此我們在施工同時做好了表層調查工作，對海底地表進行了巖性取芯。在工區內設計100個取芯點，對不同巖性和硬度進行分析，為室內反射系數的確定提供宏觀的參考。通過對海底表層調查，工區內海底表層主要存在老河道，海底淤泥和硬沙板。

參考文獻：

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