淺述地震波衰減規律及其恢復方法

王勝陽

摘 要 隨著社會的發展，地震方面的研究也取得了一定的突破，但是地面地震分辨率依然不高，不足以檢測到薄層等方面的數據，筆者從地震波衰減規律出發，建立了一種通過恢復地震波高頻衰減，并以此來得到寬頻帶地震剖面的措施，并且能夠有效地增加地震分辨率。研究表明，地面地震分辨率低的重要原因，就是由于靠近震源地區以及地表的層面，對地震波有個逐漸的衰減。本文通過數學模型，建立了一種反褶積方法。通過雙井微地震測井資料，來計算出震源區以及地表層附件的濾波因子，測出的數據用來進行反褶積計算，得出需求的地震資料，接著使得衰減的地震波不斷恢復，使得通過大藥量激發地表接收地震，依次拆減成小藥量激發的寬頻帶。本文提出的方法對于油氣勘探工程、沉積學研究等領域的發展有著一定的促進作用。

關鍵詞 地震波；反褶積計算；近震源區；地表地震

引言

20世紀70年代以來，地震勘探技術的突破始終是我們國家重點研究的方向。近年來，隨著科技的發展，地震勘探中的分辨率較以前提高了許多，目前，已經可以通過高分辨率地震來對沉積現象做出解釋。不過，在油氣開發領域，當下的地震勘探分辨率依然不足以應用到薄層地質中。想要清晰地分出薄層油氣儲層，目前的地震勘探技術還達不到要求。由于地震波的逐層衰減，使得地面地震記錄不到有效數據。但是通過反褶積計算模型，可以將地震波的衰減通過模型比作子波與反射率的褶積[1]。要想通過現有的地震資料來解釋需求的現象本質，就必須要提高地震分辨率，同時脈沖信號的褶積數據應該與地震記錄獨立開來，也就是說與地震波無關的波動必須要從記錄中清除出去，清除的過程叫作反褶積，反褶積在我國多次應用，均取得了不錯的成績。

1 地震波衰減規律研究與探討

在我國地震勘探的數據記錄中，地震波頻率達到成百上千赫茲，在松遼盆地的油氣勘探中，在四千米深的礦井底，可以檢測到寬度在五到四百赫茲的地震波，這就說明在四千米以內的地層中，地震波的衰減不是很明顯。為了研究近地表和震源附近地震波的變化，相關工作人員做了雙井微地震測量試驗。測量試驗中的觀測系統，是通過雙井中的一口井，多角度的多個觀測點進行地震波引發和制造，同時在另一口井中安置接收儀，接收來自引發井中的地震波，通過雙井微地震測量試驗得到的數據叫MVSP。某次試驗數據如下：安置地震激發儀器的井深四十三米，激發儀間隔一米左右，而安置接收儀的井深同樣四十三米，兩口井間隔為四米。充當地震震源的是可以引爆的雷管，配上些許炸藥。經過試驗證明，地震波的衰減具有一定的規律性，除了距離之外，影響地震分辨率的主要因素是炸藥量的多少，當炸藥量較多的時候，近震源的地震波衰減較大，同理炸藥量較小的近地震源區域的地震波衰減比較小。由此可以看出，在地面地震勘探中，地震波發生明顯衰減的層面主要是在靠近震源的地方，以及近地表區附近。想要得到寬頻帶高分辨率的資料，就必須要對地震波的衰減過程做一個恢復工作。

2 恢復地震波衰減方式

由于地震子波的衰減是由多層次組成的，因此通過本文提出的褶積模型，可以將恢復地震波衰減的方法總結為以下四個層次：

（1）在符合2個規定條件的情況下，從雙井微地震測量中獲取MVSP記錄。

（2）將上下兩個行波進行分離，通過使得虛反射被移除，獲得新的MVSP的潛水面。

（3）通過相應的公式計算出震源區、地面虛反射等方面的濾波因子。

（4）參考反濾波方法，將濾波因子進行進一步處理，得到需要的寬頻帶地震記錄。

3 地震波恢復技術的應用

近年來，反褶積計算模型被多次應用到松遼盆地的多個地區，并取得了良好的成績。松遼盆地的地震波低速層主要在深度為五到十五米左右，立體地震覆蓋次數在九十次上下，資料表明，信噪比不低[2]。在通常的立體地震處理中，通過應用反褶積模型，有效地提高了地震分辨率，在時間偏移的基礎上，對立體地震疊后時間進行計算，一般只需要進行反褶積計算即可。如果運用普通方法去處理，地震剖面主頻才五十赫茲，而通過反褶積計算模型，主頻達到了一百八十赫茲，分辨率極大地提高，且斷層圖像清晰，滿足研究的需要。

4 結束語

綜上所述，在地面地震的研究中發現，對于地震波衰減來說，是由于近震源區和近地表層的地震波衰減幅度較大，在高速層里面，地震波的高頻衰減不大。近震源區以及地表層附近的濾波使得地震波頻帶窄，而且分辨力不高。上文中提出的反褶積方法，不但可以使得高頻衰減的地震波，逐層恢復，而且使得通過大藥量激發地表接收地震，依次拆減成小藥量激發的寬頻帶。并且該技術在松遼盆地取得了良好的應用，通過實際使用證明，地震波分辨率達到了之前的兩倍，反褶積模型的應用，使得地震波衰減數據得到恢復，可以給我國油氣勘探等領域的研究人員作為參考。

參考文獻

[1] 胡學龍，璩世杰，蔣文利，等. 基于等效路徑的爆破地震波衰減規律[J]. 爆炸與沖擊，2017，37（6）：966-975.

[2] 常旭，李政，王鵬，等. 基于頻率衰減補償的微地震定位方法[J]. 地球物理學報，2018，61（1）：250-257.