浅述地震波衰减规律及其恢复方法

王胜阳

摘 要 随着社会的发展，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，不足以检测到薄层等方面的数据，笔者从地震波衰减规律出发，建立了一种通过恢复地震波高频衰减，并以此来得到宽频带地震剖面的措施，并且能够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区以及地表的层面，对地震波有个逐渐的衰减。本文通过数学模型，建立了一种反褶积方法。通过双井微地震测井资料，来计算出震源区以及地表层附件的滤波因子，测出的数据用来进行反褶积计算，得出需求的地震资料，接着使得衰减的地震波不断恢复，使得通过大药量激发地表接收地震，依次拆减成小药量激发的宽频带。本文提出的方法对于油气勘探工程、沉积学研究等领域的发展有着一定的促进作用。

关键词 地震波；反褶积计算；近震源区；地表地震

引言

20世纪70年代以来，地震勘探技术的突破始终是我们国家重点研究的方向。近年来，随着科技的发展，地震勘探中的分辨率较以前提高了许多，目前，已经可以通过高分辨率地震来对沉积现象做出解释。不过，在油气开发领域，当下的地震勘探分辨率依然不足以应用到薄层地质中。想要清晰地分出薄层油气储层，目前的地震勘探技术还达不到要求。由于地震波的逐层衰减，使得地面地震记录不到有效数据。但是通过反褶积计算模型，可以将地震波的衰减通过模型比作子波与反射率的褶积[1]。要想通过现有的地震资料来解释需求的现象本质，就必须要提高地震分辨率，同时脉冲信号的褶积数据应该与地震记录独立开来，也就是说与地震波无关的波动必须要从记录中清除出去，清除的过程叫作反褶积，反褶积在我国多次应用，均取得了不错的成绩。

1 地震波衰减规律研究与探讨

在我国地震勘探的数据记录中，地震波频率达到成百上千赫兹，在松辽盆地的油气勘探中，在四千米深的矿井底，可以检测到宽度在五到四百赫兹的地震波，这就说明在四千米以内的地层中，地震波的衰减不是很明显。为了研究近地表和震源附近地震波的变化，相关工作人员做了双井微地震测量试验。测量试验中的观测系统，是通过双井中的一口井，多角度的多个观测点进行地震波引发和制造，同时在另一口井中安置接收仪，接收来自引发井中的地震波，通过双井微地震测量试验得到的数据叫MVSP。某次试验数据如下：安置地震激发仪器的井深四十三米，激发仪间隔一米左右，而安置接收仪的井深同样四十三米，两口井间隔为四米。充当地震震源的是可以引爆的雷管，配上些许炸药。经过试验证明，地震波的衰减具有一定的规律性，除了距离之外，影响地震分辨率的主要因素是炸药量的多少，当炸药量较多的时候，近震源的地震波衰减较大，同理炸药量较小的近地震源区域的地震波衰减比较小。由此可以看出，在地面地震勘探中，地震波发生明显衰减的层面主要是在靠近震源的地方，以及近地表区附近。想要得到宽频带高分辨率的资料，就必须要对地震波的衰减过程做一个恢复工作。

2 恢复地震波衰减方式

由于地震子波的衰减是由多层次组成的，因此通过本文提出的褶积模型，可以将恢复地震波衰减的方法总结为以下四个层次：

（1）在符合2个规定条件的情况下，从双井微地震测量中获取MVSP记录。

（2）将上下两个行波进行分离，通过使得虚反射被移除，获得新的MVSP的潜水面。

（3）通过相应的公式计算出震源区、地面虚反射等方面的滤波因子。

（4）参考反滤波方法，将滤波因子进行进一步处理，得到需要的宽频带地震记录。

3 地震波恢复技术的应用

近年来，反褶积计算模型被多次应用到松辽盆地的多个地区，并取得了良好的成绩。松辽盆地的地震波低速层主要在深度为五到十五米左右，立体地震覆盖次数在九十次上下，资料表明，信噪比不低[2]。在通常的立体地震处理中，通过应用反褶积模型，有效地提高了地震分辨率，在时间偏移的基础上，对立体地震叠后时间进行计算，一般只需要进行反褶积计算即可。如果运用普通方法去处理，地震剖面主频才五十赫兹，而通过反褶积计算模型，主频达到了一百八十赫兹，分辨率极大地提高，且断层图像清晰，满足研究的需要。

4 结束语

综上所述，在地面地震的研究中发现，对于地震波衰减来说，是由于近震源区和近地表层的地震波衰减幅度較大，在高速层里面，地震波的高频衰减不大。近震源区以及地表层附近的滤波使得地震波频带窄，而且分辨力不高。上文中提出的反褶积方法，不但可以使得高频衰减的地震波，逐层恢复，而且使得通过大药量激发地表接收地震，依次拆减成小药量激发的宽频带。并且该技术在松辽盆地取得了良好的应用，通过实际使用证明，地震波分辨率达到了之前的两倍，反褶积模型的应用，使得地震波衰减数据得到恢复，可以给我国油气勘探等领域的研究人员作为参考。

参考文献

[1] 胡学龙，璩世杰，蒋文利，等. 基于等效路径的爆破地震波衰减规律[J]. 爆炸与冲击，2017，37（6）：966-975.

[2] 常旭，李政，王鹏，等. 基于频率衰减补偿的微地震定位方法[J]. 地球物理学报，2018，61（1）：250-257.