王保喜
中国石化中原油田分公司物探研究院 河南郑州 450000
摘要:陆上地震勘探的野外施工过程中，经常会遇到表层低降速厚度巨大，在数百米以上的区域，常规的表层调查方法无法准确得出表层结构特点。文章以内蒙古巴丹吉林沙漠地区为例，选取该地区低降速层厚度巨大区域内的单炮资料，根据该单炮资料高速层顶界面的反射信息和折射信息，通过分析直达波、高速层顶界面处的反射波和折射波的传播规律及其时距曲线特征，总结出野外计算低降速层巨厚区域高速层埋深以及表层速度的方法，解决了野外地震施工时无法及时了解这种低降速层巨厚区域表层结构的问题。
关键词：地震勘探；巨厚低降速层；表层调查法；地震反射波；地震折射波；
引言
巴丹吉林沙漠位于我国内蒙古自治区西部，是世界上海拔最高的沙漠，也是世界上沙丘相对高差最大的沙漠。目前，野外地震数据采集常用的表层结构调查方法主要为小折射和微测井。结合不同的地表条件，前人已经对各种表层结构调查方法的应用情况进行了研究。其中，小折射调查的方法受地表起伏影响，不适用于巴丹吉林沙漠起伏剧烈的地表条件；微测井虽然精度高，但是由于巴丹吉林沙漠低降速层厚度大，普通的微测井调查无法追踪到高速层，超深井微测井又需要花费极大的成本，无法广泛应用于巴丹吉林沙漠。要解决野外数据采集过程中无法认识这种低降速层较厚区域的表层结构，阻碍后续施工方案制定的问题，需要对野外表层调查方法以及地震波在表层的传播路径进行分析研究，探索一种新的能在野外数据采集过程中认识表层结构的方法。
1、试验区表层结构特点
试验区位于巴丹吉林沙漠的西北部，地表海拔高程在850m—1450m之间，南部1000m高程线以上全部进入沙漠覆盖区。地形趋势是东南高、西北低，西部沙丘起伏大，东部相对平缓，但海拔增高。从试验区全区的表层调查看，巴丹吉林沙漠存在巨厚的低降速层，北部及东部沙漠区沙层覆盖较薄，一般在3-15米，厚度变化不大；西南部采用了90-120 m的微测井进行表层调查，部分区域仍然找不到高速层。从西南部调查深度为120m的微测井结果看，该区域表层有多层结构，但是速度均较低，在120m深处测到的最高速度为1210m/s，仍然与本地区的高速层（约1600m/s）速度差异较大。
2、低降速层埋深及高速层速度计算方法
2.1 根据反射波时距曲线计算
根据反射波时距曲线计算这种方法只能应用于均匀介质，表层速度在横向上没有变化。当表层速度在横向存在变化时，从地震表在表层的传播路径看，不同偏移距接收点接收到的地震波传播路径是不一样的，偏移距越大，地震波横向传播的越远，计算出来的反射波平均速度差异也越大。因此，可以选择近偏移距来计算，因为近偏移距接收到的地震波传播路径差异小，速度横向变化也可能较小，计算出的反射波平均速度误差也相对较小，结果相对可靠。但是，这种方法需要计算出多个速度，然后进行统计，具有一定的统计效益，最终的精度不高。
2.2 根据折射波时距曲线计算
折射波的时距曲线和折射产生的条件中，折射波到达时间t、接收点偏移距x通过单炮记录可以获取，激发深度h0是已知的。高速层速度v2可以通过折射波的视速度计算出来，还剩下三个未知数激发点离高速层顶界面的距离h1、产生折射的临界角θ以及低降速层的平均速度v1。要求解三个未知数，需要建立三个以上的独立方程。因此，可以采用与反射波求取相同的方法，针对每个接收点不同的偏移距X，建立多个方程进行联解，分步求出数激发点离高速层顶界面的距离h1、产生折射的临界角θ以及低降速层的平均速度v1，从而解决高速层顶面的埋深求取问题。这种方法在计算低降速层的平均速度v1时采用的方法与反射波一样，所以，也存在与反射波计算同样的问题。
2.3低降速层埋深及高速层速度计算方法
对比利用反射波和折射波有关信息来计算低降速层的埋深和高速层速度，可以发现，利用反射波有关信息，结合动校正速度来计算低降速层的埋深更合理，精度更高，但是这种方法无法计算出高速层的速度。利用折射波信息来计算低降速层的埋深，结果精度不如利用反射波计算的高，但是，利用折射波信息来计算高速层速度，结果可靠且精度较高。因此，在野外进行数据采集时，当常规的微测井无法解决表层调查问题时，可以通过采集的单炮记录，结合反射和折射波的时距曲线，利用高速层顶界面的反射波信息计算其埋深，利用高速层顶界面的折射波信息计算高速层的速度。
3、最终应用效果
在巴丹吉林沙漠区应用单炮记录上的反射波信息并结合动校正速度计算高速层的埋深，应用折射波信息计算高速层速度，取得了较好的效果。图1、图2中的黄色、桔红色区域是高速层埋深大的区域，施工过程中90-120米微测井没有测到高速层，图1中该区域仅代表次高速层埋深，结合研究成果后，图2才是完整的高速层埋深平面图。
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图3是结合研究成果后，沿YG14L-480测线南部沙漠腹地建立的低降速厚度剖面，图4为利用大炮数据进行层析获得的表层模型，可以看出，两者吻合较好。
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4、结论
（1）利用单炮资料上的反射和折射信息求解高速层速度及埋深，技术方法是可行的，计算结果也是可靠的。但是，该技术方法是基于水平地表的。
（2）野外地震勘探数据采集时，一般采用在地表以下一定深度进行激发，因此，其时距曲线与理论上研究的地表激发有一定区别，主要体现在其传播路径与地表激发不一样。
（3）利用折射波信息来计算低降速层的埋深，结果精度不如利用反射波计算的高，但是，利用折射波信息来计算高速层速度，结果可靠且精度较高。
（4）在野外进行数据采集时，当常规的微测井无法解决表层调查问题时，可以通过采集的单炮记录，结合反射波和折射波的时距曲线，利用高速层顶界面的反射波信息计算高速层顶面的埋深，利用高速层顶界面的折射波信息来计算高速层的速度。
参考文献:
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