馬小喜

（甘肅煤田地質(zhì)局綜合普查隊(duì)，甘肅 天水 741002）

地震試驗(yàn)是地震勘探的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目的是通過波場(chǎng)調(diào)查確定地震勘探的最佳激發(fā)因素和接收因素。扎實(shí)的試驗(yàn)工作，不僅能總結(jié)出適合本區(qū)的最佳生產(chǎn)因素，而且能夠降低成本提高經(jīng)濟(jì)效益。試驗(yàn)工作主要是通過井深試驗(yàn)和微測(cè)井確定勘探區(qū)最佳激發(fā)井深及激發(fā)巖性，爾后在最佳井深試驗(yàn)組合井?dāng)?shù)、藥量及其它因素。在黃土塬、山區(qū)等地震勘探困難地區(qū)，從單炮記錄上難以分辨出目的層有效波，需要借助工具進(jìn)行分析，因此我們用matlab對(duì)甘肅隴東黃土塬地區(qū)地震井深試驗(yàn)記錄，采用能量分析、信噪比分析、頻率分析、F-K分析和時(shí)頻分析等的方法進(jìn)行分析對(duì)比，為科學(xué)篩選施工生產(chǎn)參數(shù)提供了便利。

1 分析流程

本文分析僅用隴東黃土塬某地區(qū)井深試驗(yàn)記錄說明各種分析方法。圖1是固定單井藥量2kg，6井組合，分別試驗(yàn)了16m、12m、9m和6m的單炮記錄。從單炮記錄上很難看出不同井深記錄明顯的差異。

圖1 S1試驗(yàn)點(diǎn)井深試驗(yàn)單炮記錄

對(duì)比分析的流程為：試驗(yàn)記錄=＞格式轉(zhuǎn)換=＞各種模型計(jì)算=＞數(shù)據(jù)分析=＞結(jié)論總結(jié)

2 分析方法及模型

2.1 能量分析及信噪比分析

地震波振幅衰減隨不同頻率成分有不同的吸收和衰減特征，能量分析是分析不同單炮的能量變化規(guī)律?？梢栽诓煌膯闻谟涗浿g進(jìn)行分析對(duì)比，也可以在同一記錄上的不同窗口進(jìn)行對(duì)比分析。能量計(jì)算的方法通常采用均方根振幅、最大振幅和平均振幅。

信噪比分析的難點(diǎn)是信噪分離。信噪分離的基本思路是在選擇時(shí)窗內(nèi)，指定信號(hào)頻率段，用該頻率進(jìn)行濾波，剩下的為噪聲。信噪比分析估算方法有能量迭加法、頻譜估算法、互相關(guān)法特征值等方法。

表1 S1試驗(yàn)點(diǎn)井深試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表

從表1可知，在信噪比分析中頻譜估算法特征與能量分析結(jié)果相對(duì)應(yīng)，其它計(jì)算方法差異較大。

2.2 頻譜分析

頻譜分析主要用于分析記錄在不同時(shí)窗內(nèi)頻率的變化情況，可以對(duì)單道進(jìn)行分析，也可以對(duì)多道進(jìn)行分析。圖2將不同井深單炮同一道同一窗口內(nèi)信號(hào)的頻譜繪在同一張圖上，從圖上可以清晰的看出每一炮記錄的振幅差異，同一窗口內(nèi)不同炮記錄的頻譜特征是相似的，但能量強(qiáng)的相對(duì)能量弱的來說相當(dāng)于展寬了頻帶。

圖2 S1試驗(yàn)點(diǎn)井深試驗(yàn)點(diǎn)頻譜分析

圖3 井深16m時(shí)的某道時(shí)頻分析圖

2.3 時(shí)頻分析

時(shí)頻分析的思路是設(shè)計(jì)時(shí)間和頻率的聯(lián)合函數(shù)，用來描述信號(hào)在不同時(shí)間和頻率的能量密度（強(qiáng)度），從而可以細(xì)致地刻畫數(shù)據(jù)中各類地震波的時(shí)頻結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。

時(shí)頻分析方法是地震勘探各個(gè)環(huán)節(jié)中行之有效的數(shù)據(jù)分析和質(zhì)量控制工具。

圖3是井深16m時(shí)的某道時(shí)頻分析圖，左上是第200道地震記錄，右上是第200道地震記錄的頻譜，左中是所選帶通地震子波，右中是所選帶通地震子波的頻譜，左下和右下是時(shí)頻分析圖，在時(shí)頻分析圖上有效波和噪聲的能量以及頻率隨時(shí)間的變化規(guī)律可以清楚的反映出來。

3 結(jié)論

在甘肅隴東黃土塬地震勘探難區(qū)，利用matlab上鑲嵌的軟件包，對(duì)地震試驗(yàn)資料進(jìn)行能量分析，信噪比分析、頻譜分析、F-K分析和時(shí)頻分析，通過這些量化分析，可以看出單炮之間的能量和信噪比差異，也能算出同一炮在不同排列上差異，還可以看出同一道在時(shí)間和頻譜上差異，這樣就能科學(xué)的總結(jié)出適合勘探區(qū)地震勘探的激發(fā)因素和接收因素，為提高勘探質(zhì)量和降低成本提供科學(xué)依據(jù)。