地裂缝地震多波探测方法技术应用研究

摘要：在当前地震勘查地裂缝各种方法中，单波勘探方法具有局限性，采用纵横波联合勘探既可以解决浅部地层的分辨率问题，又提高了勘探深度。本文通过这两种方法所得资料进行对比解释，并且提取出纵横波速度做出纵横波速度比和泊松比剖面。由这两个剖面可以更清楚的看出裂隙的方位、形状、影响范围及裂隙发育情况。对油气预测，岩性预测，划分小断层具有重要的理论意义和研究价值。

关键词：地裂缝 纵横波联合勘探 纵横波速度比 泊松比

1 引言

长期以来，在地裂缝勘察领域，纵波勘探一直处于主导地位，这是因为纵波频率高，传播速度快并且穿透能力强，与此同时横波勘探的采集成本较高，对地面破坏程度大，能量衰减快等缺点让横波勘探一直没有得到广泛的应用。然而，人们发现：由于地下不同的岩石和饱和流体可能会产生相似的纵波响应，这导致纵波信息具有多解性，不能满足精确勘探的需要。于是人们开始把目光投向横波，横波传播速度低于纵波，其分辨率一般高于纵波，并且横波对小断层、砂体、尖灭及薄层等的分辨有其独特的功效。在实际勘查中，单波勘探往往具有其局限性，采用纵横波联合勘探既可以解决浅部地层的分辨率问题又可以提高勘探深度。

前人对纵横波联合勘探方法在工程勘察中的应用已有较多的探讨，但主要是针对不同地质条件下纵横波勘探有效性问题，其目的是说明多波勘探的优越性。然而对于同一地质背景下两种方法的对比解释涉及较少。较多的文献已介绍了利用纵横比和泊松比预测岩性变化和提高勘探精度，却鲜有把纵横比和泊松比异常与裂缝异常很好的联系起来。本文以实际勘察资料为背景，对汾渭某地区的地裂缝同时进行纵横波勘探，分别得到纵横波资料。对这些资料进行对比解释，通过这些资料提取出纵横波速度，再求出纵横比和泊松比，得出的数据做成剖面。实验证明：对纵横比vp/vs和泊松比σ的研究具有重要的理论和现实意义。

2利用纵横波速度提取弹性参数

采用纵横波联合勘探方法所得资料提取出纵横波速度，再求出纵横波速度和、纵横波速度差、纵横波速度比和泊松比。由这些数据可以更清楚的表现出小断层和地裂缝发育带的展布特征及影响范围等，较大的提高综合探测结果的精度和可靠性。

3实际应用

3.1相同地质背景下纵横波勘探研究

在山西省某地一裂缝发育区分别布置两条地震测线用于做纵波和横波勘探，试验调查裂缝的方位以及研究两种不同方法对于同一裂缝的响应。两种方法都采用单边锤击反射波法勘探，为了清楚的说明问题，我们浅层速度层析，水平时间剖面分别加以描述。

对于纵横波勘探速度层析成像剖面，对比发现有以下特点：①.纵横波剖面均发现3个裂隙异常点，且位置基本上一致。②.T01层和T02层所对应的高程都分别为780米和760米附近处。③.纵横波勘探所表现出的裂隙方向一致，然而，横波勘探对于异常的反应更加明显。④.在浅层T01和T02之间，纵波速度相差182米/秒，而横波速度相差310米/秒，横波勘探更有利于形成折射波，且具有较高的信噪比和分辨率。

对于纵横波水平时间剖面。对比得到以下结论：①.纵横波剖面得到的裂隙异常方位基本上一致，横波更加精细，纵波未体现出的异常横波体现出来了。②.纵波剖面在200ms处为强反射层，横波剖面在240ms为强反射层。而且纵波反射界面不一定就是横波反射界面，用适当显示比例二者可以近似匹配。③.对于同一裂隙异常，横波勘探反射波同相轴的错断更加明显，对裂隙更加敏感。④.对于同一厚度层，横波顶底反射时差大，纵波顶底反射时差小，横波时差大更易于判定，所以，横波分辨率要高于纵波。

3.2纵横比与泊松比实际应用研究

对这些资料提取出纵横波速度，再求出纵横比和泊松比，得出的数据再做成剖面。结合水平时间剖面对剖面进行对比解释，得出以下结论：①.这两张剖面均在道相同位置处呈现裂隙异常，两处异常分别与水平时间剖面中的CDP对应，与地震资料和实际地调结果基本吻合。②.纵横波速度比剖面和泊松比剖面与浅层CT层析形态类似，更能清楚的看到裂隙的方位、形状、影响范围及裂隙发育情况。③.泊松比剖面反映出该地层泊松比值范围为-0.43～0.45，由泊松比值变化程度可以预测岩性、查明小断层以及判断其是否含油气。④.泊松比随深度降低。

4 结论

对同一裂缝发育区采用纵横波两种勘探方法进行勘察，将所得资料进行处理解释、对比分析，并且提取出纵横波速度做出纵横波速度比和泊松比剖面。分析表明：纵横波速度比和泊松比剖面对裂隙研究具有重要意义：由这两张剖面相结合解释可以更清楚的看到裂隙的方位、形状、影响范围及裂隙发育情况。通过其可以进行油气预测，岩性预测，划分小断层以及地质薄层。因此这种方法在探测地裂缝时有不可替代的优越性，而且具有方便、准确、成果直观的特点。

参考文献：

[1]张晓斌，李亚林等，利用多波资料检测裂缝，石油地球物理勘探.2003，38（4）

[2]方斌，徐波，周立军纵横波联合勘探方法初探，工程地球物理学报，10，2007

[3]薛荣俊，张维冈.纵横波速度比泊松比及分辨率比较研究，青岛海洋大学学报，29（4），1999

[4]李庆忠.岩石纵横波速度规律[J]，石油地球物理勘探. 1992，27（1）：1-12

[5]张小庆，桂志先.岩石中纵横波速度关系研究，石油天然气学报，28（4），2006

[6]夏永旭.关于泊松比取值范围的讨论，西安公路学院学报，3，1984