文档介绍：国外水文物探技术的新进展
何雪洲葛秀珍
(中国地质调查局水文地质工程地质技术方法研究所)
由于物探技术能提供多种描述地质材料的物理参数并具有速度快、成本低
和不破坏地质环境的优点,在水文勘查的历史上已经得到了广泛的应用。近年来,
水文物探取得的主要进步有以下两个方面,一是开发成功核磁共振找水仪器和技
术并在世界范围内取得较好的应用效果,它标志着物探技术已开始从间接找水向
直接找水过渡,是一次技术上的飞跃;二是物探技术的应用已从单一的找水、定
井扩大到为地下水管理提供资料。在试验和应用研究中,逐步形成了一批新的技
术方法。
水文物探技术和应用的范围较广,长期以来国内刊物(或书籍)已对国外
有关的发展做过一些介绍。为避免重复,本文介绍的重点将置于年后地震、
电法、探地雷达发展的某些主要技术动态。
地震勘探技术
地震方法是目前我国用于水文地质调查的主要物探方法。它通过研究人工
激发和接收的地震波的运动学和动力学特征来调查地质问题。地震勘探的方法有
近十种,以下仅对主要的方法—反射地震、折射地震、垂直地震剖面、三维地震
予以介绍。
反射地震
目前,反射地震是浅层勘查中得到最多应用的地震方法。虽然年代它才
在水工环地质调查中得到应用,但是在年代初却已经形成比较完整的浅层反
射地震技术系列。
资料采集技术的改进
()地震共中心点迭加( )的野外资料采集中,需要大量的劳力埋置
检波器。为了提高效率,降低成本,国外研究出了一种陆地检波器拖缆,使用万
向接头,可以自动确定方向。在瑞士两个试验场地的应用成果说明,该设备在技
术上解决了检波器与大地间的藕合问题,只二、三人作业,即可完成过去余
人的工作,并且能取得与原来一样好的效果。
()九分量地震数据
地震行业正在考虑应该记录多少数据分量才能以最低的价格提供地质目标
体信息。为了取得地下目标的最佳图像,必须首先把地震波分离成几个分量,
以便使波、和波三种图像中的任何一个,尽量少受其它两个波形的影
响。可以根据、和波速度的差异分离波场;但是,利用、和波
质点位移矢量的差别分离波场更有效。将后一种分离波场的方法称做为“地震
矢量波场成像”。
每个质点位移矢量(、和波)都以不同方式反映了岩石的性质,因
此也就提供了有关岩石系统、孔隙流体和地下目标的不同信息。若在野外使用
三分量检波器分别纪录下三种波场,结果就得到九分量()地震数据。通过
进一步开发、和波的成像技术,就可以得到有关地下地质、地层关系、
岩性分布和孔隙流体性质的更多信息。
资料处理技术研究
()地震偏移技术
地震偏移技术是地震资料处理的一种重要技术,它的提出和应用已经有二
十多年的历史。早期的主要偏移方法有基尔霍夫偏移、—偏移和有限差分法
偏移。时至今日,以提高空间正确归位为目标的地震偏移技术已经取得了长足
的发展。作为提高空间分辨能力的主要手段,就要采用特定的方法实现反射界
面正确的空间归位,即是要实现地震剖面上同相轴与实际反射面在位置、长度
和倾角等方面的一致性。实现这一目标的技术关键是要确保能够实现地震记录
上的共反射点道集记录的同相迭加(首先要求取得合理偏移速度)。目前,常用
的偏移技术有二维迭前深度偏移和三维迭后时间偏移等。
根据不同的地质条件,选择适当的偏移方法能取得较好的效果。一般来说,
简单地层情况应选用迭后时间偏移;上覆地层横向速度变化大,应选择深度偏
移;出现倾斜同相轴交叉及与复杂表层构造有关的非双曲线时距曲线同相轴,
应选择迭前偏移;二维偏移不能消除明显的空间效应,应利用三维偏移。
地震资料处理技术的发展
世纪年代地震技术的重大突破,是采用共中心点方法有关的多
次覆盖反射剖面在反射成像和反演方面取得的成功。该技术的目标是从相关和
非相关(多次波)干扰最小的多次覆盖数据模拟一次反射波的零偏移距剖面。
通常将这样模拟的零偏移距剖面称作叠加剖面。它的结构包括按一种“宏
观-速度-模型-独立”方法运行的、以相关性为基础的正常时差速度分
析。速度(也被称作迭加速度)不但可以用于构组最佳的迭加剖
面,而且可以用于确定当今被称做宏观速度的模型。
另一个对地震技术具有重要影响的是引入“宏观-速度-模型-独立”的
倾角时差()算子,它可用于改进从地震多次覆盖反射资料模拟零偏移距剖
面。由此可产生“迭加剖面”零偏移剖面的模拟。迭加的大
多数应用成果(通常假设为一维的)被认为是它对宏观速度模拟不敏感所致。
利用这样简单的假设使迭加剖面易发生畸变,必然造成横向较强的非
均匀性。
大多数的地震工作者考虑使用(特别是在横向非均匀条件下