大家好,今天小編來為大家解答以下的問題，關于地震ct設備，北京同度地震散射CT成像設備這個很多人還不知道，現在讓我們一起來看看吧！

本文目錄

1. 鉆孔地震
2. 北京同度地震散射CT成像設備
3. 地震層析(CT)反演

一、鉆孔地震

鉆孔地震根據場地勘查需求在儲存場地鉆孔內布置檢波陣列，在場地表面或井中布置激發陣列，按照預定的參數激發地震波，采集經由地下地層傳播后到達檢波陣列的地震波場信號，根據原始資料處理結果，確定儲存場地預定深度內的地質和地層結構、構造情況，特別是儲、蓋層組合的物性描述（包括沉積環境、巖性、厚度和分布范圍等幾何尺度、平均孔隙度等參數）和斷裂發育情況（Daley et al..2008, Freifelda et al.,2009）。

鉆孔地震方法包括VSP、CT等方法，需要鉆至或鉆透目的層位的一個或多個鉆孔。與地面地震比較，由于激發的地震波到達檢波器時至少少了一次淺部低速層對高頻能量的吸收作用，鉆孔地震采集信號的頻率較高，故而鉆孔地震的分辨率較高。鉆孔地震數據覆蓋的范圍僅限于鉆孔周圍或鉆孔之間。鉆孔地震一般作為常規地震的輔助手段。

不同鉆孔地震方法的采集設備可以互用，數據采集方法也存在相似之處，因此多種鉆孔地震方法同時采用時，需要考慮如何進行鉆孔地震方法的組合，利用彼此可以互相借用的特點節省資源和經費。另外，鉆孔地震數據采集時，對其他方法工作也有一定的影響，實際的勘查方案設計時，還需要考慮鉆孔地震方法與其他類方法的組合方式。以下針對兩類典型的鉆孔地震方法（VSP、CT），圍繞數據采集、處理和解釋三部分內容，闡述其技術方法要點和相關問題。

（一）垂直地震剖面（VSP）

垂直地震剖面（VSP）觀測至少要求一個穿透目的層位或鉆至目的層位附近的鉆孔，在鉆孔內分別布置多級檢波陣列，在地表或相鄰的鉆孔內設計震源位置，按照預定的參數激發地震波，采集經由地下地層傳播的地震波場信號，處理包含上、下行地震波場信息的原始資料，得到目的勘探層段的地震波場成像剖面，據此推斷儲存場地目的層段的地質和地層結構、構造情況，特別是儲、蓋層組合的物性描述和斷裂發育情況（Daley et al.，2005;Daley et al.，2007）。

根據勘查需求，數據采集可以選擇零偏移VSP、非零偏移VSP、Walkaway VSP、3D VSP和井間VSP等多種觀測系統或這些觀測系統的組合。

VSP觀測一般采用炸藥、可控震源、電火花或軌道振動震源，激發縱、橫地震波。檢波器采用多級單分量或多分量水中檢波器。震源置于地表或激發孔內，檢波陣列置于觀測孔內，震源和檢波陣列通過電纜與地面接收和激發裝置相連，震源和檢波陣列可以在各自孔內或地表移動。

正式觀測前首先根據已知地質資料建立監測區域的初始模型，利用射線追蹤方法進行數值模擬，初步確定與勘查要求（成像范圍、覆蓋次數等參數）相匹配的采集參數；然后通過現場試驗確定觀測系統及組合方式，震源數目、震源類型、震源位置、震源間距、激發能量、頻率范圍和疊加次數，檢波器級數、檢波點距、采樣長度、采樣間隔，采集周期以及震源和檢波陣列的移動方式等參數，分析采集噪聲來源和提出抑噪措施，考察每個檢波器拾取波列的信噪比和信號可靠性。正式數據采集時利用試驗取得的參數采集地震波信號，針對每個檢波點考察垂復采集信號的首波到達時間、振幅和頻率以及信號的可重復性，識別勘查目標區域對應的波場特征。

VSP數據處理一般包括編輯、振幅恢復、波場分離、初至拾取、速度分析、衰減系數計算和成像等常規處理以及與常規地震類似的反演、屬性分析等后續處理過程。VSP數據處理對象分為兩類：零偏移距和非零偏移距VSP數據。零偏移距VSP數據處理內容如下：

1）原始記錄解編及顯示，剔除不正常道；

2）初至波和監控子波的頻譜分析，子波整形處理；

3）初至時間拾取（S波應先進行水平分量矢量合成）；

4）繪制平均速度和層速度曲線、時深轉換曲線；

5）選擇合適的反褶積參數，對上行波進行反褶積；

6）上行波和下行波分離；

7）走廊切除，盡量做到深淺層疊加次數一致；

8）走廊疊加.不同濾波檔的VSPLOG顯示；

9）成果顯示：要求有效波清晰，干擾背景弱。圖頭內容包括：隊號、施工井號、施工日期。震點號、井源距、觀測井段、炮井深度、子波檢波器深度、處理流程、處理單位、處理日期。

非零偏移距VSP數據處理（陳沅忠等，2011）的內容如下：

1）原始記錄解編及顯示，剔除不正常道；

2）設計井旁地層速度模型；

3）三分量記錄合成，上行波與下行波分離，上行P波與上行P-SV波分離；

4）選擇合適的反褶積參數，對上行波進行反褶積；

5）利用P波和P-SV波初至準確計算，分別對P波、SV波記錄進行動校正；

6）偏移疊加（或CDP轉換疊加），要求保持振幅處理，主要層位時間和振幅特征與井旁地震剖面一致，比例尺選擇按用戶要求而定，至少有一張與井旁地震剖面相同；

7）成果顯示要求、圖頭內容同零偏移距VSP數據處理。

VSP資料解釋的對象包括走廊疊加剖面，非零偏成像剖面、過井地震剖面、鉆孔－測井資料以及地質背景資料等。主要解釋手段包括地層對比、構造解釋、地震波場分析、儲蓋層屬性預測等。VSP資料解釋的工作思路與主要方法與常規地震基本一致，其主要內容一般包括：

1)VSP剖面與地面地震剖面、地質剖面的對比，確定主要反射層的地質層位，對層誤差估計，確定多次波成分以及產生的層位、傳播路徑；

2）速度分析，以列表或圖形的方式表示出平均速度、層速度、時深曲線等資料。對比它們與本井地質剖面的關系，綜合分析它與鄰井及全區速度橫向變化的關系；

3）在鉆井過程中，用VSP資料對鉆頭以下勘探目的層進行深度預測，并應迅速提出鉆井的修正意見；

4）進行地震波場分析，分辨各種類型的波，研究波的衰減規律和它與地層巖性的關系，對縱橫波VSP資料進行綜合解釋，研究泊松比以及與巖性有關的其他地震信息；

5）研究井旁構造形態的變化以及巖性的變化，與地面地震剖面認真對比，提出對原地面地震剖面解釋的修改意見；

6）對其他特殊地質任務的解釋研究。

（二）跨孔地震層析成像

跨孔地震層析成像（CT）要求至少兩個穿透目的層位或鉆至目的層位附近的鉆孔，在兩個鉆孔內分別布置震源和檢波裝置，按照預定的采集參數激發地震波，采集經由目的層位傳播的地震波場信號，根據提取的首波到達時間或振幅等參數反演目的層段的速度、衰減系數等波場參數空間變化，據此推斷儲存場地目的層段的地質和地層結構、構造情況，特別是儲、蓋層組合的物性描述和斷裂發育情況。

跨孔地震層析成像的震源置于激發孔內，檢波陣列置于另外一個鉆孔內，震源和檢波陣列通過電纜與地面接收和激發裝置相連，震源和檢波陣列按照勘查需求在各自孔內上下移動，震源間隔、檢波陣列中的檢波器數量和檢波點距等參數由勘查目標確定。跨孔地震層析成像區域一般應略大于勘查需要的目的區域。時移跨孔地震監測一般采用電火花或軌道振動震源，激發縱、橫地震波。檢波器采用多級單分量或多分量水中檢波器。

正式觀測前首先通過試驗以及勘查要求確定震源間距、激發能量、頻率范圍、疊加次數、檢波點距、采樣長度、采樣間隔、采集周期以及震源和檢波陣列的移動方式等參數，分析采集噪聲來源和提出抑噪措施，考察每個檢波器拾取波列的信噪比和信號可靠性。正式數據采集利用初始測試取得的參數重復采集地震波信號，針對每個檢波點考察重復采集信號的首波時差以及信號的可重復性，確定信號的首波時差的誤差范圍。

跨孔地震層析成像數據處理一般包括預處理和參數反演。預處理包括編輯、濾波、射線角度約束、井斜校正和靜校正等處理。參數反演包括走時或振幅拾取、建立初始模型、正演計算走時或振幅、利用理論計算與拾取走時或振幅差異求解模型修正量、模型修正平滑。根據理論計算與拾取殘差決定正演到模型修正迭代計算是否終止。

參數反演模型初始模型一般采用離散化參數模型；正演計算可采用射線追蹤法和波動方程求解法；修正量計算的Jacobi方程求解一般采用LSQR等方法（趙廣茂等，2011；趙連鋒，2002）。

跨孔地震層析成像資料解釋的對象包括速度成像剖面、品質因子成像剖面、過井地震剖面、鉆孔測井資料以及地質背景資料等。主要解釋手段包括地層對比、構造解釋、儲蓋層屬性預測等。跨孔地震層析成像資料解釋的主要內容一般包括：

1）研究地震波的縱橫波速度、衰減規律及其與地層巖性的關系，井間地層巖性的空間變化；

2）研究井間地層結構、構造形態變化。

二、北京同度地震散射CT成像設備

北京同度工程物探技術有限公司

地震法散射成像災害預報技術

TST隧道地質超前預報系統

優勢

·適合鉆爆法、TBM隧道、輸水隧洞、礦井等地下工程；

·能避免虛報和漏報。

原理

建立在三維波場基礎上，同時考慮前、后、左、右不同方向的回波和縱波、橫波等不同類型。軟件主要功能包括方向濾波、速度掃描和合成孔徑偏移成像等技術。

·方向濾波濾除側向的反射波、直達波和面波，僅保留掌子面前方的回波，可避免虛報誤報。

·速度掃描能準確確定掌子面前方圍巖波速分布，為巖體工程類別判定提供依據，提高預報的準確性。

·基于地震散射的合成孔徑成像技術，具有更高的分辨率，不會漏掉巖溶與斜交構造。

·可處理TSP203的數據，實現對TSP的技術升級。

配置

24道地震儀（德國加工），信號分離器，三分量檢波器（可選單分量），地震電纜，工程電腦，TST超前預報系統軟件。

地球物理儀器匯編及專論

煤礦CMP地質災害超前預報系統（MA認證）

優勢

·用于煤礦掌子面與采掘巷道兩側超前探測，預報煤巖構造、巖溶、采空區等礦床地質條件；

·有效地進行三維波場分離，消除側向、頂板、底板回波，預報避免虛報誤報；

·基于地震散射合成孔徑成像技術，具有更高的分辨率，能可靠識別斷層、巖溶、采空區等地質對象；

·精確確定掌子面前方圍巖波速和煤巖構造變化，預報位置誤差小于10%。

配置

硬件：德國加工；軟件：同度物探自行開發。

主機

采集單元

控制單元

SSP地震散射剖面成像系統

優勢

基于反射與散射聯合地質模型和合成孔徑偏移成像技術。適合橫向變化劇烈和離散地質條件，特別適合地質構造復雜山區、采空區和巖溶的有效探測。對于連續地質界面、橫向劇烈變化構造、采空區、巖溶以及風化層結構實現地質成像。同時確定巖土介質的波速分布和巖土界面的位置與形態，可展現垂直二維剖面和三維結構。具有圖像直觀和分辨率高等特點。

硬件：高分辨地震儀（德國加工），地面拖纜（免于插地）。

技術指標：32、48、64通道可選，最高采樣率5μm，ADC:24

軟件：散射合成空徑成像技術，北京同度物探自行開發。

地球物理儀器匯編及專論

橋梁無損檢測新技術

橋梁CT

工作原理：對混凝土橋梁進行聲波CT成像，用混凝土的聲波速度作為評價混凝土抗壓強度與密實度的定量指標。混凝土的波速與混凝土抗壓強度有正相關關系。

布置觀測方案：分別對混凝土梁板進行二維CT成像，將二維CT圖像合成三維結構圖像。

高分辨率聲波儀技術參數：

同度TD-BWG波紋管注漿密實性檢測系統

工作原理：波紋管的注漿缺陷表現為波阻抗局部異常。這種異常體在聲波激勵下產生散射波，通過對散射波的追蹤和偏移成像，確定缺陷的位置。這種散射波追蹤法具有較高的可靠性和空間分辨率，可以發現波紋管內分米級的注漿缺陷。布置方案如圖：

地球物理儀器匯編及專論

案例：大廣高速河北段，甘肅成武、雷西等，上海大治河橋。

地球物理儀器匯編及專論

VSP成橋樁缺陷檢測分析系統

工作原理：樁體缺陷與上下結構都產生散射波。通過方向濾波技術濾除上部結構產生的下行波，保留下部結構與缺陷的上行波。對上行波進行偏移成像，呈現樁身缺陷的位置。

儀器：16道聲波儀，16道防水檢波器串（頻率20Hz～20kHz）。

案例：汶川地震災后重建工作中的橋基樁檢測

地球物理儀器匯編及專論

三、地震層析(CT)反演

地幔熱柱-地幔亞熱柱-幔枝構造形成與演化的認識，不僅僅是人們的推斷及哲學的辯證思維，而且越來越多地得到地球物理學方面的論證。除了前述地球圈層及不同圈層具有一定速度差的探測，地球物理學家還運用地震層析(CT)資料探討地球內部的物質狀態。它不僅有助于人類更深刻地認識地球的性質，而且有助于解決某些長期以來懸而未決的科學難題，諸如地球內部結構、物理物質、動力學機制及地球演化歷史等(Woodhouse等，1984;傅容珊等，1992，1993;葉正仁等，1993)。

地球內部物質密度不均勻性的直接證據之一是來自地震層析的反演，Dziewonski和Woodhouse等分別用層析技術得出了上、下地幔S波和P波橫向不均勻性，并探討了展開的球諧系數，兩種不同來源地震數據反映上、下地幔橫向不均勻性有一定的連續性。但所得結果在670km深度置信度較低。傅容珊等(1993)在假設波速異常和密度異常滿足線性關系，以及上、下地幔橫向不均勻性在670km這一間斷面上下連續的條件下，用同一公式來表達Woodhouse和Dziewonski提供的分段描述上、下地幔密度分布的橫向不均勻性。(其中取γ=0.199，σ=3.13×10-5)。通過模型合成密度分布，得出地球250km、670km、2900km深度地幔密度分布圖(圖6-2)，表明地球內部熱物質上升過程中，剖面上既有一定的連續性，又有一定的形態改變。圖6-3則給出了剖面合成密度異常圖，從平面、剖面合成密度異常圖上有幾點值得關注:①所有穿太平洋的剖面均顯示出一個低密度異常體從核-幔邊界一直延伸至巖石圈底部;②在所有的大陸之下則均存在一個高密度異常體，其下限可深達1200～1300km。③在地幔的底界面上存在著高速體與低速體相間排列的特殊現象。

圖 6-2不同深度地幔密度分布圖

圖 6-3地球不同緯度剖面合成密度分布圖

這些現象可能表明如下的事實:①地球內部在巨大的溫度差、壓力差、速度差等控制下，發生著強烈的物質對流，也即“燒開水效應”，它可能是地球幔-殼運動的驅動力，是幔-殼運動的初始力源;②熱物質流的上升點往往是板塊構造的增生邊界，如太平洋中脊，或者是大陸裂谷發生的部位;大陸塊之下應是物質對流的下降點，但熱物質對流遠沒有人們想象的那么規范;③熱物質對流體系決定著大洋的打開、大陸的拼合演化，地幔熱柱構造研究確實應成為一次新的地學浪潮，它的影響所涉及是全球性的，并且涉及到地學的方方面面。

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