陆上石油地震勘探炸药震源的研究进展

 炸药震源是陆上石油地震勘探中常用的激发源,炸药震源的特性研究对提高爆炸地震波能量和地震分辨率具有十分重要的意义。本文从炸药震源的装药组分和装药结构两个方面综述了相关研究进展,评述了这些进展的实际应用价值与局限性,并探讨了未来可能的研究方向。在炸药震源装药组分方面,介绍了地震勘探对炸药震源的基本要求;分析了有助于提高爆炸地震波能量的炸药配方设计方法;总结了中国近20年应用的4种主要震源的装药组分。在炸药震源装药结构方面,分别介绍了多级延迟叠加震源、低爆速细长型震源、聚能型震源、多井组合震源及螺旋装药震源的结构设计原理和爆炸作用机理;分析了各类型震源的应用效果和适用范围;并展望了炸药震源未来可能的发展方向。     

延迟炸药震源高效安全性研究

通过理论和试验对延迟炸药震源爆炸产生的地震波主频、能量和在近地表面产生的振动等方面进行了分析. 结果表明延迟时间对于延迟炸药震源的叠加效果影响最大,电子雷管精度高,非常适用于延迟炸药震源的设计. 延迟炸药震源与普通炸药震源相比,产生的地震波能量差别不大,但是主频提高10%~20%,高频能量高,主频更宽. 爆炸所引起的近地表面的振动比普通炸药震源小50%以上,安全性非常高. 延迟时间合适的延迟炸药震源与普通的炸药震源相比,其主频高、频带宽、引起近地表面振动小,是一种高效安全的地震勘探炸药震源,非常适合目前高分辨率且对安全性要求较高的地震勘探中.     

高分辨率地震勘探的垂向叠加震源研究

在油气勘探中，主要采用地震勘探。震源是地震勘探野外数据采集中的一个关键技术问题。该文依据爆炸动力学理论和弹性波动理论，分析地震波的振幅，频率与炸药量的关系，提出地震波垂向叠加的机理，给出垂向叠加震源的结构和有关试验结果。结果表明，该震源激发地震波的主频率比普通震源的有明显提高。     

爆破振动震源荷载函数的确定

为研究集中装药爆炸作用下的爆破振动的震源荷载函数,提出确定装药爆破破坏区发展的动力学计算简图.通过爆破振动震源荷载的理论计算公式,讨论炸药类型、岩石性质对震源荷载特性的影响.结果表明:不同炸药类型和岩石性质的震源荷载曲线形状差别不大,在相同的装药条件下,对于同一种岩石,岩石震源荷载峰值随着弹性模量的增大而减小,随着内摩擦角和黏聚力的增大而增大;震源荷载作用的衰减速度随着黏聚力的增大而加快,但内摩擦角对震源荷载的衰减影响较小;常见的指数衰减型函数能很好地拟合理论计算结果,证明文中震源荷载计算结果的可靠性.     

炸药性能对地震波品质影响的Hilbert-Huang变换分析

为检测爆炸地震波的品质(能量,主频),探寻激发高能量、高频率地震波的炸药震源,选用梯恩梯(TNT)、梯铝(TL)、8701,黑火药(BP)进行浅埋土中爆炸试验. 并利用Hilbert-Huang变换(HHT)对距离震源10～65 m处地面振动速度信号进行分析,结果表明:高能量高爆速炸药8701震源激发的地震波能量大,但频带较窄,主频较低,高频率段能量随传播距离衰减较快;低能量低爆速炸药BP激发的地震波频带较宽,主频也较高,但地震波能量过低;含铝炸药TL激发的地震波能量大,且随传播距离衰减速度较慢,主频介于黑火药BP与炸药8701之间.      

多孔岩石中应力波传播特性及震源函数

建立了两种着重描述多孔岩石的塑性压缩(孔隙坍塌)机理的弹塑性本构模型,分别为将孔隙压实过程计入P-V关系的变模量理想塑性包络面模型和将孔隙演化行为计入帽盖的双屈服面帽盖模型.在此基础上,对地下球形药包起爆引起的弹塑性波在多孔凝灰岩中的传播过程进行计算,揭示了多孔岩石中应力波传播的一些基本特性.并采用改进的帽盖模型,研究了多孔凝灰岩中地下爆炸震源函数的特性,着重分析了孔隙度对震源函数的稳态值、拐角频率以及过冲特性的影响.     

相控震源地震波定向技术

针对采用多个震源同时工作的组合地震勘探,仍有所使用的震源数目受限,不适于大倾角地层勘探的问题,提出了一种产生定向地震波的方法.该方法将相控阵技术应用于可控震源阵列,通过控制相邻震源的相位差恒定,使各震源产生的地震波在某个方向上同相叠加,震动加强,形成定向的地震波束,且地震波方向、宽度可控.并从理论上分析了可控震源阵列的震源数目,空间排列方式,相差与定向地震波的关系;仿真形式给出定向地震波方向图.结果表明,采用该方法可使检波器接收信号的信噪比从组合地震的17.34 dB提高到27.7 dB,地震剖面图的分辨力提高17%.     

脉冲等离子体震源及其在海洋地震勘探方面的应用

结合PSS500J研究成果,介绍了脉冲等离子体震源的构架,详尽分析了脉冲等离子体震源电路原理和放电过程,给出了脉冲等离子体震源的一个应用实例。研究表明,脉冲等离子体震源的放电过程分为电容放电和电感放电两个阶段。激发产生的电脉冲为单脉冲,脉冲持续时间不足0.2ms,而传统电火花震源激发产生的电脉冲为衰减震荡脉冲,脉冲震荡持续时间可达1ms,这使得脉冲等离子体震源地层分辨率明显高于传统电火花震源。此外,脉冲等离子体震源放电激发时,负载电阻和高压电极与地极之间的距离无关,且负载电阻远大于传输电缆的电阻,能量传输效率明显高于传统电火花震源。PSS500J脉冲等离子体震源系统的研制成功,打破了国际垄断,对于我国海洋工程、海洋地学研究甚至国防均有较大意义。     

基于ZedGraph和牛顿-拉夫逊法的矿山微震源定位与可视化平台设计

针对目前国内微震监测相关软件较多依赖进口,自主研发较少的现状,设计了一款基于ZedGraph和牛顿-拉夫逊法的矿山微震源定位与可视化平台.该平台主要由微震源定位解算模块和震源可视化模块构成,其中微震源定位解算模块应用牛顿-拉夫逊法和四四组合定位法原理,微震源反演数学模型采用经典的到时差模型;震源可视化模块基于ZedGraph图表类库结合C#语言实现了3种不同形态的震源显示.实验结果表明,该平台使用较方便,定位结果精度与微震源可视化效果符合预期目标,开发成本较低,对于我国国产微震监测系统的自主开发有一定参考价值.     

水力压裂微地震反演方法综述

微地震反演是根据微地震监测数据反演推测震源位置、发震时刻、真震级、震源初始振幅、震源机制以及介质参数等信息,进而完成微地震监测主要任务的重要途径。为通过对微地震反演技术的研究,获取更精确的微地震信息,进而提升对储层压裂评价的可靠性、降低开发成本以及提高油气采收率,从微地震震源定位、震源机制以及多参数联合反演3个方面对微地震反演进行综述。回顾了近年来微地震反演技术的研究进展,分析了各种反演方法的原理与优缺点,总结了各种反演技术的改进以及应用情况,展望了未来的研究思路和发展方向,为今后微地震反演技术进一步发展提供参考借鉴。     

炸药震源和可控震源资料相位差异校正方法

在山前带或城区等复杂地表的地震勘探中,为提高地震资料采集的质量,经常选用炸药震源和可控震源联合激发的工作方式.但两种震源采集的地震资料在相位方面存在明显差异.常规的地表一致性反褶积,基本上没有考虑子波的相位特性,其主要目标是校正子波的振幅谱,由此降低了地震资料处理的质量.提出了基于多道自相关函数统计平均的两步法统计子波反褶积方法,并用估算的最小相位子波得出的反褶积算子对地震数据进行了反褶积处理.研究表明,该方法估算出来的最小相位子波受反射系数影响小,在复杂地表地震资料处理中,可达到压缩地震子波、消除子波相位差异的目的,使资料真正实现同相叠加,有效提高了地震资料的信噪比和分辨率,并在一定程度上实现了相对振幅保持.     

KZ-28型可控震源高精度隔振系统研究

在分析KZ–28型可控震源隔振系统的结构和工作原理基础上,建立了被动隔振系统的物理模型,对可控震源被动隔振系统进行了仿真研究.构建了基于单片机的反馈控制混合隔振系统实验平台,实验表明,实验平台在2～6Hz低频干扰下的主动隔振效率大于80%.混合隔振系统的实验研究可为可控震源混合隔振系统的实际应用提供依据和参考.     

华南沿海潜在震源区划分——运用MATLAB径向基概率神经网络工具箱求解

用MATLAB语言建立径向基概率神经网络来求解地震潜在震源区的划分问题,地震潜在震源区划分是地震危险性安全评价工作的重点,影响潜在震源区的客观因素与潜在震源区划分结果间是一种高度非线性关系,将实际问题分析为网络的模式识别,以华南沿海地区为例检验优化网络,结果较好地对应了中国地震烈度区划图（1990）,该方法是对潜在震源区智能划分的一次有效尝试。     

起伏地表下合成震源记录剩余偏移速度分析

提出一种起伏地表下新的剩余偏移速度分析方法.应用控制照明技术,克服了由于在起伏地表上合成的震源波场不是平面波震源波场而不能应用剩余速度校正公式的障碍,使得射线参数在偏移和速度分析过程中保持一致,且避免了因横向变速而导致的平面波震源波场在传播过程中的畸变.利用改进的合成震源记录叠前深度偏移,直接从起伏地表延拓波场和成像,偏移前无需对地震数据做静校正或重定基准面.合成数据试算表明该方法是有效和实用的.     

可控震源定向地震波合成方法仿真研究

 为了在可控震源地震勘探时,提高地震数据的信噪比和分辨率,根据相控震源原理,通过对单震源地震信号进行延时叠加,可以等效合成定向地震波信号,节省地震勘探成本。针对水平单层和多层模型,本文给出了采用单震源和单震源定向合成技术时各反射地震波的信噪比,仿真计算结果表明,单震源定向合成地震记录可以提高反射地震波信号的信噪比。通过对野外数据的定向照明合成进行信噪比改善的分析,基于单震源定向合成记录相对于单震源的信噪比平均提高了6.4041dB,有效地改善了地震勘探效果。     

地震探测无人机遥控震源实验研究

震源是保证地震勘探数据采集质量的决定性因素之一。在高山、河流等复杂环境,传统震源常受到道路交通、激发条件等限制而难以应用,对实现高精度地震勘探非常不利。无人机遥控震源充分发挥了无人机不受地形限制的特点,能够有效克服复杂环境对传统震源的限制。本文在河北洋河实验区首次开展了无人机遥控震源实验,包括不同激发能量的采集实验、与五台可控震源车对比实验和水中的激发采集实验,并对数据频带和信噪比等方面展开对比分析。实验结果表明,无人机遥控震源勘探性能良好,具有对环境的破坏性小、能源消耗少、操作简单的优点,是复杂环境中低成本的优质震源选择。     

瞬态瑞利波分析方法在探测地质体结构中的应用

介绍了探测地质体结构的一般方法,重点介绍了爆破地震波的特征及地震波的探测方法.又对最近发展起来的面波勘探技术做了分析,重点论述了瞬态瑞利波频散特性及其应用.在此基础上,实验了一种可以控制的爆破地震波震源,该震源利用水介质的均匀性及各向同性、不可压缩等特点,减少了爆炸冲击波对周围岩体介质的损坏,又保持了爆炸波功率大,能够提供尖锐的脉冲信号,频域范围大的特点,从而改变了爆破地震波震源不能重复和难以总结其规律的状况.利用瑞利波探测技术和可控爆源,对茅坪滑坡体进行了地质体结构探测,并对其地质体的分层特性做了详细分析,与钻孔勘探结果和挖竖井探测结果比较,二者有较好的一致性.说明结合瞬态瑞利波分析方法,该可控震源在地质体结构探测中有实际的应用价值.     

基于m序列的可控震源编码脉冲信号研究

地震勘探技术需要可控震源提供具有高度自相关函数的激发地震波, 为此, 提出了一种基于m序列调制脉冲信号实现可控震源信号的方法。首先使用Matlab产生m序列和脉冲信号, 通过m序列调制脉冲信号生成编码信号, 最终通过硬件电路系统实现了编码信号。实际测试中使用GEIST型地震仪进行数据采集后, 经Matlab自相关分析的结果表明, 地震子波信号主瓣突出, 旁瓣受到压制, 信噪比明显提高。     

高频可控震源与大地振动耦合过程幅频特性分析

通过建立高频可控震源与大地相互作用的物理模型和数学模型，得到了高频可控震源的动力学方程，分析了高频可控震源与大地震动耦合过程，给出了不同物理参数对可控震源系统幅频特性影响的曲线，为高频可控震源系统的设计提供了理论依据。     

认识民用爆炸物品

民用爆炸物品品名 工业炸药 硝化甘油炸药、铵梯类炸药、多孔粒状铵油炸药、改性铵油炸药、膨化硝铵炸药、其他铵油类炸药、水胶炸药、乳化炸药（胶状）粉状乳化炸药、乳化粒状铵油炸药、粘性炸药、含退役火药炸药、其他工业炸药、震源药柱、震源弹、