地震信号的动态范围决定于噪音

地震勘探中深层与浅层、远道与近道、高频与低频信号幅值相差很大。地震记录系统要同时满足记录弱小信号和大信号的能力，特别是对微弱信号的记录能力，因为微弱信号与微幅结构信息、精确岩性描述、更深目的层识别都有密切的关系。就陆上石油勘探而言，风吹草动引起的高频微震干扰太强、大大超过中深层反射的高频信号，是影响地震有效信号识别的最主要原因。本书调查的我国东部山东省东营市HJ地区冬季微风夜晚最浅目的层反射波较环境噪音的动态范围只有40dB左右［图1-13，有效反射信号较环境噪音的动态范围＝20×lg（最浅目的层反射波振幅/环境噪音均方差振幅）］，更深目的层则更小；同时震源激发后会产生次生噪音，使得有效信号较噪音的动态范围变得更小。在地表复杂地区，无论环境噪音还是次生噪音，都较普通地表更为强烈。信号较环境噪音的动态范围经过后续处理后会有一定程度的提高。

图1-13　东营HJ地区不同深度目的层反射强度以及噪音强度示意图（单个20dx检波器）

所以，对于陆上石油勘探而言，有效信号较噪音具有2个特点。①频率低。油气藏单元埋藏一般较深，多在数百米至数千米以下；反射波双程反射时多在1s以上，由于吸收、衰减等因素的影响，高频衰减严重，最高频率多在150～200Hz以下；在低降速带较厚的地区，反射波频率更低。②信噪比低。基于同样的原因，反射波振幅在传播过程中大幅衰减，环境噪音以及次生噪音的强度变得相对较高。在山地、沙漠等复杂地表地区，有效反射信号较环境噪音的动态范围多小于40dB。［5，6］

B.K.Davis曾经说过：“接收系统设计中所采用的主要参数均来自对噪音的研究。”而噪音是由信号来定义的。所以，无论是接收设备的硬件性能指标参数设计，还是震源激发、观测系统设计、地面检波参数的选择，均基于对地震勘探中信号与噪音特性的认识。对信号的追求，特别是对弱信号的追求，以及对于噪音的压制，贯穿了地震勘探的每一个环节，是很多技术、施工手段的出发点与最终目的。可以说，对于噪音的认识，在很大程度上决定了勘探的成败。