在碳酸盐岩与蒸发岩发育地区，喀斯特作用导致的地下空洞、隐伏天坑等浅层地质灾害，是油气钻探面临的重要风险之一。如何高效、精准地识别这些近地表隐患，成为工程地球物理领域的关键课题。

在沙特等干旱地区，碳酸盐基岩广泛分布。受历史与当下水文地质条件影响，地下可能发育溶蚀空洞、隐伏天坑以及塌陷区，这些近地表异常体一旦在钻探中被揭露，极易引发井漏、卡钻甚至井喷事故。因此，在钻前阶段准确识别浅层地质灾害体，对保障钻井安全具有重要意义。

研究团队在150m×150m的测区范围内综合采用了重力、ERT、MASW 与 GPR等地球物理方法进行测量。其中，MASW因其对横波速度变化的敏感性，成为识别松散、低速异常体（如空洞、破碎带）的核心技术。为实现高分辨率成像，团队采用了以下采集方案：5m×5m交错网格布设无线节点地震仪，采用40kg加速落重作为震源。这种高密度、全方位采样的设计，为后续MASW频散分析及横波速度反演提供了高质量数据基础。

研究团队创新性地引入了表层一致性处理框架，对透射波（初至波与早期波形）进行分解，通过该模型，可分离出：速度场、相位走时残差、振幅校正因子、近地表反褶积，并进一步生成虚拟超道集（VSG），显著提升折射波、反射波和面波的信噪比。

通过对VSG进行拉普拉斯-傅里叶变换，提取不同频率下的相速度信息，构建频散曲线，并反演得到深度域的横波速度结构。结果显示：1、在已知洞穴发育区，MASW清晰识别出低速异常体；2、结合验证钻孔，异常体位置与规模得到准确标定；3、异常区横波速度明显低于围岩，指示松散充填或空洞发育。

本研究充分证明了：无线节点地震仪三维地震采集可高效、精细地刻画近地表异常体。MASW方法在识别碳酸盐岩地区浅层空洞、破碎带方面具有独特优势；表层一致性框架+虚拟超道集技术显著提升了浅层地震数据的信噪比与分辨率；常规勘探地震资料中，隐藏着可用于钻前风险评估的关键信息。对于同样面临喀斯特、隐伏天坑等浅层风险的工程与勘探项目提供了一套可复制、高性价比的技术方案。