海洋瞬变电磁法研究进展

随着海洋电磁法的研究逐渐转向浅水域,海洋瞬变电磁法得到了更多的关注.瞬变电磁法相比频域电磁法,对浅水域海底高阻油气藏具有更高的分辨率,并且瞬变电磁法能够有效的分离空气波与海底地层响应.近几年来,海洋瞬变电磁法得到了快速的发展.本文回顾了海洋瞬变电磁法的历史发展与现状,总结了海洋瞬变电磁法的三维正反演理论的最新进展,并对海洋瞬变电磁法的各种装置类型进行了相关评述.目前海洋瞬变电磁法的问题主要在于数据采集成本高,没有很好的集成到整个勘探流程系统中.未来发展方向包括(1)探索新的装置系统,节约数据采集成本,提高海洋瞬变电磁法的市场竞争力.(2)海洋瞬变电磁法与其他方法的联合解释技术,提高海洋瞬变电磁法数据解释的有效性.(3)海洋瞬变电磁法的三维正反演理论的进一步发展.     

高频电磁测深在地下热水勘探中的应用

高频电磁测深法是一种利用天然高频电磁场作为场源的电磁勘探方法,具有高分辨率和相对直流电法较深的勘探深度的特点,特别适合中浅层地热和地下水勘探。本文介绍了一个应用高频电磁测深评价地下热水资源的一个成功实例。野外数据采集采用了高频电磁测深系统MT-U5A,采用远参考技术,以保证数据采集质量。高频电磁测深资料二维反演成像处理结果较好地描述了地下热水的空间分布范围,为查明该区的地下热水的来源提供了较有利的证据。     

深水大地电磁数据采集的若干理论要点与仪器技术

深水环境下进行大地电磁数据采集,信号幅值微弱,高频分量被严重衰减;仪器承载的环境压力巨大,且伴随底流推曳、淤泥吸附等不利因素;海上作业情况复杂多变,带给设备投放与回收诸多困难.针对这些特殊问题,从理论上分析了大地电磁场在海水及其以下层状介质中的传播规律,计算了电场与磁场随不同水深的衰变比值,研讨了与仪器上浮速度相关的物理因素;从技术上阐述海底大地电磁仪的工作原理,包括信号传感器、数据采集器、声控释放单元以及机械组装部件等等.整套仪器信号分辨率达到nV级,频带宽度为10~0.3×10^-3 Hz,最大工作水深4000 m.该仪器搭载“海洋六号”科学考察船,在我国南海中沙群岛海域进行了国内首次深水环境下的大地电磁数据采集试验.结果显示,所研发的仪器性能指标吻合先前的理论推算值,达到设计要求.我国的海底大地电磁探测技术已完全享有自主的知识产权.     

矿井瞬变电磁探测技术系统与应用

矿井瞬变电磁法作为一种非接触式探测技术,在矿井地质灾害源探测过程中发挥着重要的作用.受各种条件所限,目前所开展的井下瞬变电磁探测均使用非本安型仪器进行数据采集,因此存在着一定的隐患和不便.课题组在大量实验研究基础上,对采集设备、现场工作方法及数据处理关键技术进行研究,开发完成了国内第一款本安型矿井瞬变电磁仪器系统.通过...     

地面电磁探测系统(SEP)研究

近年来,大地电磁法作为深部找矿与地球电性探测的感应类电法有了迅猛的发展,国内电磁法仪器基本上都是美、加、德三国地球物理公司所生产,中国已进口了几百套这些设备.随着中国国力的增强,地面电磁探测系统的自主研制被提到议事日程.从2010年开始,中国科学院地质与地球物理研究所牵头,联合中科院院内及高校等单位在国土资源部探测技术与实验研究专项(SinoProbe)中承担了《地面电磁探测(SEP)系统研制》项目的研究,目前已取得阶段性成果.本文详尽地论述了大地电磁法仪器发展现状、系统研究目标和总体设计,SEP发射系统、感应式磁传感器、分布式电磁数据采集系统、3D EM数据正反演成像软件和可视化数据管理软件、SEP系统集成和野外测试结果,最后对地面电磁探测系统研究进行了讨论、总结和展望.     

GMS-06等大地电磁仪采集数据的对比分析与实测资料的处理解释

近年来,大地电磁测深法(Magnetotelluric Sounding,简称MT)从仪器、采集及处理方法都取得了较大发展.其中,如何提高野外数据采集质量,获得高品质的视电阻率和相位等参数信息,是全部流程中最关键的环节,而这又与磁场传感器的信噪比、数据采集单元的分辨率以及处理方法等紧密相关.     

电磁勘探中各向异性研究现状和展望

电各向异性广泛存在于自然界中,已成为电磁勘探资料解释中不可忽视的因素.特别是在一些沉积岩地区,由于层理发育导致地下介质电阻率随电流方向发生变化,表现出很强的各向异性导电性.此时,利用各向同性模型进行电磁数据解释将引起很大的误差.本文回顾了电磁勘探中电各向异性研究的历史,简要介绍电各向异性成因、数值模拟中的数学描述及电各向异性介质中电磁场正反演模拟方法等研究现状,总结电各向异性在大地电磁、可控源电磁、航空电磁和感应测井等方面的最新研究进展及未来的挑战.随着多维电磁数据采集及正反演模拟技术的进步和计算能力的提高,给电各向异性信息提取和应用带来了新的契机.电各向异性研究将在矿产资源勘查、油气存储与运移特征分析、地下水和地热、环境工程地质调查、大地构造及地质灾害预测等方面发挥积极作用.     

海底大地电磁数据采集器

进行海底大地电磁数据采集，需借助于专用的水下探测设备 . 虽然大地电磁测深法无论是仪器或是测量手段在陆地上的应用已较为成熟，但把该方法移 植到海洋中，还需解决一些与海洋探测有关的工程技术问题. 主要包括：水下电场信号的提 取，海底环境的监测，仪器在非实时监控运行中的纠错对策以及测量部件的密封承压等等 . 在研制海底大地电磁数据采集器的过程中，采用先进的材料工艺，高精度的电子线路，可 靠的软件编程以及牢固的器件安装结构，有效地解决了上述技术问题. 用所研制的仪器首次 在我国海域进行了探测试验.     

采集参数对音频大地电磁法二维非线性共轭梯度反演结果的影响研究

非线性共轭梯度(NLCG)算法广泛应用于音频大地电磁法(AMT)二维反演中,并且取得了良好效果.本文以Rodi(2001)提出的大地电磁法二维NLCG反演理论和算法为基础,开展AMT野外数据采集参数(测线长度、点距、频点数)对二维反演效果的影响研究.通过低阻理论模型的试验结果表明:野外数据采集参数的选择应该以探测目标体的规模、深度以及背景电阻率为依据,测线长度应大于目标体宽度和探测深度的两倍以上,异常体上方测点数及探测深度范围内的频点数至少大于三个.     

多道瞬变电磁法(MTEM)国外研究进展

多道瞬变电磁法(Multi-transient electromagnetic method,MTEM)最早由英国爱丁堡大学学者提出,该方法不仅融合了地震勘探中的数据采集和处理解释方法,而且把电磁法勘探中的几何测量和感应测量结合在一起,它是目前石油和矿产资源勘查领域具有发展潜力的电磁勘探方法.本文首先对MTEM方法的提出和发展过程进行了回顾,然后分析了其采用大功率接地源形式、伪随机码发射源、多道观测、类地震资料处理等特点等.最后介绍了采用MTEM在陆地、海洋等勘探环境下进行的探测和监测实际勘探例子.该方法成功的应用,为推进我国多道瞬变电磁深部探测系统研发起到了积极的作用.     

一种新型分量式钻孔应变仪数据采集单元的设计及应用

本文根据新一代RZB型分量式钻孔应变仪的信号特点,设计了一种新型数据采集器.本设计采用了基于32位ARM的工控核心板以及嵌入式Windows CE操作系统作为软硬件平台,集成了总线数字信号与多通道高精度模拟信号的数据记录单元,实现了分量式钻孔应变观测系统的数据采集、存储、传输以及远程监控.实际测试表明,本采集系统具有高分辨率、低功耗等特点,主要参数指标达到了新型RZB型分量式钻孔应变观测系统信号采集要求.实际台站应用表明,本系统具有较高的可靠性和稳定性,可满足实际台站观测要求.     

基于数字音频接口的地震数据采集电路板快速评估方法*

在宽频带数字地震观测技术领域,提出一种基于数字音频接口(S/PDIF接口)的数据采集电路板快速评估方法。该方法在数据采集电路设计过程中,在模拟/数字转换电路的输出端增加了一组S/PDIF数字音频接口,将模/数转换结果转换为符合音频传输标准的编码数据,并将此数据利用外置声卡同步传输到计算机,在计算机上进行数字抽取滤波、频谱分析等数据处理与解析,从而实现对地震数据采集电路板的快速评估。实验结果表明,该方法思路清晰,实现简便,结果有效可靠,能够解决常规测试评估方法中存在的问题,在高精度、高采样率数据采集技术研发和测试评估方面,具有比较强的实用性和应用前景。     

测震数采仪记录的钻孔应变

采用测震仪数采器在昌平台站开展了高频采集实验,对原来1次/分钟采样的钻孔应变仪输出进行100次/秒采样,记录到大量丰富的信息.计算了高频采样获得的应变记录分钟值后,发现与原来的1次/分钟采样变化曲线趋势完全吻合.高频采样获得的应变地震波更加完整,细节更为清晰.通过应变地震波计算得到的震相参数,与前人所得结果一致.与十三陵地震台测震仪记录的地震波比较,二者的波谱相似,且应变地震波中还存在低频成份.     

基于稀疏约束的地震数据高效采集方法理论研究

随着地震勘探目标复杂化和精细化程度的提高以及"两宽一高"等采集技术的广泛应用,当前地震数据采集的时间越来越长、成本越来越高.针对此问题,本文基于压缩感知理论开展了地震数据高效采集方法的改进和探索研究.根据波动方程解的一般表示式,从波场传播的角度给出了地震数据具有稀疏性的数学物理依据及寻找适应地震数据稀疏变换的一般方案;在稀疏性先验信息的指导下,发展了具有"蓝色噪声"频谱特征的改进的分段采样方法,并基于最优化理论提出了地震数据重建方法.地震数据的稀疏性理论、稀疏约束下的高效采集方法以及地震数据的重建方法构成了相对完善的地震数据高效采集理论.把该理论用于指导地震数据采集,即利用稀疏约束的随机采样方法改变常规规则密集测网中炮点和检波点(或二者之一)的分布,设计了三种随机且均匀的高效采集测网,提出了利用相应测网获取的地震数据重建为常规规则密集测网地震数据的针对性方案,并使用重建精度、高效采集数据的直接成像和重建后再成像的结果对比证明了上述重建方案的有效性.基于Marmousi模型的高效采集试验检验了本文构建的基于稀疏约束的地震数据高效采集方法理论框架在提高当前地震数据采集效率、降低勘探成本上的优势以及方法的有效性和可行性.     

Resolution assessment of the three-dimensional acquisition geometry of the Anhui experiment in "Geoscience Yangtze Plan"

According to the actual observation conditions of the Yangtze River valley from Anqing city to Maanshan city, we designed the 3D acquisition geometry, and applied the multi-scale checkerboard semblance analysis to assess the preliminary resolution of the designed observation. The checkerboard semblance tests use the refraction and reflection travel-time simultaneous inversion algorithm to quantitatively provide both resolution assessment of velocity structure and Moho topography. The multi-scale checkerboard semblance recovery results show that while the checkerboard semblance threshold value is 0.5, the preliminary resolution of the designed acquisition geometry is better than 10 km in the upper crust (the depth is less than 10 km), around 15 km in the mid-crust (the depth is 10?25 km), and better than 20 km in the lower crust (the depth is 25?33 km). The preliminary tomographic resolution for the Moho topography is about 20 km in the ray-path coverage area beneath the acquisition geometry. While the checkerboard semblance threshold value is 0.75, the preliminary resolution is 20 km in the upper crust, around 20?25 km in the mid-crust and 25 km in the lower crust. And the preliminary tomographic resolution for the Moho topography is better than 30 km in the ray-path coverage area beneath the acquisition geometry. These non-linear checkerboard tests reveal that the designed acquisition geometry is suitable to image the crustal velocity structure of the Yangtze River valley in the Anhui province.     

基于稀疏约束和多源激发的地震数据高效采集方法

地震勘探目标日趋复杂化和精细化,"两宽一高"等采集技术获得了广泛应用,从而导致当前地震数据采集周期越来越长、成本越来越高,如何解决日益增长的勘探成本问题成为当前地震采集领域的研究热点之一.针对上述问题,本文首先开展了基于稀疏性的地震数据高效采集方法理论研究,对地震数据稀疏性基本理论、稀疏约束下随机采样及其数据重建方法进行了深入探讨,提出使用改进的分段随机采样方法灵活地进行实际地震采集测网设计;详细阐述了多源地震激发方法,对多源地震数据分离方法开展了深入研究,提出了基于小窗口中值滤波与稀疏约束联合随机去噪的多源数据分离方法,并在数据分离处理中取得了较好的效果;将上述两种地震数据采集方案有机结合,提出了1)规则多源、随机检波点(DmsRg)、2)随机多源、规则检波点(RmsDg)和3)随机多源、随机检波点(RmsRg)等三种高效采集方案及相应的数据重建方案,满足了后续常规化数据处理的要求,并讨论了多源激发对数据成像的影响.基于Marmousi模型数据的数值试验表明,本文构建的基于稀疏约束和多源激发的高效采集方法理论对于提高地震数据采集效率、降低勘探成本具有重要的应用价值,建立的数据重建方法流程可以取得和常规数据接近的成像结果.本文方法虽然在数值试验中取得了较为理想的效果,但还需要得到野外实际数据采集的进一步检验.     

强环噪地区可控震源高效混叠采集应用效果

随着高密度以及深层地震勘探的发展和普及,采集数据量随之急剧增加,常规采集方法已经不能有效地适应这些大数据量的勘探项目需求,高效地震采集方法成为必然.近几年来,混叠采集是较新发展的一种高效采集方法.本文在调研目前常用的混合源和同时源方法的基础上,总结提出了混叠采集的新概念.根据概念建立起理论正演模型进行模拟,模拟混叠采集方法与常规采集方法的区别、不同参数对混叠效果的影响等,得出相关的结论.在华北东部廊固凹陷进行了验证性试验.廊固凹陷地处华北平原,交通发达,村庄密集,存在较大的空炮率和超强的环境噪声,对资料品质有较大的影响,野外试验与模拟试验结果大致相同,也有一定的差异.与以往规则型的混叠方式不同,本研究在试验中创新性引入了任意随机与不同激发信号的混叠方式方法,取得了一些新的认识.研究结果表明:混叠采集方法能显著地提高生产效率;混叠带来的噪声可以通过不同域来去除;混叠采集需要一定的合适的空间间隔;混叠采集数据品质略差于常规方法,但可以通过提高采集密度和生产效率来弥补;混叠参数选取要考虑平衡施工效率、噪声水平和资料品质.     

Three-dimensional Marchenko internal multiple attenuation on narrow azimuth streamer data of the Santos Basin,Brazil

In recent years, a variety of Marchenko methods for the attenuation of internal multiples has been developed. These methods have been extensively tested on two-dimensional synthetic data and applied to two-dimensional field data, but only little is known about their behaviour on three-dimensional synthetic data and three-dimensional field data. Particularly, it is not known whether Marchenko methods are sufficiently robust for sparse acquisition geometries that are found in practice. Therefore, we start by performing a series of synthetic tests to identify the key acquisition parameters and limitations that affect the result of three-dimensional Marchenko internal multiple prediction and subtraction using an adaptive double-focusing method. Based on these tests, we define an interpolation strategy and use it for the field data application. Starting from a wide azimuth dense grid of sources and receivers, a series of decimation tests are performed until a narrow azimuth streamer geometry remains. We evaluate the effect of the removal of sail lines, near offsets, far offsets and outer cables on the result of the adaptive double-focusing method. These tests show that our method is most sensitive to the limited aperture in the crossline direction and the sail line spacing when applying it to synthetic narrow azimuth streamer data. The sail line spacing can be interpolated, but the aperture in the crossline direction is a limitation of the acquisition. Next, we apply the adaptive Marchenko double-focusing method to the narrow azimuth streamer field data from the Santos Basin, Brazil. Internal multiples are predicted and adaptively subtracted, thereby improving the geological interpretation of the target area. These results imply that our adaptive double-focusing method is sufficiently robust for the application to three-dimensional field data, although the key acquisition parameters and limitations will naturally differ in other geological settings and for other types of acquisition.     

DAS24-3B数据采集系统用户操作和数据回放模块的原理和功能

DAS24-3B是国产宽频带地震数据采集系统。采集控制模块、用户操作模块和数据回放模块是它的三个主要组成部分，它们的作用和功能各不同。采集控制模块控制数据采集，用户操作模块设置数据采集的环境，数据回放模块显示和处理地震数据。本文的目的是介绍用户操作和数据回放模块的原理和主要功能，使用户可以方便的使用本套仪器设备，同时为我国以后地震数据采集系统的研制与开发提供一些软硬件上的参考。