新型正交型三分量检波器的研制及现场试验

已有的三分量检波器在尾锥与地表紧耦合条件下 ,无法调节方位角及倾角。首次利用袖珍经纬仪指示方位角和水平程度 ,再由万向装置调节 ,使所有新型正交型三分量检波器的方向 ,在一条测线的各物理点上一致 ,保证方位角误差小于 2°,且每个检波器的xy面处于水平面 ,即z分量处于铅直方向 ,倾角误差小于 1.5°。用新型正交型的三分量检波器和已有的三分量检波器进行现场试验。从试验结果看 ,用新型三分量检波器采集到的三分量资料的信噪比要比用原有的三分量检波器采集三分量资料高。     

欧美应用地球物理现状——多波地震勘探

随着多道遥测地震仪和三分量数字检波器的问世及数字处理和资料解释技术的进步，众多欧美大学、研究所及油气公司的地球物理学者针对多波地震勘探理论、资料处理模块、纵波对比试验等开展了大量的研究工作。目前深层横波震源技术尚不成熟，大量的多波技术研究仍然是针对转换波。为保证纵波资料质量，一些项目将传统检波器获得的纵波资料与三分量获得的纵波资料进行对比，即用三分量数字检波器采集的同时，仍用传统纵波检波器进行采集。此外，与三维三分量地震勘探相配套的三维多波VSP技术等也处于研究之中。     

三维照明分析优化莺歌海盆地DF区海上三维地震采集观测系统

影响海上地震资料品质的关键因素之一就是面向地质目标的地震资料采集观测系统的合理性,目标模型的射线追踪成像能量照明分析是评价观测系统合理性的主要方法。针对莺歌海盆地DF区地质模型,采用三维射线照明技术,快速准确地获得不同观测系统、不同地震船航行方向、不同炮线距、不同激发源数以及不同排列长度下的目标体反射能量分布特征,通过对比优选出了适用工区的面向目标的三维地震采集观测系统。同时指出减少主测线(inline)线距、增加联络测线(crossline)方向的覆盖次数,可明显提高目标靶区的地震资料采集品质。     

基于MEMS与LwIP的煤矿三分量地震数据采集系统

针对当前煤矿地震数据采集传输系统中数据传输实时性差,数据传输量有限的问题,以及数据采集需要满足多波宽频的要求,设计了基于MEMS与LwIP的煤矿三分量全波地震数据采集系统。该系统由MEMS三分量检波器、数据采集单元、高性能防爆路由器、高性能嵌入式主机及采集控制软件、主机监控软件构成。采用MEMS加速度芯片VS1002作为检波器芯体,利用其高灵敏度、宽频带响应等特点;主机监控软件完成对全波采集单元监控、管理及简单的数据处理功能;全波数据采集单元实现了三分量地震信号的数据拾取、转换、存储和数据输出;系统采用分布式控制方式,可实现系统的灵活组合与拆分,提高了采集信号的质量,增强了在煤矿中的适用范围。实验结果表明:与常规地震采集系统相比,本系统具有抗干扰力强,响应频带宽的特点,可在恶劣环境条件下捕捉到频带较宽的地震信号。      

准噶尔南缘山前二维多波勘探近地表影响因素分析

准噶尔盆地近地表对地震资料有显著的影响。在南缘四棵树凹陷高泉背斜部署的一条三分量采集的二维测线的对比中发现,转换横波剖面相比纵波剖面在测线的东段信噪比和能量明显降低。为了进一步分析验证近地表对多波多分量资料的影响,以实际的近地表模型和井资料建立正演模型,按照实际的观测系统进行了单炮的正演,通过对剖面和单炮的分析结合近地表结构调查,发现在东段由于奎屯河的冲刷沉积,低降速带厚度明显加厚,西域砾岩发育,这是造成多波资料能量、信噪比降低的主要因素,而且转换横波相比纵波更易受近地表吸收衰减的影响。     

复杂障碍物区三维地震观测系统多方位角变观设计技术及应用

村庄作为大型障碍区在地震数据采集施工过程中往往会成为整个工区的施工难点。为解决这些难点问题,对地震采集观测系统进行特殊观测系统设计是唯一有效的技术途径。项目的地震数据采集质量和采集成本与特殊观测系统的设计的优劣息息相关。这里使用基于贪心算法的特殊观测系统优化设计程序,在测试工区对大型村庄障碍区和浅层地震地质条件运用了不同测线方位角的交叠观测系统设计。在村庄等具备不同测线方位角的观测系统布设条件的大型障碍区,使用优化合理、经济适用的特观设计做出了初步尝试,为野外地震数据采集工作的降本增效提供了有利的技术支持。     

南方复杂山地碳酸盐岩出露区地震采集技术分析

在受山地和碳酸盐岩裸露双重复杂条件影响的南方地区开展地震勘探工作,采集的地震数据质量很难达到理想效果。基于对南方复杂地形山区的地震地质特征及勘探技术难点深入分析的基础上,对地震数据采集技术与方法进行了一系列的技术攻关和对比分析：(1)综合应用多种表层调查技术进行精细表层结构调查,建立相对准确的近地表结构模型和速度模型,求准静校正量,指导井位优选和井深设计。(2)采用动态观测系统,高陡构造成像方面采用长排列大炮检距,灰岩区采用加密炮观测系统,溶洞裂隙发育地区采用宽线观测系统;(3)针对复杂多变出露多地层岩性,改善激发接收条件,根据岩性变化优选炮点点位,尽量避开溶洞和厚层纯灰岩区。灰岩区采用双深井组合激发,每道至少要两串以上检波器面积大组合接收,检波器井下接收比地面接收效果好。采用以上技术方法,对采集的地震资料进行处理和分析,地震剖面和单炮记录品质有所改善,地震反射波能量及信噪比均有所提高。     

水下压电检波器在陆上地震采集的适用性探讨

在陆上地震资料采集中,遇到大面积的水库、泻湖、堰塘等水域地段时,采用陆上常规检波器已无法保证其接收效果,甚至无法埋置而导致大量的丢道现象发生.这里围绕水下压电检波器在宽水域水库、窄水域水沟中接收效果分析,并与陆上常规检波器20DX-10的接收效果进行对比,来探讨采用水下压电检波器在陆上地震资料采集中的适用范围和效果,为今后陆上地震资料采集在水域分布面积较广区域使用水下压电检波器接收提供一定的参考.     

济阳坳陷古潜山地震采集技术研究

济阳坳陷碳酸盐岩古潜山以前地震资料存在信噪比低、速度陷阱、分辨率低、施工过程中缺炮、空道、内幕反射品质差或无反射等问题。造成上述问题除了野外施工工艺、室内处理流程和参数的影响外,在采集参数方面主要影响因素有覆盖次数低、炮检距与方位角不均匀、面元太大等。针对济阳坳陷古潜山三维地震资料采集应以目标设计为指导思想,以基于模型分析的三维采集参数论证为主线,最终优化各种采集参数。建立了拱张褶皱型、断裂块断型和风化残丘型三个具有代表性的古潜山地质理论模型。使用先进的“绿山”地震采集观测系统设计软件,采用“块”来描述任意复杂地质模型结构,分别设计出各自的地震采集观测系统。以林樊家潜山为例,采用12线18炮束状新观测系统模拟单炮发射接收,对各主要目的层能追踪的地层信息比原始6线9炮束状观测系统采集的地震信息丰富,能准确反映地下构造形态与地质体的物理属性。     

典型山间盆地地震勘探采集方法探讨

我国西部广大地区多数盆地与周缘造山带之间均为高陡的构造山区。这些地区油气资源潜力大，但地震地质条件复杂，地震勘探资料采集困难。在本研究区中，采用了SN388地震仪、中密炸药激发、检波器组合并深埋检波器以及可变的观测系统参数，改进了施工方法。通过实验研究选取了合适的施工参数，获取比以往较好的地震剖面。     

倾斜检波器与地表双自由度耦合效应

煤田地震数据采集过程中，存在同一检波点位置重复插拔布设检波器的情况，检波器多次插拔布设存在倾角差异，导致检波器与地表耦合条件变化，影响地震数据采集质量。将检波器倾角参数引入检波器与地表耦合系统。从振动力学的角度推导倾斜检波器“双自由度耦合振动系统”，研究检波器倾角、检波器与地表相对阻尼系数、地表介质参数对耦合系统的影响，分析相同检波点位置重复布设检波器对地震数据采集的影响机理。研究结果表明，检波器倾角的增加将衰减检波器与地表耦合系统的幅频响应，提高耦合系统的谐振频率，说明本次倾斜检波器与地表耦合系统模型构建合理，结果可用于指导和规范地震数据采集工作。      

检波器数量对组合压噪能力的影响

根据组合压噪的有关理论,在其他因素不变的情况下,采用数量越多的检波器,组合压制干扰波的效果越好。这使得人们认为在施工中应该采用尽量多的检波器以提高资料的信噪比。但是通过分析组合中检波器数量对规则干扰波,随机干扰波以及耦合高频微震衰减的影响证明:在其他因素不变的情况下,线性等灵敏度组合增加到"γ_max+3"个检波器以后(其中γ_max=组合基距/最小干扰波视波长), 组合对于规则干扰波的衰减能力不再随着检波器数量的增加而显著提高。在组合基距确定的情况下,检波器数量越多,对随机干扰的衰减越明显(包括在组内距小于随机干扰相关半径的情况下);但是增加到一定数量后,衰减效果不再出现明显变化。检波器数量的多少对衰减耦合高频微震没有明显作用。同时指出,确定组合中合理的检波器数量要与组合的摆放形式相结合;组合图形不合理的情况下,增加检波器数量不会显著提高组合的压噪能力;灵敏度分布不合理,是导致组合压噪能力降低的重要原因。在线性等灵敏度组合的基础上,利用玫瑰图进行分析,可以确定工区面积组合(包括道间混波后)中使用的合理的检波器数量。     

煤矿采区地震勘探不同检波器接收试验与分析

地震勘探面临诸多挑战,地震成果的不确定性与多解性、短周期与高预期的矛盾、高生产率与低信噪比的矛盾等急待解决,其中开展宽频带采集已成为拓宽频带宽度、提高分辨能力的基础。全数字高密度三维地震勘探通过数字检波器单点接收,高密度采样的方式来实现地震勘探的宽方位角、小面元和高覆盖次数,因此,地震检波器作为野外数据采集过程中最为关键的采集前端设备,其性能的好坏及所采集的数据质量的优劣直接关系到后续的处理与解释等环节。为了对比数字检波器与模拟检波器的实际采集效果,并探讨在野外实际数据采集中数字与模拟检波器性能之间的不同,采用低、中、高不同固有频率的模拟检波器、单点数字检波器与室内数字检波器组合6种检波器进行接收试验,对不同类型检波器的地震记录进行频谱、信噪比等分析,发现数字检波器接收地震信号的频宽和信噪比优于模拟检波器,并且数字检波器室内组合之后频带宽度和信噪比均变大;在低、中、高固有频率的模拟检波器中,低频模拟检波器的频宽和信噪比效果好于中、高频模拟检波器;当高密度采集时,叠加达到一定次数时,剖面信噪比变化不大,因此,可以根据不同深度目的层信号选择合适的叠加次数。      

检波器组合对高分辨率地震勘探的影响

基于检波器组合各点为平面简谐波同相叠加的假设,地震勘探野外施工多将检波器组合作为压制噪音提高原始资料信噪比的一种主要手段,但实际野外地震地质因素难以满足假设条件,导致由多个检波器组合叠加的地震信号存在一定程度的畸变,进而影响到信号的振幅和频率。通过对组合基距及组内距的计算,论证了检波器组合对信号频率及振幅的影响程度。实际资料分析证明,检波器组合在噪音压制的同时也会损伤到有效信号,尤其高频信息成份;过大的检波器组合基距,不仅会降低原始资料信噪比,甚至还会降低原始资料频率。据此提出在高信噪比地区,采集地震数据宜采用较小检波器组合基距,以提高原始资料的分辨率。     

检波器尾锥与地表耦合阻尼研究

结合检波器与松散地表耦合的实际,设计了双自由度耦合模型,从理论上分析了检波器与地表耦合系统的特性,并结合野外实验定性地分析了在不同表土情况下,检波器尾锥与地表耦合系统中尾锥与地表之间的阻尼变化时对耦合系统特性及地震资料的影响,揭示了合理的选择检波器尾锥与地表之间的阻尼在地震信号采集中的意义。     

巨厚黄土地区煤田地震资料采集关键技术

巨厚黄土覆盖地区土层结构疏松,地震波速度低、吸收衰减严重、次生干扰发育,资料信噪比与分辨率极低,煤田地震勘探面临诸多难题,其核心是数据采集问题。提出了利用微测井约束的瑞雷波反演技术精细刻画浅表层黄土速度结构,合理选取激发层位;利用震/检联合大基距组合技术提高单炮信噪比、压制低速强规则干扰;采取低频检波器接收以适应厚黄土层中地震波传播的衰减特征;利用多线/长排列观测技术提高目的层段的有效覆盖等技术方案。实际应用表明,通过上述4项技术的集成应用,取得了良好的效果。      

贵州织金浅煤层地震勘探技术的实践与认识

贵州织金地区二叠系龙潭组煤层连片稳定分布、累计厚度大,为中高阶煤煤层气重点有利目标区;但主力煤层地震反射资料信噪比低、剖面成像效果差,制约了该区煤层气勘探开发工作。工区内灰岩大面积裸露、目的层埋藏浅是导致该区地震资料信噪比低的最主要因素。实践表明:基于数字盒子波调查的模拟检波器多道组合接收技术具有较好的噪声压制效果,基于煤层反射最大信噪比的岩性-井深-药量匹配激发技术提高了地震激发效率,宽线观测、小道距数字检波道组合技术是改善二维地震成像的有效方法,小道距、小线距、高炮密度及高横纵比的三维地震观测技术显著提升了煤层资料品质。该技术系列适用于山地灰岩出露地区浅煤层地震采集。      

鄂尔多斯盆地低信噪比复杂地区检波器组合方法分析

在鄂尔多斯盆地西北部,低信噪比复杂地区存在严重的随机干扰,这导致该区地震资料信噪比很低。在不提高覆盖次数情况下,针对该区造成地震资料信噪比低的严重随机干扰问题,开展检波器组合压制随机干扰的方法研究。研究了随机干扰对动静校正量准确求取的影响,检波器组合对干扰波的压制作用,组内高差和组合基距对地震采集资料高频的影响,对比分析检波器组内距对随机干扰的衰减效果。研究结果表明:在盆地低信噪比复杂地区,野外检波器组合重点压制严重的随机干扰波,提高地震资料信噪比;小于1 m的检波器组内高差对该区地震采集资料110 Hz以下高频成分影响有限,小于13 m组合基距对中、深目的层地震资料70 Hz以内频率影响有限;理论计算和试验资料综合确定的随机干扰半径为1.7~2.0 m,大于随机干扰半径的检波器组合内距能有效压制随机干扰波,其中组内距3 m比较稳定;以上参数确定的检波器组合接收方法压制随机干扰波后,所得到的地震单炮记录相比单点接收、高覆盖次数压制随机干扰波所得到的资料在70 Hz有限频带内更能提高信噪比、频率,而且成本相对低。该结果在鄂尔多斯盆地低信噪比复杂地区地震勘探野外采集中具有指导作用。      

槽波地震勘探仪器的发展现状

高性能槽波地震勘探仪器的研制能够有力推进槽波地震勘探方法在煤矿地质构造勘察等领域的有效应用。通过分析槽波地震勘探实例,对比国内外多款新型槽波地震仪采集站,结果表明:无线遥测式地震仪是槽波地震勘探仪器的主要发展方向;新型采集站都使用有Δ-Σ技术的24位AD转换器,前置增益都是多倍率。地震仪器采集站的性能满足槽波地震勘探需要,但是地震检波器的性能制约了槽波地震仪整机性能的提高。分析6种不同类型地震检波器的原理和性能,目前地震检波器主要是围绕提高灵敏度,拓宽频率响应范围和增强抗干扰能力3个方面进行研究。其中高性能压电式地震检波器在槽波地震勘探中有较好应用前景,进一步介绍了一种压电地震检波器芯体及测试结果。