组合检波时检波器的不同连接方式对检波性能的影响

在地震勘探中,组合检波对压制干扰波突山有效波有明显的效果。近一、二十年来,地震勘探尽管在野外施工技术、仪器和资料处理等方面有了飞速发展,但组合检波却不是越来越简单,而是越来越复杂了。其根本原因在于,组合检波仍然是提高讯噪比的主要手段之一。多次迭加代替不了组合检波。今后,在构造复杂,干扰严重地区的工作中,检波器的组合个数、组合形式将越来越复杂。这里有一个突出的问题:大量的检波器组合,检波器之间应该怎样连接?不同连接方式对检波器性能有什么影响?本文就这个问题提出一些肤浅的看法。     

起伏地表检波器组合响应

在地形条件复杂、干扰波发育的地区,检波器组合接收可以大大提高资料的信噪比。这种组合就是用多个检波器同时接收地震波作为一个地震道的输入,它主要是利用有效波和干扰波传播方向的不同来压制干扰波。根据检波器组合响应的基本原理,将传统的水平面上检波器组合理论推广到起伏地表条件下,主要讨论了起伏地表检波器面积组合的响应情况,并对比了检波器组合滤波后有效波和干扰波的响应。通过分析可知,在地表倾斜的地区,随着倾斜程度的增大,沿上倾方向传来的干扰波压制程度增大,沿下倾方向传来干扰波压制程度减小。用反演方法对检波器组内距进行了优化,在已知检波器组合方向特性的情况下,得到与之匹配的组内距。数值计算表明,检波器组合滤波后的地震资料,有效波的响应明显高于干扰波的响应,信噪比得到很大提高。     

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。      

浅谈瑞雷面波工程勘探的装置问题

文章简要介绍了瞬态瑞雷面波勘探的原理和开发的数据采集系统,探讨了对于坚硬路面及直立挡土墙,如何安放检波器,以及如何通过改变激震方式加大探测深度,实践证明合理地选择检波器装置及激震源,可拓宽面波勘探的应用领域,提高勘探效率.     

湘西碳酸岩山区页岩气地震勘探采集技术研究

湖南湘西碳酸盐岩山区不同时期灰岩出露,岩性变化较大,且受风化、淋滤、剥蚀作用,溶洞、裂缝十分发育,导致地震波能量衰减严重,且地震波传播路径和地震波场的复杂,地震原始资料信噪比较低。针对上述问题,采用单/双井微测井相结合的精细浅表层结构调查方法,结合药柱长度和爆炸理论计算出的爆炸半径,动态设计井深激发方式。通过室内模拟计算,研究低频检波器多串、线性等组合接收方式在区内压制面波、折射波、多次折射及侧面波等多波干扰的效果,最终选择2串24个检波器等灵敏度组合及小道距、高覆盖观测等关键采集技术。实践表明,该区选择的观测系统较好的克服了南方岩溶地区地震勘探信噪比低的问题,具有极强的推广价值。     

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。     

厚黄土区地震勘探数据采集试验

宁中煤田九龙川矿井,属陇东黄土高原,黄土厚深度达270m。为提高该区地震勘探资料质量,进行了数据采集试验:首先进行低降速带调查及微测井,确定该区速度分层及深度;然后根据潜水位深度及硬土层深度,分别进行了单井不同深度、单井不同药量、多井组合、组合井不同药量等激发方式的试验,以及不同频率的检波器及同一频率检波器组合接收方式的试验。最终确定了该区的数据采集参数为单井深度为12m、6井组合、药量2kg的激发方式及60Hz检波器3串2并组合接收方式。通过在该区的地震勘探数据采集参数试验,发现10Hz检波器组合接收的地震资料,叠加后的剖面分辨率在局部地段甚至优于60Hz,但60Hz检波器采集的数据整体信噪比较高。     

槽波用速度检波器高频谐振的研究

槽波测量用速度检波器常产生高频谐振,是由于横向激励引起的二次谐振所致。有极徊速度检波器芯体,增大速度检波器芯体阻尼等措施,可改善二次谐振的危害,经实际应用效果较好。     

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。     

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。      

槽波地震勘探震源和检波器的优化布置

槽波的赋存特性在一个地区的某个煤层是一定的，因而其探测效果的好坏往往取决于震源和检波器的布置。本文从激发（震源）和接收（检波器）两方面入手，探讨了大同保罗纪煤田槽波地震探测的优化布置。     

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。      

原位跨孔试验方法

跨孔测试技术是研究岩土动力特性的一种重要的原位试验方法。本文根据多年来的现场实践,详细阐述了在进行原位跨孔试验时,必须认真考虑震源和三分量检波器的选择、钻孔的数量与孔距,钻孔排列方式、钻孔垂直度测量、三分量检波器与钻孔之间的耦合等因素,文章还介绍了压缩波和剪切的识别和速度误差分析方法。     

基于总变分(TV)正则化约束的微地震井下速度模型校正

利用均匀细层速度模型代替声波测井模型作为初始速度模型,利用射孔信号数据对微地震井下监测速度模型进行校正,将不同检波器的P波走时差、S波走时差以及同一检波器的P/S波走时差作为观测数据,反演每层速度值。同时由于采用细层模型作为初始模型,未知数个数远远多于数据个数,采用总变分(total variation)正则化约束反演模型,以获得具有最少等效层位的反演模型。合成数据和真实数据测试显示,利用该方法获取的速度模型,能够对射孔信号和微地震事件进行良好地定位。     

高密度全数字检波器地震资料处理的关键技术研究

高密度数字检波器资料处理的目标是提高分辨率高与信噪比。针对分辨率与信噪比这一对矛盾,可通过多种手段在多域进行叠前去噪处理实现;依据数字检波器的单点采集方式,为降低野外组合对高频信号的衰减,采用室内组合技术,提高资料信噪比;对于单点高密度数字资料中的强面波干扰,则在十字排列域中使用三维锥形滤波法。通过对淮南某矿区的单点高密度数字资料处理的实例表明,采用上述技术得到的叠加剖面,与常规模拟检波器资料相比,具有更高的成像精度。     

山地二维三分量地震资料采集

新研制出的一种三分量检波器,尾锥不动,能方便地调节其方位角和水平角,可保证同一测线上的检波器各分量的极性和相位一致,检波器与地面耦合良好;三个分量之间的隔离度大于20dB,保证了道间无串音干扰。三个检波器串联组合,有利于地震信号接收。通过数值模拟拟定出地震测线布设方位和观测系统,在采集试验中开展波场调查、偏移距试验、不同覆盖次数对比,以确定出合理的观测系统和采集参数,在四川山地获得了高质量的三分量地震资料,形成了一套实用的陆上三分量地震资料采集技术。     

对检波器组合联结方式的一些看法

目前,在煤田地震勘探中检波器组合已获得广泛的应用,而且有许多文章对此进行过讨论,但是,不管在应用中还是在文章中,其讨论多半集中于如何利用组合检波的方向特性去压制规律干扰（如面波）,以及如何利用其统计效应去压制随机干扰,亦即,多半着眼于组合时检波器在地面的相对几何位置和关系。至于组合后检波器电气性能的变化却很少被重视,而当多个检波器组合时究竟以何种方式联结(串联、并联或是混联)才有利于获取地震资料,常常使施工人员感到困惑,当前虽也有人在刊物上谈到这点,但仍使得施工人员不够满意。本文也试图就此谈一些粗浅看法,以便引起有关方面的注意并供讨论。      

面波压制方法与道间距关系的数值分析

野外无检波器组合的采集方式使得面波的压制成为单点高密度地震数据处理的关键。F-K滤波、τ-p变换是两种常用的压制面波的方法,这两种方法压制面波的效果与道间距有关。对面波速度、频率、射线参数与道间距关系的数值分析发现,道间距越小,压制面波的效果越好;大道间距会产生假频而使得面波难以有效地滤除。这从另一侧面也证明这两种方法可以更好地压制高密度地震数据中的面波。      

海底电缆陆检噪音衰减方法及其在乌石地区的应用

海底电缆采集方式不同于传统的海洋托缆地震资料采集,检波器放在海底进行地震信号接收,一般是多分量检波器。检波器由于和海底的耦合性不好,一般信噪比较低,接收到的有效信号很弱,而地滚波和转换横波等噪音能量很强;其中转换横波对信号的干扰较大,也较难衰减。通过对乌石工区海底电缆资料进行统计分析,发现数据在共检波点域转换横波噪音相干性较好,于是在共检波点域使用τ-p变换方法将转换横波从数据中分离出来,分离转换横波后的陆检分量数据信噪比获得了极大的提高。     

垦东地区海陆过渡带地震采集技术应用

分析了垦东地区海陆过渡带勘探的难点,针对地震波激发和接收条件差、干扰波发育等特点,在海陆过渡带地震波的激发、接收以及测量等方面进行研究:优选了气枪震源和炸药震源激发参数;改进了检波器及检波器固定方法,从而提高了检波器与地表的耦合效果;对检波器进行实时定位监测。采用上述措施,提高了地震采集资料的信噪比和分辨率,顺利完成了该区的地震采集任务。