单点单检波器地震勘探技术

・方法研究・单点单检波器地震勘探技术董世泰1　高红霞2(1.中国石油勘探开发研究院　北京)　(2.西安石油勘探仪器总厂　陕西西安)摘 要:以往大量使用的地震检波器野外组合,理论上对野外噪音有压制作用,但野外应用受各种因素影响,压制效果并不令人满意,特别是由于检波器本身的误差、近地表的不一致性等因素,野外组合反而污染了地震数据。

采用单点单检波器接收,室内进行数字组合,能有效地消除规则干扰和其它噪音,提高动态范围和数据保真度。

关键词:单点地震;室内组合;压噪;高保真数据;超万道仪器中图法分类号:P631.4+22 文献标识码:B 文章编号:100429134(2005)022*******0　引　言地震勘探在采集过程中使用炮点和检波点组合方式压制干扰已经有较长的历史了。

从理论上讲,适当的组合可以滤除不想要的噪音,然而,实际操作时理论性的组合比较难适应野外噪音的变化,并对组合当中的每个检波器产生了误差。

地面耦合的不一致性和组内静校正的误差污染了地震数据。

总之,组合形式越复杂,波场的采样误差就越大,因此野外布排时就需要特别仔细,同时在大道数作业时仍使用组合增加了野外成本[1、2]。

另外地层是各向异性的,最佳的野外采集方式及组合模式在探区内应该是变化的,单检波器接收使得想要的组合形式可以在资料处理中心来构建,可以省略采集过程中的大量试验炮,也避免了大工区采用一种固定组合模式带来的压制变化噪音的问题。

在室内使用组合,把每个单个检波器输出的信号组合叠加到一起,资料忠实于采集,在单检波器技术或者在采集时使用点组合形式下,从每个单独的检波器接收到的信号单独记录,这种方法具有明显优势[3]。

1　单点单检波器技术的主要优势(1)在地形不规则或者地面植被茂密、地面耦合不一致的情况下,导入了随机噪音,单点接收可以避开耦合不好的地方。

(2)每个检波器具有不同的灵敏度、自然频率,相互之间的误差一般大于±2%。

单个检波器由于公差所造成的误差在资料处理中心组合时得到编辑和补偿。

(3)工区中存在近地表的问题,引起了大组合产生的静校正问题,同时也使得信号产生了变形,在单检波器技术中,静校正可以实施给每个检波器,然后再间接实施给组合。

(4)总噪音可以由可消除的每个独立噪音来控制。

在单检波器上消除噪音以后再组合叠加,可以更有效的消除噪音。

(5)大组合在测试检波器的好坏时也比较困难,小组合的检波器比较容易布设,也比较容易测试。

这项技术,需要地震数据采集系统具有经济的和高效的特点,能够处理大地震道数,增加勘探区空间采样率,消除采集足印,提高地震数据质量。

近期推出的Vibtech 公司的it 系统是为了满足这种数据采集方式而开发的仪器,由于其低重量、低野外操作成本、大数据接收道数而弥补了技术上的空白[4、5]。

作为地震勘探新技术,必将带来地震勘探从采集、处理到解释方法的革新,也将为石油勘探、煤炭勘探等领域带来全新的勘探理念和高品质的地震地质数据。

2　单点单检波器地震勘探技术概述传统的地震勘探在野外采用大道数检波器组合以压制野外的相干规则噪音,这种方法在过去的几十年中,在提高信噪比、提高信号的幅度等方面起到了积极　第一作者简介:董世泰,男,1965年生,博士,高级工程师,1989年毕业于石油大学(华东)地球物理勘探专业,现在中国石油勘探开发研究院从事物探装备研究工作。

邮编:100083・66・ 石　油　仪　器PETROLEUM INSTRUMENTS 2005年04月　的作用,但是,这种方法众所周知带来了地震勘探频率的损失、增加了地震波的失真度。

野外组合压制了噪音的同时也压制了有效信号,也使得地震频率下降,同时组合降低了信号的动态范围。

单点单检波器地震勘探技术就是在野外,按照以往的组合形式布设独立单个检波器,相互之间不用缆线联接,每个检波器的数据独立的输入到地震采集站的地震通道中,独立记录。

地震数据在资料处理中心由资料处理员经过分析,根据不同点的噪音发育情况确定不同的组合形式,或组合、或不组合、或小组合、或大组合,以压制这个物理点的噪音,这种组合方式称之为数字组合方式。

单点接收示意图如图1所示。

图1　单点接收示意图单检波器方法在地震资料的改善、地震勘探质量的改善等方面具有独特的优势,早在1973年有人就提出了这种思路,由于野外采集仪器技术的限制,直到2000年,随着大道数地震仪器的发展和问世,此方法的实施才变为可能,通过大量的野外试验,其优势体现的十分突出。

3　单点单检波器地震勘探的特点3.1　波数响应单点接收对噪音波场具有充分地采样,与波数响应相对应的期望的时间和频率可以在测量到的波场上被有效利用。

采样和去假频滤波是时间域数字记录的常规技术,使用单点接收将基本采样定律扩展到了空间域,恰当的单点接收数据体预处理使得数据按组合模式输出,排除了假频噪音[6]。

单点接收也能够校正由于虚假振幅变化和沿组合方向的静校正差所造成的影响,因为单点接收到的信号是独立的。

3.2　输出采样及采样密度如果具备所有单点数据体,处理中的组合模式可以是多样的,根据地表不同特征构建不同的组合模式。

与时间采样相比,初始的空间采样间隔的提高受成本和操作效益限制,但是野外单点接收的数目要考虑利于相干噪音的衰减,当使用面积组合时,空间采样率一定要满足平面两维的需要。

图2是以6.25m 道距接收到的野外原始记录,从图2看,信号成分很丰富,但是像面波等干扰十分发图2　野外原始记录与室内组合后的记录对比育。

经过室内数字组合以后,看到在单炮记录上面波等干扰已经基本滤除掉了,有效信号更加突出了,单炮记录具有良好的信噪比[7]。

3.3　组合形式及采集足迹采集和处理中,数据体随组合形式而减小,组合不同于直接叠加,影响是多方面的,专门的处理软件可根据实际情况实现不同形式的组合。

引起采集足迹的一个主要原因就是空间采样率不足,而空间采样率不足是由于野外地震道数受限制,野外线距和道距过大所引起的。

单检波器接收时最小道距可达到5m ,提高了空间采样率,有效消除了采集足迹现象。

3.4　数据高分辨率和高保真度・76・　2005年　第19卷　第2期 董世泰等:单点单检波器地震勘探技术从不同道距所采集的数据频谱分析看,小道距具有相对比较高的频谱。

小道距在提高分辨率等方面具有独特的优势。

单检波器接收也消除了由于地形的变化、或者是由于近地表速度的变化所造成的具有几毫秒甚至更大的旅行时差异的组内地震道的叠加所造成的地震信号的畸变、地震属性的失真、和质量的下降。

也消除了不规则的地震检波器耦合、地震检波器公差所造成的地震信号的畸变、地震属性失真及地震质量的下降[8]。

单点接收技术由于消除了地震道野外所存在的误差差异,有利于野外静校正的实施。

单点单检波器接收为高分辨率地震勘探、岩性地震勘探指出了一条光明的道路,这种方法的实施,改善了地震勘探在山地、近地表变化剧烈的城市、工业区等地区的应用效果。

是地震勘探技术革命性的发展,为储层描述、地震属性分析、地震参数提取等提供了高质量数据。

4　与之适应的设备和软件以2000道接收计算,如果每道采用12个检波器组合,则需要24000道实时接收的仪器,如果加50%的滚动道,则这个小队需要36000道仪器。

所以万道以上的地震仪器是实施单检波器地震勘探的技术保证。

野外成本是制约这项技术发展的另外一个因素,灵活的、轻便的、简单易用的地震数据采集系统是实施这项技术的经济保证。

现有的地震数据处理软件即可满足单点单检波器的室内数字组合分析。

由英国Vibtech 公司开发的it 系统是一套蜂窝地震数据采集系统,具有几万道的带道能力,使得用户能够真正获得3D 勘探的空间对称采样率,在in -line 和cross -line 方向上波场采样率是相等的。

it 蜂窝地震数据采集系统的问世,保证了这种方法的实施,它具有几万道甚至几十万道的地震能力而不增加野外操作成本,无线作业方式使得系统可以自由作业在任何工区,蜂窝形数据传输模式,带来了如同无线手机一样的便利和自由度[9、10]。

斯伦贝谢公司也开发了适合单点单检波器地震勘探的Q -Land 系统,这是一套有线作业方式的万道仪器,在中东等地已经实施了单点采集,取得了良好的效果。

斯伦贝谢公司还在海上开展了大量的单点单检波器接收的Q -Marine 地震勘探,取得了良好的效果。

5　结束语单点单检波器地震勘探技术随着勘探设备的发展正在飞速发展,勘探界普遍对此方法提出了应用要求,国外已经在墨西哥湾、中东等地进行了大量的试验性研究,获得了良好的高信噪比数据。

我国复杂多变的近地表条件,正需要这种技术来避免近地表对组合带来的影响,东方公司等单位已经在西部实施了大量的称之为高密度采集的单点单检波器地震勘探[11、12],将原野外多道组合分解成小组合或单点接收,在计算中心实施数字组合,对克服高差的影响、近地表速度的影响等起点了积极的作用,获得了比较高信噪比的数据,为西部复杂地表条件下的地震勘探探索了一条新路。

此方法是解决岩性勘探、复杂地区勘探值得探索和尝试的方法。

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,2005,19(2):63～65The larger acoustic power of the acoustic logging tool is ,the larger amplitudes of waveforms of acoustic logging are ,and the higher quality of acoustic data is.The most effective emittance is most important technical way to improve the a 2coustic logging tool.With the help of measured impedance or conductance data of the transducer ,the coupling of trans 2mitted circuit and transducer can be studied.The paper gives an experimental result.I f a series excitation coil is used in the transmitted circuit ,the amplitude of acoustic wave will increase.This influence is analysed by the phasor model.A calculating example displays that the voltage on the transducer larger than the source as the couple is well.K ey Words :acoustic logging ,transducer ,coupling ,conductance circularityDong Shitai and G ao Hongxia.Seismic exploration technology of single point with one geoghone.PI ,2005,19(2):66～68Traditional field grouping arrangement of the geophone can theoretically suppress noises.But due to the attenuation error of the geophone itself and near -surface inconsistency ,seismic data quality is reversely influenced by the grouping arrangement of the ing seismic exploration technology of single point with one geophone can effectively e 2liminate regular interferences and anomaly noises ,and enhance the dynamic range and data fidelity.K ey Words :single seismic exploration ,data indoor digital array ,noise suppression ,high data fidelity ,over ten -thousand -trace seismographShao Dongliang ,Zhu Jintang and Kong Wei.Research on the test method of liquid micro flo wrate.PI ,2005,19(2):69～70,72Liquid micro flowrate test is an important work must be done in petroleum and geology.There are some problems in exisiting test methods.The paper analyzes the exisiting test methods such as electronic balance ,metering pump and man 2ual test ,and puts forward a new method based on the percolation theory.The new method is to use a capillary and high accuracy differential -pressure transducer to test the liquid micro flowrate ,and with good result.K ey Words :micro flow rate ,test ,capillary ,percolation ,difference pressure ,flow meterWang Jinqi and B ai Linhai.Analysis on influence factor of the turbine flo wmeter in multiphase flo w measure 2ment.PI ,2005,19(2):71～72The principle and dynamic characteristics of the turbine flowmeter are expounded ,and the multiphase flow measur 2ing model of the turbine flowmeter is estabilished.Experimental examination is done in the multiphase flow simulative e 2quipment.The experimental result is that the consistency of liquid is the influence factor of the turbine flowmeter in mea 2surement of multiphase flow ,and influence law was discussed.K ey Words :turbine flowmeter ,multiphase flow ,influence factorLv Xiao wei and Li Tong.Influence of the linearity of directional drilling inclinometers on measurement accura 2cy.PI ,2005,19(2):73～74As regards to a problem that the linearity of directional drilling inclinometers affects measuring accuracy ,the paper analyzes the problem from error basic theory to practical testing and gets change regularity of measurement error ,and quotes sine and cosine function correct error.Otherwise optimum combination of instrument ’s nipple may be gained if conditions allow ,and make the error as possible as reduction.K ey Words :linearity ,error ,central axis ,measuring accuracy ,rotary test ,deviation angle ,azimuth angle・Ⅳ・ PETROL EUM INSTRUMENTS Apr.2005。