四川盆地地震采集检波器体耦合埋置技术

1.目的。随着四川盆地油气勘探目标向隐蔽性地质目标转移,对地震资料保真度和分辨率提出更高要求。地震检波器是油气地震勘探关键设备之一,直接关系到地震资料品质的优劣。理想条件下,检波器接收到的信号反映了表土真实的机械振动情况,但实际的地震波接收过程受检波器自身性能及检波器表土耦合问题的制约,会影响接收到的地震波动力学特征信号。因此,笔者基于外界噪声投射原理、检波器与表土耦合响应影响因子分析,提出了四川盆地地震采集检波器“体耦合”埋置技术。

检波器测试仪示值误差的测量不确定度评定

检波器测试仪是测量地震检波器直流电阻、阻尼系数、自然频率、灵敏度、失真度、绝缘电阻六项综合参数的石油物探专用计量仪器。为确保检波器测试仪测得值的准确可靠,本文按照JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》和SY/T 6639-2012《检波器测试仪校准方法》要求,对检波器测试仪自然频率示值误差的测量不确定度进行评定,且评定过程适用于其他五项参数,为研发和使用人员提供了参考。

顺变柱体式光纤微地震检波器研制及实验

为满足油气勘探开发微地震监测的需求,基于非平衡迈克尔逊干涉仪设计了一种新型弹性顺变柱体式光纤加速度微地震检波器,建立了检波器特征参数力学分析理论模型。通过与标准压电式光纤加速度检波器进行室内振动模拟对比测试,该新型光纤检波器的灵敏度> 40 dB、谐振频率>1.2 kHz,实验测试数据与理论模型计算结果具有很好的吻合度,结合水力压裂射孔信号现场探测效果,表明所研制的光纤检波器在探测油气勘探开发弱震级、高频微地震信号方面具备可行性。

动圈式检波器的频响测试分析

动圈式检波器是石油地震勘探中大量使用的振动传感部件,主要评价参数包括直流电阻、阻尼系数、自然频率、灵敏度及谐波失真度。由于检波器是工作在一定频带范围的传感器件,其动态频率特性对于地震数据采集质量更具现实意义。本文对SG-5和30DX-10两种型号检波器的幅频、相频特性进行了测试,分析了检波器参数性能与地震信号接收效果的内在联系,对于科学认知和评判检波器品质具有一定帮助。

SNT-200检波器测试仪

检波器测试仪是一种用于检波器直流电阻、自然频率、阻尼系数、灵敏度、失真度、极性等关键指标检测的物探专用计量仪器,其性能优劣直接影响地震采集数据的准确性。本文主要介绍了SNT-200这一新型检波器测试仪的设计原理、硬件组成、系统菜单;并通过与国内外多种型号检波器测试仪的技术指标、物理参数及测试性能进行对比,表明SNT-200检波器测试仪是检波器生产制造及野外检波器串参数测试的有效仪器。

检波器尾锥结构对地震采集信号的影响

本文从降低地震勘探中表层低速带对高频信号的吸收衰减、增强检波器与地表的耦合入手，对检波器尾锥结构进行改进，即增加检波器尾锥长度，从而提高检波器接收有效信号的能力，有利于高频信号的采集和保真。本文首次对长尾锥检波器的实际接收机制进行分析，并从理论上进行推导，指出增加检波器尾锥长度可引起叠加效应。通过对检波器尾锥频率特性曲线的理论推导，认为叠加效应对高频信号的压制程度与尾锥长度、表层传播速度和尾锥材料的传播速度有关，而且叠加效应对拓展检波器的有效接收频带、保护高频信号是极其不利的。通过试验表明，要想获得宽频带的地震信息，检波器尾锥也不能做得太长，应根据不同的表层条件，选择合理的尾锥长度。

地震勘探采集中尾锥因素对检波器耦合系统的影响

介绍了检波器耦合的叠加效应和耦合谐振模型,为提高对耦合系统的描述精度,提出了检波器耦合系统的二自由度模型。设计了一系列包括实验室测试及室外测试的试验,测试尾锥在不同长度、质量、材料、土壤等情况下检波器的频率响应特性。测试结果验证了叠加效应模型,部分支持二自由度模型,试验结果没有验证耦合谐振模型。新模型和试验结果有助于改善检波器耦合系统,进而提高地震勘探数据采集的精度。

海洋石油勘探水听器二次定位新方法研究

提出了海洋石油勘探中水听器二次定位的一种新方法,该方法使用1.5 kHz频段的低频声纳取代现有初至波定位系统的气枪来提高二次定位的精度。给出了新方法的系统组成及工作原理,对比了新方法与现有的水听器二次定位初至波方法及声波定位方法的优缺点,并通过计算机仿真、实验室测试证实了该方法的可行性。结果表明,新方法定位精度高,操作简单,便于维护。

斜井VSP三分量检波器定向方法

在进行VSP三分量资料采集时,检波器垂直分量的方向一般为铅垂向下,而检波器水平分量的方向一般是随机的,通常利用两个水平分量来计算水平分量方位角和实现水平分量旋转。在斜井中进行VSP三分量资料采集时,如果检波器垂直分量方向沿着井轨迹方向,要获得地震记录的垂直分量、径向分量和切向分量,必须对三个分量进行坐标旋转,此时计算检波器水平分量方位角也需要利用三个分量。本文首先推导出了斜井三分量检波器坐标系与旋转后坐标系之间的关系,得到了斜井VSP三分量旋转公式;然后给出了斜井零井源距、非零井源距VSP检波器水平分量方位角计算方法;最后针对实际斜井零井源距VSP资料和斜井三维VSP资料,计算了检波器水平分量方位角,并进行了三分量旋转定向,结果表明了文中方法的有效性。

涡流检波器动特性的研究

综合考虑检波器磁路系统中外壳磁靴等部件的电磁感应对固定线圈感应电流的影响 ,建立了涡流地震检波器的七参数机电磁动力学模型 ,分析了参数的影响范围 ,并与四参数模型进行了对比 .理论分析及测试结果表明 ,外壳磁靴系统的附加耦合效应主要影响检波器在中高频段的频率特性 ,因此七参数模型能够较四参数模型更为准确地描述检波器的中高频段频率特性 .研究结果可为检波器的特性研究。

利用三分量微测井技术调查表层纵、横波速度

为了给多波多分量地震勘探提供准确的近地表纵横波速度和厚度模型,在中国江苏省东北部N地区的大陆科学钻探井区采用三种不同的观测方法进行了三分量微测井近地表调查:①地面炸药激发,井中三分量检波器接收;②地面重锤横向锤击枕木激发,井中三分量检波器接收;③井中炸药激发,地面τ值检波器、地面三分量检波器和VSP子波三分量检波器同时接收。本文详细描述了在这三种不同观测方法下三分量微测井资料的采集、装备和数据处理方法,并得出以下认识:在地面炸药激发的垂直分量中可拾取可靠的纵波初至,但利用水平分量很难准确地拾取横波波至;地面重锤横向敲击枕木激发的水平分量的SH型横波数据信噪比较高,其垂直分量纵波初至的信噪比不高;在井下激发、地表接收的垂直分量中可拾取可靠的纵波初至,在水平分量中也可以观测到横波波至,但横波波至前、后的同相轴有多组,难以辨认真正的横波,但是利用水平分量的波形特征或动力学特征,能够识别横波速度分层的深度位置。通过对工区微测井资料解释,获得了纵横波静校正所需的较精确的表层信息,并对今后三分量微测井所用装备和采用的观测方法提出了一些建议。

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。

全光纤加速度传感技术的研究

证明了光纤适合对加速度场的感知 ,研究了干涉型全光纤加速度地震检波器 ,得出光纤的应力应变和被测信号加速度之间的关系 ,综合考虑全光纤加速度地震检波器灵敏度和频带的要求设计了变化光纤的长度和质量块的大小和形状。采用交流相位跟踪零差检测的方法 ,使振动信号以电的形式得以真实地再现。研制的全光纤加速度地震检波器样机 ,具有抗电磁干扰、测量频谱范围宽 ,检测灵敏度高等优点 ,且输出信号与待测信号波形一致性好。用压电陶瓷同时完成了相位调制与误差补偿 ;利用干涉端面镀膜技术提高了反射光能量 ;采用双横向限制簧片有效地限制了质量块的横向振动。

涡流检波器特性测量与参数识别

新型涡流检波器已在地质、石油、煤炭人工地震勘探中采用。本文将最新的振动试验方法、数据处理技术及模态参数识别应用到检波器特性参数的确定中。论述它的有效优化方法,并首次将它应用到传感器的标定技术中,做到快速准确测定它的参数值,为检波器的生产、使用提供技术保证,亦为涡流检波器参数综合测试仪研制提供理论基础。

超低功耗手持式检波器测试仪

设计了手持式检波器测试仪,选取超低功耗的16位单片机MSP430系列为主控MCU,模拟部分硬件采用最新设计思路的低压供电,软件采用低功耗的智能处理策略,以实现超长待机。

最小二乘法估计地震检波器的参数

采用最小二乘法结合理论－实验二次建模对地震检波器的参数进行了估计。

地震检波器的性能与精确地震勘探

本文讨论了 (1)检波器的自然频率、寄生频率与平静工作带宽的关系 ;(2 )寄生频率与记录系统中防假频滤波器的关系 ;(3)在野外实验中由寄生频率引起的谐振对地震记录的影响 ;(4 )检波器的灵敏度、输出电阻与记录系统输入阻抗的关系 ;(5)检波器相—频特性的重要性等这些不应被忽视的问题。说明了检波器的性能在精确勘探中的重要性。

地面运动目标震动信号的时频滤波检测

针对人员、车辆等地面目标运动时产生的地震动信号 ,通过典型时频分析方法STFT研究其时频分布特性 ,进而应用修改的复数卷积时变滤波方法进行信号检测 ,使信号信噪比得以提高 。

二极管式微波功率检波器的温度补偿技术

针对二极管式功率检波器的检波特性随温度变化的具体特点,介绍实用温度补偿技术,即根据二极管检波温度误差的特征模型,将三维曲面离散为二维曲线,然后利用曲线拟合技术产生温度补偿多项式。该项技术已经成功应用到一些测量仪器的补偿与校准中,能够满足精确测量的需要。

基于COMSOL的电化学地震检波器频率特性数值仿真模型

提出了一种可以精确求解电化学地震检波器传递函数的数值仿真模型,并首次采用流固耦合物理场来将外界振动与内部电解质溶液的运动形态联系在一起。通过规范的实验方法,对涉及到的部分仿真参数进行实际测试,使得仿真模型与实际情况更加吻合,仿真结果中的幅频响应曲线与实测结果相关度达到了0. 97。基于该模型,讨论了电极上小孔个数对设备幅频响应曲线的影响,通过优化小孔个数,最终在未施加反馈的情况下,将工作带宽扩展至0. 14～100 Hz。