单点数字检波器地震资料特点及处理对策

数字检波器单点采集的地震资料具有高分辨率、低信噪比等特点,针对分辨率、信噪比这一对矛盾,基于数字检波器的基本原理,本文提出了在多域、多次应用多种提高分辨率与信噪比方法进行迭代处理,既能提高资料的分辨率,又能提高信噪比,做到了高分辨率与高信噪比的最佳结合,得到以下认识:①数字检波器资料由于频带宽、频率动态范围变化大,在提高分辨率的同时频带进一步拓宽,会伴生许多高、低频噪声,使信噪比明显降低,因此需要在提高分辨率的同时利用多种去噪手段压制噪声;②利用炮域地表一致性反褶积、CMP域统计子波反褶积、优选炮检距叠加+叠后预测反褶积+反Q滤波等方法,可有效地提高资料的分辨率,但同时也在一定程度上降低了信噪比;③利用在炮域压制面波与异常噪声,在CMP域压制高频噪声,叠后压制随机噪声与高频噪声,小面元资料的道组合技术组合叠加等去噪技术,可有效地提高资料的信噪比。利用文中方法完成了垦71地区数字检波器三分量资料处理工作,最终处理结果的同相轴形态清晰、相干性好、对比性好、可解释性强,信噪比和分辨率都得到了提高。

数字检波器在地震勘探中的应用效果

随着地震勘探精度的要求和发展,对地震仪器和检波器的要求也不断提高,只有接收到来自地下的有效反射信号,尤其是深层的高频弱反射信号,才能通过室内处理达到提高勘探精度的目的。数字检波器具有直接输出数字、高保真矢量场、感应器倾斜校正等特点,其动态范围与目前最先进的地震仪器相匹配,对来自地下的地震波没有改造,真实地记录了地震波的特性。针对数字检波器的特性进行了系统试验,通过试验效果分析认为:在信噪比方面,单个数字检波器与单个普通检波器无明显的差别,但单个数字检波器的信噪比明显低于多个普通检波器组合的信噪比;在能量方面,单个数字检波器的能量相当于多个普通检波器组合的能量;在频率方面,教字检波器比普通检波器的频带宽,可以预测,数字检波器将广泛地应用于高分辨率地震勘探中。

地震采集技术新进展

通过大量的文献调研,系统地总结了地震采集的最新进展。这里扼要介绍了照明度分析采集设计的核心思想,说明了Teepee技术,同时给出了观测系统优化和宽方位采集技术的新进展。对于其中的激发、接收部分,则主要介绍了几项实用技术。针对地震仪器的发展过程以及应用现状,重点介绍了基于MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)的数字检波器的基本原理、性能指标和优缺点,最后对地震采集技术的发展前景进行了展望。

基于微机电系统的数字检波器及其应用

介绍了基于微机电系统(MEMS)的数字检波器性能,并将其与模拟检波器进行了对比分析。MEMS数字检波器的振幅和频率响应较为理想,动态范围宽,且体积小,重量轻,采用全数字传送;而模拟检波器由于是采用组合方式来压制环境噪声和相干噪声,因此使得高频信号损失,分辨率下降,且体积大,埋置和收放困难,工效低。通过对常规10 Hz检波器和MEMS数字检波器的振幅响应、相位响应、谐波畸变的对比,讨论了数字检波器的优越性。在中原油田进行了数字检波器(单个)和模拟检波器(12个组合)的野外采集试验,结果表明, MEMS数字检波器采集的记录在浅层有较高的分辨率。最后介绍了国内MEMS数字检波器的研制现状。

辽河青龙台地区高密度全数字三维地震采集技术及效果

辽河油田逐步进入高成熟勘探开发阶段,常规地震勘探难以满足对微构造、小断层、小断块、薄储层等研究的需要,对地震资料的信噪比、分辨率和保真度等提出了更高的要求。为了满足老油田评价开发的需要,2014年辽河油田在青龙台地区进行高密度全数字三维地震采集攻关。经过试验攻关,形成了小面元、高覆盖、宽方位、炸药震源与可控震源结合激发、单点数字检波器接收、低噪声接收的高密度全数字三维地震采集技术。新获取地震资料较老资料品质有明显提高,单炮资料频带比老资料拓宽21~25Hz,现场叠加剖面频带比老资料拓宽12~14Hz。为青龙台地区提供了较好的地震资料,并取得较好的评价开发效果,为以后全数字三维地震采集工作积累了经验。

鄂尔多斯盆地黄土山地全数字地震勘探技术攻关与效果

近几年来针对鄂尔多斯盆地东部较薄黄土山地地区地貌特征,因地制宜开展了地震勘探,采用了沟中弯线和黄土山地直测线地震勘探技术,取得了一定的勘探效果。为了更进一步刻画砂体分布,预测有效储层,落实有效的岩性地层圈闭,2007年和2008年在鄂尔多斯盆地东部黄土山区开展了全数字地震攻关试验。一是以小道距、长排列、高密度、高覆盖、数字检波器单点接收的地震采集技术;二是以高保真、高信噪比、保持动力学特征的地震数据处理技术;三是以高精度地层层序为指导,叠前、叠后地震属性分析与储层预测技术。3项技术的有机结合提高了储层预测的精度,为盆地东部天然气勘探开发提供了技术保障。

基于微机电系统的数字检波器研制和性能分析

对微机电系统(MEMS)数字检波器的结构和性能进行了简要介绍,对MEMS数字检波器的室内检测系统的组成、标定和测量方法等方面进行了描述。在江苏油田进行了MEMS数字检波器野外试验,以测试MEMS传感器的性能。试验结果表明,用MEMS数字检波器采集的资料,浅层的信噪比、分辨率和波组特征比传统检波器的要好,深层能量较弱;在室内进行了三分量MEMS数字检波器和超级检波器的对比试验,结果表明,数字检波器的频率响应要优于超级检波器,阻尼低于超级检波器;在四川达州进行的三分量MEMS数字检波器野外试验表明,三分量MEMS数字检波器的灵敏度较低,不能分辨深层弱信号;在山东煤田的试验中,三分量MEMS数字检波器的灵敏度提高了3倍,记录的总体面貌没有很大改观,但检波器对小于10Hz的面波信号有响应。

三分量数字检波器在东濮凹陷的采集效果分析

数字检波器较之模拟检波器有更好的振幅和频率响应特征,更大的动态范围,更强的抗干扰能力。为了充分了解三分量数字检波器的性能和采集效果,在东濮凹陷马厂地区进行了多波地震勘探试验。采用MEMS三分量数字检波器采集了3条二维地震测线数据,同时在数字检波器相同的位置用12个一组的模拟检波器采集了1条二维地震测线数据。对两种检波器单炮记录进行了对比分析,结果表明数字检波器的Z分量单炮记录比模拟检波器具有更高的分辨率和信噪比；X分量和Y分量浅、中层的信噪比高,背景清楚。对两种检波器的叠加剖面进行了对比分析,结果表明数字检波器Z分量的叠加效果更好,剖面的分辨率和信噪比更高；X分量和Y分量的叠加剖面对地层尖灭、不整合和微幅度构造等地质特征反映清晰。对三分量数据进行了振幅比和泊松比分析,低异常区与钻井揭示的油气显示有很好的对应关系。

一种多功能全数字MEMS三分量检波器设计

针对复杂条件下多波地震勘探施工的适应能力及设备的抗干扰问题,设计了一种以MEMS传感器组为核心的多功能全数字三分量检波器。以高性能低功耗的STM32F4为控制中心,集成三分量MEMS加速度传感器、电子罗盘、陀螺仪、倾角传感器等组成多功能检波器,设计多路可配置信号调理模块,提高系统动态范围及带宽,配合软并行采集技术构成可扩展裁剪的分级式全数字三分量检波器,并对外提供IP地址自适应的高速RS485传输通信接口,实测检波器动态范围达120 d B以上,A/D有效分辨率达20位以上,噪声水平小于8μV。检波器已经应用于数字VSP系统,野外试验显示设计的检波器具有较高的分辨率和一致性。

新型本安分布式矿井三分量地震仪的研制

为适应矿井地震勘探的新技术的需要,研制一种新型本安分布式矿井三分量地震数据采集系统,该地震仪由便携式控制主机和多个数字三分量检波器构成,其中控制主机采用高性能32位嵌入式微处理器芯片PXA270,通过配套开发的软件,实现了对数字检波器的监控管理及一定的适时数据处理功能;数字检波器内部带有基于单片机的高性能地震数据采集电路,可实现三分量地震信号的数据采集和数字化输出。系统采用分布式控制方式,通过RS-485总线构成的网络进行信息传递,具有抗干扰性强、道组合方便灵活等特点,并具本质安全性,可以用于煤矿井下或其他爆炸性气体环境进行高精度三分量地震数据采集。

地震数据采集无线同步技术研究

针对地震勘探中时间同步问题和其他数据采集领域的采集同步问题,设计并完善基于GPS授时技术的同步技术方案,利用GPS授时信号全方位、实时性、连续性和高精度的特点,以GPS的PPS信号为基准来校准本地时钟,采用单片机和无线通信技术实现数据采集同步。通过对无线遥测各道地震数据进行同步处理,解决了当地震勘探仪采集的道数增多时数据采集和存储的实时性问题,特别是解决了未来数字式检波器中独立同步和分时处理等关键问题。

检波器反褶积对低频信息的补偿作用

动圈式模拟检波器接收到的数据在自然频率以下的低频成分被大幅度衰减,这种相当于物理滤波的低频衰减可用传递函数做数学描述。从确定型号检波器的特性参数(如自然频率、阻尼、灵敏度等),易得检波器系统的传递函数(频率效应),再通过"检波器反褶积"补偿此低频衰减。该补偿会受到检波器允差和"非检波器振动系统输出噪声"两因素的影响。研究表明:对于目前广泛采用的10Hz自然频率动圈式模拟检波器(如20DX),在当前地震勘探背景(多次覆盖、强噪声、耦合条件差异大且极弱信号识别能力有限)下,上述两个因素对反褶积效果(表现为信噪比)影响较小;通过检波器反褶积可将动圈式检波器损失的低频数据恢复到与MEMS数字检波器(无低频衰减)相当的水平;对所有通过模拟检波器采集的以往地震数据(现场施加低截滤波的除外)做检波器反褶积,可提高采集数据中低频分量的占比,为后续处理、解释提供更宽频的高质量基础数据。

基于DDS的地震检波器测试仪信号源设计

为了解决传统测试仪信号源产生的交流激励信号频率控制不便、输出离散点多时频率范围受限的问题,并实现检波器各项性能参数的检测,研制了新型的检波器测试仪信号源。通过对测试仪信号源进行具体的分析,给出了详细电路图。信号源是由MSP430单片机和直接频率合成器（DDS）芯片AD9833构成的,通过串行接口编程设定。与现有的测试仪信号源相比,该信号源转换时间快,频率稳定度良好;周期离散点多;每周期输出4 096个点时频率范围可达1~100 Hz以上;信号失真度可达到0.1%以下,能够满足检波器测试仪的激励信号要求。

多分量地震勘探技术在大庆探区的应用

文中利用兴城地区的纵波资料、测井资料设计地质模型,进行了多分量地震数据正演工作,并根据纵波、转换波产生的机理,通过优选观测系统及施工参数进行了现场试验,获取了较高质量的多分量地震勘探数据;通过对转换波资料进行水平分量负炮检距反转、转换波共转换点道集叠加、速度分析、动校正等处理,获得了波场信息较丰富、层间波组特征明显的多分量处理数据;利用“制作合成地震记录→波型识别与层位对比→时间压缩→计算属性剖面”的解释思路,获得了与钻探结果相吻合的解释成果。

煤田数字高密度地震勘探的应用效果探析

以2007年丁集煤矿数字高密度三维地震试验为例,讨论了数字检波器的技术特点及利用数字检波器进行高密度地震勘探的应用方法。在煤田勘探中采用数字检波器单点高密度采集,提高了空间采样率,有效避免空间假频的出现;同时干扰波无假频采样有利于后期信噪分离处理,提高干扰波压制效果。丁集煤田完成的多块数字高密度地震勘探的效果表明:采用单点数字检波器进行高密度地震勘探有利于提高地震资料的保真度和分辨率,有利于煤田小断层、陷落柱和微幅构造的识别和成像,从而降低潜在安全风险,保障煤田的生产安全和提高生产效益。

地震检波器发展初探

地震检波器是一种将机械振动转换为电信号的专用传感器。文章介绍了数字检波器和光栅检波器的原理及特点,并且从模拟和数字两个领域对模拟和数字检波器的结构和性能做了比较,同时对检波器选用的基本原则进行了介绍。

数字检波器与模拟检波器采集效果对比

传统模拟检波器具有频带窄、动态范围小、灵敏度低、一致性差等缺陷,严重制约了高分辨率地震勘探的发展。理论对比发现,SVSM、陆用压电等数字检波器在提高分辨率方面有独特的效果。本文在大量野外试验的基础上,根据实际取得的地震资料效果,对几种数字和传统模拟检波器的采集效果进行了深入地对比分析。现场试验资料分析结果表明,在信噪比较高的地区使用数字检波器可提高分辨率,这与理论分析结论符合性很高。应用该认识开展二维资料采集,得到了预期的剖面叠加效果,为高分辨率地震勘探技术的发展积累了一些重要经验。

地震检波器的发展方向

通过对国内外各种检波器的类型及型号 ,从工作原理、工作目标、工作对象和工作特点等几个方面进行系统的分析 ,对各类检波器影响地震勘探精度的因素进行归纳 ,对检波器今后的发展方向 ,提出了明确的看法。常规动圈式检波器还会在降低失真 ,减小参数误差 ,消除假频和提高可靠性方面继续发展。但突破动圈式检波器工作原理的光纤数字检波器 。

单点单分量高密度地震采集技术及应用

随着油气勘探开发工作的不断深入,面临的地质目标日趋复杂,无论是复杂构造油气藏还是隐蔽油气藏的精细勘探开发,对地震勘探资料的信噪比、分辨率、保真度和成像精度都提出了更高的要求。常规三维地震技术难以适应勘探与开发的需求,迫切需要提高三维地震的精度。单点单分量高密度地震勘探技术为实现这一目标提供了有效的技术手段。单点单分量高密度地震勘探采用空间无假频采样,点源激发、单点接收,变野外组合为室内无时差数字组合,对提高纵/横向分辨率、实现全数字化采集、提高静校正精度、压制规则干扰提高信噪比等十分有利,同时,还有利于开展叠前深度偏移与各向异性研究。随着地震勘探装备技术的发展,实现高密度地震勘探成为现实,并成为今后开展宽频地震勘探、提高地震勘探精度的主要方向之一。推广、应用单点单分量高密度地震勘探技术可为我国东部油田增储上产、查明剩余油分布、提高采收率提供高质量的地震剖面;同时,为西部复杂地区油气勘探开发、南方复杂山地地震、煤田及非常规油气资源勘探开发发挥重要作用。