數字三分量檢波器在海拉爾盆地應用效果分析

趙麗

(大慶物探一公司儀修廠檢波器車間,黑龍江大慶 163000)

數字三分量檢波器在海拉爾盆地應用效果分析

趙麗

(大慶物探一公司儀修廠檢波器車間,黑龍江大慶 163000)

多分量多分量地震勘探技術將為人們提供一種認識油藏的新手段,可以確定僅靠縱波資料無法認識的油藏特征。有了這項技術,在從勘探到綜合油藏優(yōu)化的所有關鍵經營決策中,地震資料都將起到非常重要的作用。多分量地震勘探技術,其影響將不亞于地震勘探從2D到3D的飛躍。本文通過數字檢波器與常規(guī)檢波器參數對比,并對數字三分量檢波器與傳統模擬檢波器的理論參數和實測參數進行仔細研究和對比;采取多種實驗方法比較兩種檢波器的實際使用效果,最終通過多方面的采集資料比較,對在類似區(qū)開展三分量地震采集提供方向。

三分量 數字檢波器檢波器 信噪比

我國現有的以單分量縱波為主的勘探地球物理技術，在構造成像、裂縫檢測以及油氣預測等領域，還難以滿足隱蔽性油氣藏勘探開發(fā)以及老油田進一步增儲上產的需要，因此，加快發(fā)展多波多分量地震勘探技術，并使我國在未來勘探技術的競爭中占有一席之地，成為油氣勘探技術發(fā)展的當務之急。

1 數字檢波器與常規(guī)檢波器參數對比

數字檢波器是指利用MEMS技術生產的加速度傳感器；與此相對應的稱為常規(guī)檢波器或模擬檢波器，本文中對比的常規(guī)檢波器主要是陸上勘探常用的動圈式檢波器。

衡量模擬檢波器性能指標的主要指標有自然頻率、阻尼系數、靈敏度、諧波失真、假頻等；相關參數有直流電阻、阻抗、噪聲、漏電、極性；其它物理參數還有懸體質量、線圈最大位移、允許傾斜角度等。

檢波器的幅頻響應是高通的，目前采用的動圈式檢波器的幅頻響應可分成2段：在低于自然頻率的頻段上，以大約12dB/OCT的陡度向低頻方向下降；在高于自然頻率的頻段上，趨于固定值。因此對動圈式檢波器而言，只有存在低于自然頻率的部位，才有高頻補償作用。渦流式檢波器的幅頻響應在低于自然頻率的頻段上，以18dB/OCT的陡度向低頻方向下降，在高于自然頻率的頻段上，以6dB/OCT的陡度向高頻方向上升，2段陡度都比動圈式增加了6dB，因此其高頻補償作用優(yōu)于動圈式檢波器。在實際工作中，高分辨率地震勘探對檢波器性能的要求總是傾向于高頻地震檢波器。

檢波器假頻對有效頻帶有效波產生影響時，會使地震信號產生嚴重畸變。目前，檢波器的假頻已從150Hz擴展到250-350Hz左右。

檢波器的諧波失真影響接收的動態(tài)范圍。由于磁路、阻尼存在非線性的特點，使得檢波器的諧波失真(0.2%)遠大于儀器的諧波失真(0.0003%)。關于檢波器的動態(tài)范圍論述較少，一般認為以檢波器諧波失真為主要標準。檢波器的這項指標實際上是影響高分辨勘探資料品質的關鍵參數。

模擬檢波器從檢波器輸出到采集站的是模擬信號，因此不可避免地會出現能量損耗、干擾等不利因素；數字檢波器直接輸出的是數字信號，且具有內在的、較高的矢量精度和優(yōu)良的低頻信號響應特性。

三分量數字檢波器是利用MEMS傳感器原理生產的，它具有一定的方向性，由兩個水平分量(X，Y)和一個垂直分量(Z)組成。三個分量的方向兩兩垂直，所以只要有一個水平分量的方向一致，那么另外一個水平分量的方向也會相同。

2 數字檢波器與常規(guī)檢波器采集資料對比

地震勘探是為了采集有效地震波資料作為資料處理和資料解釋的原始依據，數據采集是地震勘探工作的基礎，采集資料可以簡單分為單炮資料和剖面資料，評價檢波器性能的優(yōu)劣，也可以從分析單炮，特別是剖面資料的好壞來區(qū)分。

2.1 單炮資料分析

提高資料品質關鍵在于提高地震信號的信噪比，因此分析了數字檢波器和模擬檢波器在同一點的記錄環(huán)境噪音情況。數字檢波器記錄的噪音干擾明顯比模擬檢波器強。這是由于數字檢波器是單只檢波器接收，對于干擾波沒有壓制，干擾明顯比檢波器組合強。但同時數字檢波器記錄的隨機干擾不論頻率還是能量都強于模擬組合，頻率高對于有效記錄地震波高頻信息有利，干擾能量強則需要想辦法壓制。

數字檢波器的有效波頻率并沒有想象的那么高，模擬檢波器組合的記錄好于數字檢波器。分析其原因，數字檢波器由于采用單只接收，對環(huán)境噪音的幾乎零壓制限制了本身動態(tài)范圍的發(fā)揮；而模擬檢波器由于是組合埋置，對環(huán)境噪音的壓制效果較好，因此在單炮記錄上顯示出有效波信噪比比單只數字檢波器高的結果。由于用模擬檢波器進行高分辨勘探已經有了比較成熟的方法，而且對于中淺層的掃描頻率也已經達到了70Hz左右，因此要考察數字檢波器的好壞，不僅要考慮更高的頻率段，而且要考慮施工方法的進一步更新，同時進行單炮和剖面處理綜合分析，尤其在處理過程中注意保護高頻成份。

從單炮記錄的分析可以得出如下結論：模擬檢波器組合信噪比較高，記錄層次清晰；數字檢波器記錄層次比較清晰，記錄頻率也比較高，但干擾強，且單炮記錄信噪比較模擬檢波器組合低。

2.2 剖面分析

P波分頻掃描剖面上看，BP(45 90)Hz、BP(55 110)Hz數字檢波器與模擬檢波器基本相近，在較高頻段掃描時，如BP(65 130)Hz以上，在一般的目的層T2層以下模擬檢波器出現明顯的干擾，而數字檢波器的干擾比較輕微。這種干擾是在資料處理的過程中產生的，但考慮到處理流程是一致的，說明二者的原始資料本身就存在一定的差異。

3 結語

(1)地震檢波器性能的好壞將直接影響勘探數據采集的質量，相對目前常用的模擬檢波器，三分量MEMS數字檢波器在技術指標上：數字地震檢波器的動態(tài)范圍可達到105dB以上(常規(guī)60dB)；噪音指標優(yōu)于-147dBg2/Hz；具有極高的向量保真度；輸出頻帶十分平坦；抗干擾能力強的；實現傾斜角度的自動測量的優(yōu)點，有利于地震資料弱信號的提升，進步一實現高分辨地震采集。

(2)通過分析三分量數字檢波器與模擬檢波器的單炮記錄和剖面記錄，分析表明數字檢波器頻帶寬，動態(tài)范圍大。單炮記錄上，單只數字檢波器的記錄在能量和頻率方面與模擬檢波器組合相比有一定的差異；剖面分辨能力則數字檢波器高于模擬檢波器，而且層間信息豐富，轉換波剖面與縱波剖面對應較好。

[1]陸基孟.地震勘探原理.北京：石油大學出版社,2001.

[2]劉紹新.興城地區(qū)數字檢波器三分量地震采集方法研究.中國石油大學碩士論文,2007.