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    模數(shù)轉(zhuǎn)換方式對(duì)地震數(shù)據(jù)信噪比的影響分析

    2017-12-06 05:56:41馮玉蘋魏繼東于富文
    石油物探 2017年6期
    關(guān)鍵詞:浮點(diǎn)檢波器定點(diǎn)

    馮玉蘋,魏繼東,于富文

    (中國(guó)石化石油工程地球物理有限公司勝利分公司,山東東營(yíng)257086)

    馮玉蘋,魏繼東,于富文.模數(shù)轉(zhuǎn)換方式對(duì)地震數(shù)據(jù)信噪比的影響分析[J].石油物探,2017,56(6):-797

    FENG Yuping,WEI Jidong,YU Fuwen.Effects of A/D converting on the SNR of seismic data[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2017,56(6):-797

    模數(shù)轉(zhuǎn)換方式對(duì)地震數(shù)據(jù)信噪比的影響分析

    馮玉蘋,魏繼東,于富文

    (中國(guó)石化石油工程地球物理有限公司勝利分公司,山東東營(yíng)257086)

    模數(shù)(Analog/Digital,A/D)轉(zhuǎn)換器是地震儀中的一個(gè)重要裝置,用于將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),該轉(zhuǎn)換器的參數(shù)設(shè)計(jì)基于人們對(duì)地震勘探中信號(hào)與噪聲特性的認(rèn)識(shí)。根據(jù)噪聲與地震采集系統(tǒng)(檢波器+地震儀)的關(guān)系對(duì)噪聲類型進(jìn)行了劃分,標(biāo)定了不同類型噪聲的強(qiáng)度與模數(shù)轉(zhuǎn)換位數(shù)之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換原理計(jì)算了定點(diǎn)32位、24位A/D轉(zhuǎn)換以及浮點(diǎn)15位A/D轉(zhuǎn)換在無(wú)噪聲和有噪聲時(shí)的頻譜。數(shù)值模擬結(jié)果證明,目前廣泛采用的24位定點(diǎn)A/D轉(zhuǎn)換器適用于當(dāng)前地震勘探信號(hào),32位定點(diǎn)A/D轉(zhuǎn)換和15位浮點(diǎn)A/D轉(zhuǎn)換對(duì)地震數(shù)據(jù)信噪比的提高并沒(méi)有太大幫助;在噪聲壓制技術(shù)取得較大進(jìn)步,將噪聲再衰減-30~-40dB之前,擴(kuò)大A/D轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)范圍不會(huì)顯著提高有效弱反射信號(hào)的識(shí)別能力。

    A/D轉(zhuǎn)換器;地震數(shù)據(jù);信噪比;動(dòng)態(tài)范圍;環(huán)境噪聲;電噪聲

    地震勘探的分辨率由地震信號(hào)的優(yōu)勢(shì)頻帶寬度決定,頻帶越寬則分辨率越高。地震信號(hào)的頻帶寬度受很多因素制約,其中一個(gè)重要因素是地震儀器的動(dòng)態(tài)范圍。動(dòng)態(tài)范圍通常指地震儀器能接收的最大信號(hào)與儀器背景噪聲(Floor Noise,為電噪聲)均方值比值的分貝數(shù),地震儀器的動(dòng)態(tài)范圍主要取決于模數(shù)(Analog/Digital,A/D)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換位數(shù)以及前置放大器的噪聲水平[1]。A/D轉(zhuǎn)換器是地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的重要組成部分,其作用是把模擬地震信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)。

    在過(guò)采樣模數(shù)(∑-ΔA/D)轉(zhuǎn)換器投入使用之前,各類數(shù)字地震儀(包括常規(guī)數(shù)字地震儀和遙測(cè)地震儀)都采用瞬時(shí)浮點(diǎn)放大器和12~14位A/D轉(zhuǎn)換器(即IFP+A/D),將模擬地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)二進(jìn)制數(shù)據(jù)。這種浮點(diǎn)轉(zhuǎn)換方式在理論上能擴(kuò)大儀器的動(dòng)態(tài)范圍,但對(duì)電路設(shè)計(jì)和工藝要求都很嚴(yán)格,特別是在增加了瞬時(shí)浮點(diǎn)放大器后,系統(tǒng)中多了一個(gè)噪聲源,限制了儀器的瞬時(shí)動(dòng)態(tài)范圍。

    目前廣泛采用的∑-ΔA/D轉(zhuǎn)換器是在20世紀(jì)60年代被提出[2]、90年代開始被廣泛應(yīng)用的過(guò)采樣轉(zhuǎn)換器。它能將信號(hào)精度提高到20~24位甚至32位,滿足了地震勘探信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍大(>120dB)的要求,從根本上解決了因浮點(diǎn)放大器瞬時(shí)動(dòng)態(tài)范圍有限帶來(lái)的問(wèn)題,提高了采集系統(tǒng)在低頻強(qiáng)信號(hào)背景下檢測(cè)弱小高頻信號(hào)的能力,進(jìn)而提高了采集系統(tǒng)的保真度和分辨率。

    國(guó)內(nèi)外學(xué)者在檢波器的性能參數(shù)對(duì)地震數(shù)據(jù)的影響[3-6]以及A/D轉(zhuǎn)換器硬件參數(shù)的選擇[7-12]等方面開展過(guò)很多研究工作。但是根據(jù)油氣地震勘探中信號(hào)與噪聲的機(jī)械特征以及地震儀的電噪聲水平,研究A/D轉(zhuǎn)換方式以及轉(zhuǎn)換位數(shù)對(duì)地震采集數(shù)據(jù)信噪比影響的報(bào)道則比較少。隨著油氣勘探程度的不斷深入,地震勘探的目標(biāo)轉(zhuǎn)向小斷塊、薄互儲(chǔ)層、小砂體等精細(xì)油氣藏[13-15],如何有效提高A/D轉(zhuǎn)換器動(dòng)態(tài)范圍、擴(kuò)大地震數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)范圍、提高弱信號(hào)識(shí)別能力等,再次進(jìn)入了地球物理學(xué)家的視野。本文根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理以及地震勘探中信號(hào)與噪聲的相對(duì)態(tài)勢(shì)等條件,結(jié)合地震勘探中信號(hào)與噪聲的機(jī)械特征,對(duì)幾種典型A/D轉(zhuǎn)換模式(32位、24位定點(diǎn)轉(zhuǎn)換,15位浮點(diǎn)轉(zhuǎn)換)進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了不同A/D轉(zhuǎn)換模式對(duì)地震數(shù)據(jù)信噪比的影響。

    1 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理

    數(shù)字地震儀曾經(jīng)采用15位瞬時(shí)浮點(diǎn)放大器(IFP)與定點(diǎn)A/D轉(zhuǎn)換器相結(jié)合的方式,提高儀器的動(dòng)態(tài)范圍。該方式的理論動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)168dB,但是,IFP由復(fù)雜的模擬電路構(gòu)成,受電路本身噪聲的影響,IFP與15位A/D轉(zhuǎn)換器相結(jié)合的實(shí)際動(dòng)態(tài)范圍低于110dB。另外,傳統(tǒng)數(shù)字地震儀在體系結(jié)構(gòu)、多通道、智能化等方面的不足使得它難以滿足高分辨率地震勘探的要求。因此,在20世紀(jì)90年代末,人們研制出采用∑-ΔA/D轉(zhuǎn)換器的新一代高分辨率數(shù)字地震儀,使得記錄地震信號(hào)的頻率范圍可達(dá)0~400Hz或更高,幅值動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)130dB左右。15位瞬時(shí)浮點(diǎn)A/D轉(zhuǎn)換器原理如圖1所示,定點(diǎn)A/D轉(zhuǎn)換器原理如圖2所示。

    圖1 瞬時(shí)浮點(diǎn)A/D轉(zhuǎn)換器原理

    圖2 定點(diǎn)A/D轉(zhuǎn)換器原理

    ∑-ΔA/D轉(zhuǎn)換器根據(jù)∑-Δ總和增量調(diào)制的原理,將轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)范圍提高到120dB以上,采用∑-ΔA/D轉(zhuǎn)換器的采集站技術(shù)流程如圖3所示。

    圖3 以∑-ΔA/D轉(zhuǎn)換器為核心的采集站技術(shù)流程

    ∑-ΔA/D轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)換精度高,可達(dá)24位甚至32位。它將過(guò)采樣技術(shù)、噪聲整形技術(shù)和數(shù)字濾波技術(shù)結(jié)合起來(lái)獲得高分辨率、高信噪比地震采集數(shù)據(jù)?!?ΔA/D轉(zhuǎn)換器只需要少量關(guān)鍵的模擬器件,大部分功能都在數(shù)字領(lǐng)域完成,降低了對(duì)元器件匹配精度的要求。

    當(dāng)前地震儀普遍采用24位∑-ΔA/D轉(zhuǎn)換器,與以往“15位A/D+瞬時(shí)浮點(diǎn)放大器”的采集站相比,其性能具有3個(gè)重要特點(diǎn):①瞬時(shí)動(dòng)態(tài)范圍大,一般可達(dá)130dB以上;②畸變小;③高切濾波器截止頻率高,∑-ΔA/D轉(zhuǎn)換器的高切濾波器截止頻率一般取0.40~0.41采樣頻率,并可以做到嚴(yán)格的線性相位,減少了系統(tǒng)的相位畸變[16-17]。

    2 地震采集階段的信號(hào)與噪聲特征

    對(duì)于陸上地震勘探來(lái)說(shuō),影響地震信號(hào)振幅、頻率特征的因素主要包括:①大地吸收衰減效應(yīng);②檢波器組合效應(yīng);③組內(nèi)時(shí)差;④激發(fā)子波;⑤檢波器-大地耦合效應(yīng);⑥檢波器以及地震儀的性能、參數(shù)。

    對(duì)于野外采集階段的噪聲而言,如果從與地震接收硬件系統(tǒng)(檢波器+地震儀)的關(guān)系來(lái)看,可以劃分為兩類。

    1) 與接收系統(tǒng)無(wú)關(guān)的噪聲。這種噪聲獨(dú)立客觀存在,它與接收系統(tǒng)無(wú)關(guān)。比如環(huán)境噪聲、源自震源的噪聲、由震源激發(fā)產(chǎn)生的次生噪聲等,見(jiàn)圖4a。

    2) 與接收系統(tǒng)有關(guān)的噪聲。這種噪聲與檢波器、地震儀的性能參數(shù)以及檢波器與地表介質(zhì)之間的耦合關(guān)系有關(guān)??梢詫⑦@類噪聲進(jìn)一步劃分為:①機(jī)械噪聲,包括檢波器濾波效應(yīng)、寄生振蕩、耦合效應(yīng)等產(chǎn)生的噪聲,決定于檢波器以及檢波器-大地耦合系統(tǒng)的機(jī)械特性;②電噪聲,主要指地震儀前置放大器產(chǎn)生的噪聲以及由檢波器元器件產(chǎn)生的噪聲;③數(shù)學(xué)噪聲,主要指采樣噪聲以及各種模擬、數(shù)字濾波器產(chǎn)生的噪聲,比較微弱。前兩類噪聲可以歸屬為物理噪聲。所以,由檢波器接收到的地震信號(hào)包含了有效信號(hào)與各種噪聲,如圖4b所示。

    在圖4展示的各類噪聲中,如果不考慮次生噪聲,影響地震信號(hào)信噪比的噪聲主要有兩類:環(huán)境噪聲和地震儀自身的電噪聲。

    圖4 磁帶數(shù)據(jù)中信號(hào)與噪聲的影響因素(振幅譜) a 輸入(地面機(jī)械振動(dòng)); b 地震檢波系統(tǒng)(檢波器+地震儀+耦合介質(zhì))

    環(huán)境噪聲指的是與震源無(wú)關(guān)、客觀存在的噪聲,表現(xiàn)為地表振動(dòng)、獨(dú)立于檢波器存在的機(jī)械噪聲,且常表現(xiàn)為隨機(jī)特征。環(huán)境隨機(jī)干擾的來(lái)源是多方面的,例如風(fēng)吹草動(dòng)和人為擾動(dòng)。陸基孟[18]認(rèn)為地震勘探中的隨機(jī)干擾具有各態(tài)歷經(jīng)性質(zhì)的平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程。李慶忠[19]認(rèn)為地震記錄中的隨機(jī)噪聲具有(空間與時(shí)間的)平穩(wěn)隨機(jī)性。環(huán)境噪聲的強(qiáng)度、頻帶特征因不同的地區(qū)、氣候、地表?xiàng)l件而存在巨大差異,表現(xiàn)為雜亂無(wú)章的振動(dòng),沒(méi)有固定的視頻率和視速度,一般利用統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行壓制。

    地震儀中由各種電子元件產(chǎn)生的、換算至入口處的電(熱)噪聲一般為數(shù)微伏,低于此幅度的信號(hào)不能被地震儀記錄下來(lái),所以入口噪聲一般被稱為地震信號(hào)的“絕對(duì)死亡線”。從入口噪聲到A/D轉(zhuǎn)換器最大量程的范圍可以稱為設(shè)備的“瞬時(shí)動(dòng)態(tài)范圍”。同時(shí),A/D轉(zhuǎn)換器噪聲還與采樣率有關(guān)。對(duì)于采用24位∑-ΔA/D轉(zhuǎn)換器的地震儀而言,采用不同類型檢波器時(shí)執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的元器件有時(shí)并不相同[20]。以428XL系列為例,20dx模擬檢波器完成數(shù)字化的元器件是A/D轉(zhuǎn)換器,而DSU3數(shù)字檢波器完成數(shù)字化的元器件是ASIC。無(wú)論是哪種器件,只要轉(zhuǎn)換位數(shù)是24位,理論上的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍就是138dB。但是由于電噪聲的影響,在不同采樣率下,實(shí)際可以利用的“瞬時(shí)動(dòng)態(tài)范圍”有所不同(表1)。

    表1 428XL系列兩種檢波器在不同采樣率時(shí)的瞬時(shí)動(dòng)態(tài)范圍

    我們調(diào)查了東營(yíng)HJ地區(qū)不同強(qiáng)度有效波與干擾波(主要是環(huán)境噪聲和電噪聲)所占據(jù)的A/D轉(zhuǎn)換位數(shù),結(jié)果如圖5所示。由圖5可見(jiàn),環(huán)境噪聲可以占據(jù)到第9位。通過(guò)后續(xù)處理,如果可以將噪聲的水平降低大約20dB,即相當(dāng)于噪聲占據(jù)到“9-(20/6)≈6”位(每一個(gè)二進(jìn)位對(duì)應(yīng)6dB),那么在6位以下仍然被噪聲所占據(jù)。而在強(qiáng)噪聲地區(qū),噪聲占據(jù)的數(shù)據(jù)位數(shù)會(huì)更多。

    從圖5的噪聲調(diào)查結(jié)果以及文獻(xiàn)[21—23]中不同作者調(diào)查的不同地區(qū)有效反射波信號(hào)與噪聲的相對(duì)態(tài)勢(shì)可以看出:微風(fēng)環(huán)境下的野外噪聲大約在AD轉(zhuǎn)換器最大量程的-100~-80dB。

    圖5 不同強(qiáng)度信號(hào)與噪聲占據(jù)的A/D轉(zhuǎn)換位數(shù)(23位數(shù)據(jù)位)

    3 不同轉(zhuǎn)換位數(shù)與轉(zhuǎn)換方式的數(shù)值模擬

    為了驗(yàn)證將24位定點(diǎn)A/D轉(zhuǎn)換模式提升為32位后是否有利于提高地震數(shù)據(jù)記錄質(zhì)量,以及浮點(diǎn)轉(zhuǎn)換方式是否更有利于記錄到深層弱反射信號(hào),根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的原理,以及地震采集階段噪聲的特征,進(jìn)行了數(shù)值模擬。

    3.1 定點(diǎn)32位A/D轉(zhuǎn)換與定點(diǎn)24位A/D轉(zhuǎn)換的比較

    將一個(gè)10Hz的雷克子波分別輸入24位、32位A/D轉(zhuǎn)換器,如圖6所示。若不存在噪聲影響,從圖6a 和圖6b的頻譜分析中可以看到,32位A/D轉(zhuǎn)換器輸出的頻譜更精確,所以提高記錄位數(shù)有利于高頻信息的“刻畫”。但是,當(dāng)加入1/10000(-80dB)噪聲(信號(hào)的最大振幅為0。相較于實(shí)際數(shù)據(jù)中的噪聲水平而言,該噪聲是一個(gè)非常小的量級(jí))后,24位與32位A/D轉(zhuǎn)換器輸出的頻譜幾乎相同(圖6c和圖6d)。此時(shí),32位A/D轉(zhuǎn)換器與24位A/D轉(zhuǎn)換器比較,并無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。

    分析可知,即使是-80dB這樣非常微弱的噪聲(無(wú)論是環(huán)境噪聲還是電噪聲),也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了采樣噪聲的影響;在我們通過(guò)處理手段將噪聲衰減至采樣噪聲水平之前,由降低采樣噪聲(比如由24位采樣提高為32位采樣)帶來(lái)的信噪比變化非常小,幾乎可以忽略不計(jì),其作用主要是更加精確地記錄了噪聲(24位記錄最高可以精確到1/8388607,32位記錄最高可以精確到1/2147483647)。

    圖6 定點(diǎn)24位和32位A/D轉(zhuǎn)換器輸出頻譜對(duì)比 a 無(wú)噪聲時(shí)定點(diǎn)24位A/D轉(zhuǎn)換器輸出頻譜; b 無(wú)噪聲時(shí)定點(diǎn)32位A/D轉(zhuǎn)換器輸出頻譜; c 有噪聲時(shí)定點(diǎn)24位A/D轉(zhuǎn)換器輸出頻譜; d 有噪聲時(shí)定點(diǎn)32位A/D轉(zhuǎn)換器輸出頻譜

    3.2 浮點(diǎn)15位A/D轉(zhuǎn)換與定點(diǎn)24位A/D轉(zhuǎn)換的比較

    對(duì)于淺層強(qiáng)反射信號(hào),采用定點(diǎn)24位A/D轉(zhuǎn)換器(1位符號(hào)位+23位數(shù)據(jù)位)記錄的位數(shù)多、動(dòng)態(tài)范圍大。但是對(duì)于深層弱反射而言(圖7),因信號(hào)強(qiáng)度小,采用定點(diǎn)24位A/D轉(zhuǎn)換器記錄的位數(shù)也較少。在這種情況下,如果采用浮點(diǎn)15位A/D轉(zhuǎn)換器(1位符號(hào)位+14位數(shù)據(jù)位)的話,則可以記錄到14位,那么是否意味著浮點(diǎn)15位轉(zhuǎn)換器更有利于提高深層弱反射信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍呢?可以通過(guò)數(shù)值模擬來(lái)驗(yàn)證。

    假設(shè)某深層弱反射信號(hào)可以達(dá)到定點(diǎn)24位A/D轉(zhuǎn)換器的8位,圖8為定點(diǎn)24位和浮點(diǎn)15位A/D轉(zhuǎn)換器輸出頻譜??梢钥闯?當(dāng)沒(méi)有噪聲時(shí),浮點(diǎn)15位A/D轉(zhuǎn)換器輸出的頻譜更好(圖8a和圖8b),所以采用浮點(diǎn)轉(zhuǎn)換器更有利于準(zhǔn)確記錄弱信號(hào)。當(dāng)加入-80dB的噪聲(地震儀最大量程為0,-80dB相當(dāng)于微風(fēng)情況下的環(huán)境噪聲)后,無(wú)論是定點(diǎn)24位(實(shí)際使用8位)還是浮點(diǎn)15位A/D轉(zhuǎn)換器,輸出頻譜幾乎相同(圖8c和圖8d)。因?yàn)樵肼曄鄬?duì)于深層弱反射信號(hào)太強(qiáng),而采用現(xiàn)有的去噪手段很難將噪聲去除干凈,所以提高采樣位數(shù)并沒(méi)有對(duì)識(shí)別弱信號(hào)有明顯幫助。

    圖7 定點(diǎn)24位與浮點(diǎn)15位A/D轉(zhuǎn)換方式的差異

    圖8 定點(diǎn)24位和浮點(diǎn)15位A/D轉(zhuǎn)換器輸出頻譜對(duì)比 a 無(wú)噪聲時(shí)定點(diǎn)24位A/D轉(zhuǎn)換器輸出頻譜; b 無(wú)噪聲時(shí)浮點(diǎn)15位A/D轉(zhuǎn)換器輸出頻譜; c 有噪聲時(shí)定點(diǎn)24位A/D轉(zhuǎn)換器輸出頻譜; d 有噪聲時(shí)浮點(diǎn)15位A/D轉(zhuǎn)換器輸出頻譜

    4 結(jié)束語(yǔ)

    從理論上講,采用A/D轉(zhuǎn)換位數(shù)越多,可記錄數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)范圍越大,越有利于精確記錄振動(dòng)波形。但是,由于檢波器接收到的信號(hào)中既包含有效信號(hào)又包含噪聲(環(huán)境噪聲、次生噪聲、電噪聲等),在接收到的數(shù)據(jù)中含有太多的噪聲并且難以被衰減的情況下,采用更多的A/D轉(zhuǎn)換位數(shù)對(duì)于提高信噪比、增強(qiáng)信號(hào)識(shí)別能力沒(méi)有太大幫助。

    地震設(shè)備具有更高的性能指標(biāo)將有助于提高地震數(shù)據(jù)質(zhì)量,但是在實(shí)際地震數(shù)據(jù)采集中,更高的性能指標(biāo)并不能保證帶來(lái)更好的、可見(jiàn)的地球物理效果。這是由復(fù)雜的地表和地下地質(zhì)條件、參與成像的信號(hào)間的差異、采集階段的信噪比以及處理階段的噪聲衰減能力共同作用的結(jié)果。設(shè)備的效果在很大程度上取決于噪聲的特性。電學(xué)性能指標(biāo)的提高必須在原始地震記錄信噪比較高、去噪能力持續(xù)改進(jìn)的前提下才能顯現(xiàn)作用。在地震數(shù)據(jù)處理、地質(zhì)解釋環(huán)節(jié)不銜接的情況下,單純追求非常大的硬件動(dòng)態(tài)范圍等電學(xué)指標(biāo)往往難以改善地震數(shù)據(jù)質(zhì)量。

    綜上所述,對(duì)于石油地震勘探而言,由于其地質(zhì)目標(biāo)的獨(dú)特性(埋深數(shù)千米下的數(shù)米空間)以及噪聲強(qiáng)度、頻帶分布特征屬性,目前廣泛采用的是定點(diǎn)24位A/D轉(zhuǎn)換器,定點(diǎn)32位A/D轉(zhuǎn)換器和浮點(diǎn)15位A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)提高地震數(shù)據(jù)信噪比并無(wú)太大幫助。

    [1] 滕云田,胡星星,王喜珍,等.用多通道AD分級(jí)采集擴(kuò)展地震數(shù)據(jù)采集器的動(dòng)態(tài)范圍[J].地球物理學(xué)報(bào),2016,59(4):1435-1445

    TENG Y T,HU X X,WANG X Z,et al.Extending dynamic range of the seismic data acquisition system by using multi-channel ADC[J].Chinese Journal of Geophysics,2016,59(4):1435-1445

    [2] DAVID J G.The application of delta modulation to analog to PCM encoding[J].The Bell System Technical Journal,1969,48(2):321-343

    [3] 梁運(yùn)基,李桂林.陸上高分辨率地震勘探檢波器性能及參數(shù)選擇分析[J].石油物探,2005,44(6):120-124

    LIANG Y J,LI G L.Analysis of geophone performance and parameter selection for high resolution seismic exploration on land[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2005,44(6):120-124

    [4] 董世學(xué),張春雨.地震檢波器的性能與精確地震勘探[J].石油物探,2000,39(2):124-130

    DONG S X,ZHANG C Y.Seismic geophone property and precise seismic exploration[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2000,39(2):124-130

    [5] 孫傳友.一種分析可控震源和檢波器的方法[J].石油物探,1988,27(3):91-100

    SUN C Y.An approach to analysis of vibroseis and seismometer[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,1988,27(3):91-100

    [6] 魏繼東.地震檢波器性能指標(biāo)與地球物理效果分析[J].石油物探,2013,52(3):265-274

    WEI J D.An analysis on the performance indexes and geophysical effect of geophones[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2013,52(3):265-274

    [7] 孫傳友.多道地震儀的發(fā)展及其限制因素[J].石油物探,1992,31(2):106-114

    SUN C Y.Development of multichannel seismic recording system and its limitations[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,1992,31(2):106-114

    [8] 劉存,王泰昆.408UL儀器地面站單元電路原理[J].物探裝備,2005,15(4):258-260

    LIU C,WANG T K.Analyzing unit-circuit principle of ground station of 408UL seismograph[J].Equipment for Geophysical Prospecting,2005,15(4):258-260

    [9] 本刊編輯部.DFS-V數(shù)字地震儀性能介紹[J].石油物探,1977,16(4):108-135

    Editorial Department.Introduction to the performance of DFS-V digital seismograph[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,1977,16(4):108-135

    [10] 孫傳友.地震數(shù)據(jù)采集電路主要技術(shù)指標(biāo)探討[J].石油物探,1985,24(3):56-64

    SUN C Y.Examination of the essential technique indexes of seismic data acquisition circuits[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,1985,24(3):56-64

    [11] 袁子龍,孟昭和.數(shù)字地震儀一種新型單極性A/D轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)[J].石油物探,1991,30(4):109-113

    YUAN Z L,MENG Z H.Design of a new type of unipolar A/D converter for digital seismograph[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,1991,30(4):109-113

    [12] 翁史煬.再論符號(hào)位地震儀的真振幅恢復(fù)[J].石油物探,1986,25(4):93-100

    WENG S Y.A further discussion on the actual amplitude recovering for“sign-bit” seismic acquisition system[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,1986,25(4):93-100

    [13] 劉振武,撒利明,董世泰,等.地震數(shù)據(jù)采集核心裝備現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].石油地球物理勘探,2013,48(4):663-675

    LIU Z W,SA L M,DONG S T,et al.Current status of kernel seismic acquisition equipment and its development direction[J].Oil Geophysical Prospecting,2013,48(4):663-675

    [14] 馬永生,張建寧,趙培榮,等.物探技術(shù)需求分析及公關(guān)方向思考——以中國(guó)石化油氣勘探為例[J].石油物探,2016,55(1):1-9

    MA Y S,ZHANG J N,ZHAO P R,et al.Requirement analysis and research direction for the geophysical prospecting technology of SINOPEC[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2016,55(1):1-9

    [15] 孫龍德,撒利明,董世泰.中國(guó)未來(lái)油氣新領(lǐng)域與物探技術(shù)對(duì)策[J].石油地球物理勘探,2013,48(2):317-324

    SUN L D,SA L M,DONG S T.New challenges for the future hydrocarbon in China and geophysical technology strategy[J].Oil Geophysical Prospecting,2013,48(2):317-324

    [16] 劉益成,戴得平,余厚全.高分辨地震勘探采集站參數(shù)選擇[J].石油物探,1997,36(2):116-123

    LIU Y C,DAI D P,YU H Q.Parameter selection in high resolution seismic acquisition[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,1997,36(2):116-123

    [17] 劉益成.∑-ΔA/D轉(zhuǎn)換器原理與應(yīng)用[J].石油儀器,1993,7(3):125-129

    LIU Y C.∑-ΔA/D converting principle and application[J].Petroleum Instruments,1993,7(3):125-129

    [18] 陸基孟.地震勘探原理(上冊(cè))[M].東營(yíng):中國(guó)石油大學(xué)出版社,2006:138-140

    LU J M.The principle of seismic exploration[M].Dongying:China University of Petroleum Press,2006:138-140

    [19] 李慶忠.地震高分辨率勘探中的誤區(qū)與對(duì)策[J].石油地球物理勘探,1997,32(6):751-783

    LI Q Z.Some mistaken concepts in high-resolution seismic exploration and corresponding counter measures[J].Oil Geophysical Prospecting,1997,32(6):751-783

    [20] 張丙和,崔樵,裴云廣.新型三分量數(shù)字檢波器DSU3[J].石油儀器,2005,19(4):39-44

    ZHANG B H,CUI Q,PEI Y G.New three-component geophone-DSU3[J].Petroleum Instruments,2005,19(4):39-44

    [21] PETER A C,SAUDI A,TIMOTHY J P.How much wind is enough[J].Expanded Abstracts of 73rdAnnual Internat SEG Mtg,2003:70-73

    [22] MEUNIER J,MENARD J P.Seismic noise without a seismic source[J].Expanded Abstracts of 66thEAGE Conference&Exhibition,2004:H022

    [23] 魏繼東.檢波器反褶積對(duì)低頻信息的補(bǔ)償作用[J].石油地球物理勘探,2016,51(2):224-231

    WEI J D.Geophone deconvolution low-frequency compensation for seismic data[J].Oil Geophysical Prospecting,2016,51(2):224-231

    (編輯:陳 杰)

    EffectsofA/DconvertingontheSNRofseismicdata

    FENG Yuping,WEI Jidong,YU Fuwen

    (ShengliBranchofGeophysicalCorporation,SINOPEC,Dongying257086,China)

    The A/D (Analog/Digital) converter,which converts the analog electric signal to a digital signal,is one of the most important devices in a seismograph.The parameter design of an A/D converter is based on the recognition of the characteristics of signal and noise in seismic exploration.Based on the relationship between noise and a seismic acquisition system,such as a seismograph and geophone,this paper presents a new classification of noise,while calibrating the relationship between the intensity of different types of noise and the bits of an A/D converter.On that basis,the frequency spectra of simulation data from 32-fixed-bit,24-fixed-bit,and 15-floating-bit A/D converters were calculated in the absence and presence of noise.The results showed that the widely used 24-fixed-point A/D converter is suitable for current seismic acquisition,while the 32-fixed-point and 15-floating-point converters are not helpful for improving the SNR of seismic data.Expansion of the dynamic range for A/D converters will not significantly improve its ability to identify a weak reflection signal,unless noise suppression technology sufficiently progresses to attenuate noise by -30 to -40dB more than the existing level.

    A/D converter,seismic data,SNR,dynamic range,ambient noise,electrical noise

    2017-02-13;改回日期2017-05-27。

    馮玉蘋(1987—),女,碩士,主要從事油氣地球物理方法研究及軟件開發(fā)工作。

    中國(guó)石化石油工程地球物理有限公司“高精度地震資料拓展頻率方法研究”項(xiàng)目(2017-02-01)資助。

    This research is financially supported by “Expanding bandwidth of high precision data” from Geophysical Corporation,SINOPEC (Grant No.2017-02-01).

    P631

    A

    1000-1441(2017)06-0792-06

    10.3969/j.issn.1000-1441.2017.06.003

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