趙麗

(大慶物探一公司儀修廠檢波器車間,黑龍江大慶 163000)

數(shù)字三分量檢波器在海拉爾盆地應(yīng)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(shù)將為人們提供一種認(rèn)識(shí)油藏的新手段,可以確定僅靠縱波資料無(wú)法認(rèn)識(shí)的油藏特征。有了這項(xiàng)技術(shù),在從勘探到綜合油藏優(yōu)化的所有關(guān)鍵經(jīng)營(yíng)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(shù),其影響將不亞于地震勘探從2D到3D的飛躍。本文通過(guò)數(shù)字檢波器與常規(guī)檢波器參數(shù)對(duì)比,并對(duì)數(shù)字三分量檢波器與傳統(tǒng)模擬檢波器的理論參數(shù)和實(shí)測(cè)參數(shù)進(jìn)行仔細(xì)研究和對(duì)比;采取多種實(shí)驗(yàn)方法比較兩種檢波器的實(shí)際使用效果,最終通過(guò)多方面的采集資料比較,對(duì)在類似區(qū)開展三分量地震采集提供方向。

三分量 數(shù)字檢波器檢波器 信噪比

我國(guó)現(xiàn)有的以單分量縱波為主的勘探地球物理技術(shù)，在構(gòu)造成像、裂縫檢測(cè)以及油氣預(yù)測(cè)等領(lǐng)域，還難以滿足隱蔽性油氣藏勘探開發(fā)以及老油田進(jìn)一步增儲(chǔ)上產(chǎn)的需要，因此，加快發(fā)展多波多分量地震勘探技術(shù)，并使我國(guó)在未來(lái)勘探技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)中占有一席之地，成為油氣勘探技術(shù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

1 數(shù)字檢波器與常規(guī)檢波器參數(shù)對(duì)比

數(shù)字檢波器是指利用MEMS技術(shù)生產(chǎn)的加速度傳感器；與此相對(duì)應(yīng)的稱為常規(guī)檢波器或模擬檢波器，本文中對(duì)比的常規(guī)檢波器主要是陸上勘探常用的動(dòng)圈式檢波器。

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

檢波器的幅頻響應(yīng)是高通的，目前采用的動(dòng)圈式檢波器的幅頻響應(yīng)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(duì)動(dòng)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(bǔ)償作用。渦流式檢波器的幅頻響應(yīng)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(dòng)圈式增加了6dB，因此其高頻補(bǔ)償作用優(yōu)于動(dòng)圈式檢波器。在實(shí)際工作中，高分辨率地震勘探對(duì)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(duì)有效頻帶有效波產(chǎn)生影響時(shí)，會(huì)使地震信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重畸變。目前，檢波器的假頻已從150Hz擴(kuò)展到250-350Hz左右。

檢波器的諧波失真影響接收的動(dòng)態(tài)范圍。由于磁路、阻尼存在非線性的特點(diǎn)，使得檢波器的諧波失真(0.2%)遠(yuǎn)大于儀器的諧波失真(0.0003%)。關(guān)于檢波器的動(dòng)態(tài)范圍論述較少，一般認(rèn)為以檢波器諧波失真為主要標(biāo)準(zhǔn)。檢波器的這項(xiàng)指標(biāo)實(shí)際上是影響高分辨勘探資料品質(zhì)的關(guān)鍵參數(shù)。

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

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

2 數(shù)字檢波器與常規(guī)檢波器采集資料對(duì)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(jù)，數(shù)據(jù)采集是地震勘探工作的基礎(chǔ)，采集資料可以簡(jiǎn)單分為單炮資料和剖面資料，評(píng)價(jià)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(lái)區(qū)分。

2.1 單炮資料分析

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

數(shù)字檢波器的有效波頻率并沒(méi)有想象的那么高，模擬檢波器組合的記錄好于數(shù)字檢波器。分析其原因，數(shù)字檢波器由于采用單只接收，對(duì)環(huán)境噪音的幾乎零壓制限制了本身動(dòng)態(tài)范圍的發(fā)揮；而模擬檢波器由于是組合埋置，對(duì)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(shù)字檢波器高的結(jié)果。由于用模擬檢波器進(jìn)行高分辨勘探已經(jīng)有了比較成熟的方法，而且對(duì)于中淺層的掃描頻率也已經(jīng)達(dá)到了70Hz左右，因此要考察數(shù)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(jìn)一步更新，同時(shí)進(jìn)行單炮和剖面處理綜合分析，尤其在處理過(guò)程中注意保護(hù)高頻成份。

從單炮記錄的分析可以得出如下結(jié)論：模擬檢波器組合信噪比較高，記錄層次清晰；數(shù)字檢波器記錄層次比較清晰，記錄頻率也比較高，但干擾強(qiáng)，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(shù)字檢波器與模擬檢波器基本相近，在較高頻段掃描時(shí)，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(xiàn)明顯的干擾，而數(shù)字檢波器的干擾比較輕微。這種干擾是在資料處理的過(guò)程中產(chǎn)生的，但考慮到處理流程是一致的，說(shuō)明二者的原始資料本身就存在一定的差異。

3 結(jié)語(yǔ)

(1)地震檢波器性能的好壞將直接影響勘探數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量，相對(duì)目前常用的模擬檢波器，三分量MEMS數(shù)字檢波器在技術(shù)指標(biāo)上：數(shù)字地震檢波器的動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)到105dB以上(常規(guī)60dB)；噪音指標(biāo)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(qiáng)的；實(shí)現(xiàn)傾斜角度的自動(dòng)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)，有利于地震資料弱信號(hào)的提升，進(jìn)步一實(shí)現(xiàn)高分辨地震采集。

(2)通過(guò)分析三分量數(shù)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(shù)字檢波器頻帶寬，動(dòng)態(tài)范圍大。單炮記錄上，單只數(shù)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(shù)字檢波器高于模擬檢波器，而且層間信息豐富，轉(zhuǎn)換波剖面與縱波剖面對(duì)應(yīng)較好。

[1]陸基孟.地震勘探原理.北京：石油大學(xué)出版社,2001.

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