地震物理模型技术中超声换能器指向性补偿与研究.pdfVIP

中国地球科学联合学术年会 2014 ·1203 · 地震物理模型技术中超声换能器指向性补偿研究 卢 山 魏建新 狄帮让 李 倩 司文朋 油气资源与探测国家重点实验室；CNPC 物探重点实验室；中国石油大学（北京） 北京 102249 野外地震勘探所用震源，可以看成一个点震源，产生的球面波在各个方向上能量是均匀的。但实验 室所用的震源为超声换能器，换能器不能作为点震源，因此产生的超声波在各个方向上能量是有差异的。 这种差异在构造模型中影响较小，但是对于流体或者岩性模型的影响很大，最直接的影响就是 AVO 现 象。这种影响无法在实验的时候消除，只能对数据进行指向性校正，从而消除其影响，所以就要对换能 器的指向性进行研究。本次研究利用半球模型对纵波换能器的开角进行了测试，得到了纵波换能器沿着 开角方向的振幅特性，以及与理论公式的对比情况，并对单层模型采集的数据进行了指向性的校正，得 到了较好的结果。 1.无限大障板辐射特性理论 实验室所用纵波换能器的压电晶体是一个圆形薄片，因此可以利用无限大障板上的圆形活塞的指向 特性公式进行计算（公式 1） （p ） 2J (kasinθ) D (θ) a θ 1 （p ） kasinθ (1) a 0 2.实验测试结果与理论结果对比 通过半球形模型对换能器的指向性进行测试，将测试的结果与理论结果进行对比，但理论结果与测 试结果存在较大误差。造成这种误差的原因是由于理论假设是一个无限大障板，而实际换能器是有边界 的，由于边界的影响使得换能器的指向特性发生了改变，为了解决这个问题，Maike 提出了等效半径的 概念。根据这个概念将等效半径定为实际半径的 2.1 倍后,再与理论结果进行对比，得到的理论结果能够 与实验结果较好的吻合。所以该换能器的有效半径为实际半径的 2.1 倍。 3.单层模型数据的指向性补偿 利用有效半径得到的理论数值对单层模型采集到的 cdp 道集进行指向性校正得到的结果如图 1 （b ） 所示，图 1 （a ）为补偿前的数据。 （a ） （b ） 图2 指向性补偿前后数据对比 4 结论 实验室所用换能器的指向性与理论得出的指向性有较大差异，对数据进行校正时需要用一个有效半 径来替代实际半径才能够进行准确的校正。 参考文献 [1] Maike L. Buddensiek,Charlotte M. Krawczyk,Nina Kukowski,Onno Oncken. Performance of piezoelectric transducers in terms of amplitude and waveform. Geophysics, 2009.74(2) :33–45 [2] Aaron Wandler, Brian Evans, Curtis Link. AVO as a fluid indicator: A physical modeling study. Geophysics.2007. 72(1):C9-C17 [3] 杜功焕,朱哲民,龚秀芳.声学基础.南京:南京大学出版社,2001