高分辨率地震数据采集仪器系统理论设计.pdfVIP

第 11卷 第 13期 2011年 5月 科 学 技 术 与 工 程 Vo1．11 No．13 May2011 1671— 1815(2011)13—2915—05 ScienceTechnologyandEngineering ⑥ 2011 Sci．Tech．Engng． 高分辨率地震数据采集仪器系统理论设计 李婷婷 袁子龙 (东北石油大学，大庆 163318) 摘 要 受地层吸收效应及球面扩散的影响，地震波在传播过程中振幅、主频、频带宽度逐渐降低，无法满足高分辨率地震勘 探的要求。提出在地震数据采集系统中增加智能程控型前置放大器和频谱均衡滤波器，利用它们对球面扩散和地层吸收衰 减进行补偿，改善地震反射波的特征参数。建立理论模型，验证 改进方案的有效性。结果表明，改进后仪器接收到的地震反 射波主振幅、主频率、频带宽度、垂向分辨率及仪器记录信号的有效动态范围均不同程度地提高。 关键词 地层吸收 球面扩散 程控放大 均衡滤波 中图法分类号 TEl9； 文献标志码 B 在探测石油薄储层及油气开发精细地质描述 的高频信号就可被地震仪 内部噪声所淹没_3J。 中，地震勘探技术受到越来越广泛地重视和普遍应 著名地球物理学家李庆忠院士指出_4J今‘‘后 用 ，同时精细地石油勘探与开发对地震勘探 的精度 的前置放大器的高频提升线路应该是时变的，并且 提出了更高的要求 。地震反射波的频率直接决定 提升曲线最好接近为dB／Hz型。浅层提得少些(约 了地震垂 向分辨率 ，如果要用人工地震方法分辨 0．1dB／Hz)，深层提得很多才行 (0．3dB／Hz～0．5 5m以下厚度 的地层，就要求地震勘探仪器应能记 dB／Hz)，这才是理想的地震仪”。美 国 I／O公司推 录500Hz以上 的高频反射信号。石油和天然气均 出的SYSTEM--ONE(TWO)仪器中设置 了用来对高 埋藏在千米以下的地层中，来 自这一深度的地震反 频进行提升的频谱整形滤波器 (SSF)，但它的高频 射波能量很弱 ，高频反射信息能量更弱。40Hz 提升功能十分有限，应用效果不 明显 J。我 国在 的低频信号和320Hz的高频信号从6000m深的界 上个世纪九十年代使用了具有高截止频率的低切 面反射到地面的衰减相差在 130dB以上，现代地震 滤波器 和高频检波器进行高分辨率地震勘探，但 勘探仪器还没有达到这么大的系统动态范围 。 它们均是通过压制低频信号来相对提升高频的，对 即使达到了(目前地震勘探所使用 的24位遥测地 深层勘探十分不利 ；同时不利于仪器的宽频带接 收，这些都会导致地震记录的附加相位增多，反而 震仪系统动态范 围在 110dB～120dB之间)，但 由 会使分辨率降低 。进行高分辨率地震勘探攻关首 于球面扩散和地层吸收衰减效应，使得来 自地下深 先要从仪器改进做起，应尽早在仪器改进方面取得 层的地震反射波的振幅变得很微弱，导致24位模数 实质性成效 ¨。 转换器(A／D)在记录时A／D高端出现若干空位，所 本文提出在高分辨率地震采集系统中设置智 以实际记录到的信号动态范围也很小，大约为 60～ 能程控型前置放大器和频谱均衡滤波器，用它们分 80dB 。至于地震反射 中的高频成分，地层的吸 别对球面扩散和地层吸收衰减进行补偿 。这无疑