数字三分量检波器在海拉尔盆地应用效果分析

赵丽

(大庆物探一公司仪修厂检波器车间,黑龙江大庆 163000)

数字三分量检波器在海拉尔盆地应用效果分析

赵丽

(大庆物探一公司仪修厂检波器车间,黑龙江大庆 163000)

多分量多分量地震勘探技术将为人们提供一种认识油藏的新手段,可以确定仅靠纵波资料无法认识的油藏特征。有了这项技术,在从勘探到综合油藏优化的所有关键经营决策中,地震资料都将起到非常重要的作用。多分量地震勘探技术,其影响将不亚于地震勘探从2D到3D的飞跃。本文通过数字检波器与常规检波器参数对比,并对数字三分量检波器与传统模拟检波器的理论参数和实测参数进行仔细研究和对比;采取多种实验方法比较两种检波器的实际使用效果,最终通过多方面的采集资料比较,对在类似区开展三分量地震采集提供方向。

三分量 数字检波器检波器 信噪比

我国现有的以单分量纵波为主的勘探地球物理技术，在构造成像、裂缝检测以及油气预测等领域，还难以满足隐蔽性油气藏勘探开发以及老油田进一步增储上产的需要，因此，加快发展多波多分量地震勘探技术，并使我国在未来勘探技术的竞争中占有一席之地，成为油气勘探技术发展的当务之急。

1 数字检波器与常规检波器参数对比

数字检波器是指利用MEMS技术生产的加速度传感器；与此相对应的称为常规检波器或模拟检波器，本文中对比的常规检波器主要是陆上勘探常用的动圈式检波器。

衡量模拟检波器性能指标的主要指标有自然频率、阻尼系数、灵敏度、谐波失真、假频等；相关参数有直流电阻、阻抗、噪声、漏电、极性；其它物理参数还有悬体质量、线圈最大位移、允许倾斜角度等。

检波器的幅频响应是高通的，目前采用的动圈式检波器的幅频响应可分成2段：在低于自然频率的频段上，以大约12dB/OCT的陡度向低频方向下降；在高于自然频率的频段上，趋于固定值。因此对动圈式检波器而言，只有存在低于自然频率的部位，才有高频补偿作用。涡流式检波器的幅频响应在低于自然频率的频段上，以18dB/OCT的陡度向低频方向下降，在高于自然频率的频段上，以6dB/OCT的陡度向高频方向上升，2段陡度都比动圈式增加了6dB，因此其高频补偿作用优于动圈式检波器。在实际工作中，高分辨率地震勘探对检波器性能的要求总是倾向于高频地震检波器。

检波器假频对有效频带有效波产生影响时，会使地震信号产生严重畸变。目前，检波器的假频已从150Hz扩展到250-350Hz左右。

检波器的谐波失真影响接收的动态范围。由于磁路、阻尼存在非线性的特点，使得检波器的谐波失真(0.2%)远大于仪器的谐波失真(0.0003%)。关于检波器的动态范围论述较少，一般认为以检波器谐波失真为主要标准。检波器的这项指标实际上是影响高分辨勘探资料品质的关键参数。

模拟检波器从检波器输出到采集站的是模拟信号，因此不可避免地会出现能量损耗、干扰等不利因素；数字检波器直接输出的是数字信号，且具有内在的、较高的矢量精度和优良的低频信号响应特性。

三分量数字检波器是利用MEMS传感器原理生产的，它具有一定的方向性，由两个水平分量(X，Y)和一个垂直分量(Z)组成。三个分量的方向两两垂直，所以只要有一个水平分量的方向一致，那么另外一个水平分量的方向也会相同。

2 数字检波器与常规检波器采集资料对比

地震勘探是为了采集有效地震波资料作为资料处理和资料解释的原始依据，数据采集是地震勘探工作的基础，采集资料可以简单分为单炮资料和剖面资料，评价检波器性能的优劣，也可以从分析单炮，特别是剖面资料的好坏来区分。

2.1 单炮资料分析

提高资料品质关键在于提高地震信号的信噪比，因此分析了数字检波器和模拟检波器在同一点的记录环境噪音情况。数字检波器记录的噪音干扰明显比模拟检波器强。这是由于数字检波器是单只检波器接收，对于干扰波没有压制，干扰明显比检波器组合强。但同时数字检波器记录的随机干扰不论频率还是能量都强于模拟组合，频率高对于有效记录地震波高频信息有利，干扰能量强则需要想办法压制。

数字检波器的有效波频率并没有想象的那么高，模拟检波器组合的记录好于数字检波器。分析其原因，数字检波器由于采用单只接收，对环境噪音的几乎零压制限制了本身动态范围的发挥；而模拟检波器由于是组合埋置，对环境噪音的压制效果较好，因此在单炮记录上显示出有效波信噪比比单只数字检波器高的结果。由于用模拟检波器进行高分辨勘探已经有了比较成熟的方法，而且对于中浅层的扫描频率也已经达到了70Hz左右，因此要考察数字检波器的好坏，不仅要考虑更高的频率段，而且要考虑施工方法的进一步更新，同时进行单炮和剖面处理综合分析，尤其在处理过程中注意保护高频成份。

从单炮记录的分析可以得出如下结论：模拟检波器组合信噪比较高，记录层次清晰；数字检波器记录层次比较清晰，记录频率也比较高，但干扰强，且单炮记录信噪比较模拟检波器组合低。

2.2 剖面分析

P波分频扫描剖面上看，BP(45 90)Hz、BP(55 110)Hz数字检波器与模拟检波器基本相近，在较高频段扫描时，如BP(65 130)Hz以上，在一般的目的层T2层以下模拟检波器出现明显的干扰，而数字检波器的干扰比较轻微。这种干扰是在资料处理的过程中产生的，但考虑到处理流程是一致的，说明二者的原始资料本身就存在一定的差异。

3 结语

(1)地震检波器性能的好坏将直接影响勘探数据采集的质量，相对目前常用的模拟检波器，三分量MEMS数字检波器在技术指标上：数字地震检波器的动态范围可达到105dB以上(常规60dB)；噪音指标优于-147dBg2/Hz；具有极高的向量保真度；输出频带十分平坦；抗干扰能力强的；实现倾斜角度的自动测量的优点，有利于地震资料弱信号的提升，进步一实现高分辨地震采集。

(2)通过分析三分量数字检波器与模拟检波器的单炮记录和剖面记录，分析表明数字检波器频带宽，动态范围大。单炮记录上，单只数字检波器的记录在能量和频率方面与模拟检波器组合相比有一定的差异；剖面分辨能力则数字检波器高于模拟检波器，而且层间信息丰富，转换波剖面与纵波剖面对应较好。

[1]陆基孟.地震勘探原理.北京：石油大学出版社,2001.

[2]刘绍新.兴城地区数字检波器三分量地震采集方法研究.中国石油大学硕士论文,2007.