1、浅 谈 高 精 度 地 震 勘 探 检 波 器 选 型 及仪 器 采 集 参 数 的 确 定李 宇 志 1 费 海 涛 1 孙 国 栋 2(1 . 胜利油田有限公司东辛采油厂 山东 东营 ) (2 . 胜利石油管理局测井公司 山东 东营 )摘 要 : 文章结合胜利探区地层衰减规律和环境噪音情况 、 国内外检波器的技术发展及工 艺 水 平 现 状 ,针 对 东 营 凹 陷的高精度地震勘探检波器选型及仪器采集参数的确定展开讨论 。 建议该区高精 度 勘 探 使 用 频 率 10 Hz 或 14 Hz 的 速 度型超级检波器 、 组串方式 6 串 2 并 ; SN388 仪器前放增益选 12 dB
2、,入口电压范围为 0 . 40 VRMS 0 . 40V RMS ;采样率选1 ms ,通频带范围为 1 Hz4 12 Hz (最小相位 ) 、 1 Hz2 50 Hz (线性相位 ) 时较理想 。 在辛镇地区应用后取得较好的效果 。关 键 词 : 高精度地震勘探 ; 检波器 ; 仪器录制参数中图法分类号 : P631 . 4 + 22 文献标识码 : B 文章编号 : (2006) 地震频率范围内的任何噪声和地震信号本身的畸变都会破坏地震信号的这些特性 ,淹没有用信息 ,因此地震 数据解决地质问题的能力受到信噪比的限制 。 对地震 数 据采集系统来说 ,要 有 大 动 态 范 围 的 检 波
3、 器 和 大 动 态范围的记录仪器 。 野外采集时 ,应从记录系统入手 , 结 合勘探目标及环 境 噪 音 进 行 研 究 ,保 证 最 大 限 度 地 提高信噪比 。 地震信号的分辨率取决于信号的频带宽 度 (地震脉冲的锐度 ) 以及相位信息 1 。1 . 1 东营凹陷地层衰减状况表 1 为东营凹 陷 勘 探 深 度 及 频 带 、 动 态 范 围 对 应 表 。 表中 Q 为品质因数 ,瞬时动态 = A ( 10) - A ( f m ) ,引 言0高 精度地震勘 探 要 求 野 外 采 集 系 统 应 尽 量 满 足 :信号测量的高分辨率 、 大动态范围 、 强抗干扰能力及更 多道数和高
4、采样率等特点 。 本文结合胜利探区地层衰 减 规律和环境噪音 情 况 ,结 合 国 内 外 检 波 器 的 技 术 发 展 情况及工艺水平 ,针 对 东 营 凹 陷 的 高 精 度 地 震 勘 探检波器选型及仪器采集参数的确定展开讨论 。地 层 衰 减 、 噪 音 与 地 震 采 集 系 统 动 态 范 围地震信息的频率 、 相位和振幅是地震勘探的关键 。1表 1 勘探深度及频带 、 动态范围对应表勘 探 深 度 / m T0/ s G/ ( dB/ Hz) f m / Hz A (10) A ( f m ) A ( f H) 瞬 时 动 态 / dBQ2005001000150031 . 1
5、4439 . 17547 . 35353 . 3880 . 2540 . 540 . 961 . 342- 0 . 223- 0 . 376- 0 . 553- 0 . 68640030020012010080608060800600400240200160120160120- 2 . 23- 3 . 76- 5 . 53- 6 . 86- 7 . 91- 7 . 91- 7 . 91- 9 . 5- 9 . 5- 89 . 2- 112 . 8- 110 . 6- 82 . 32- 79 . 1- 63 . 28- 47 . 46- 76- 57176 . 17221 . 84215 . 6
6、7157 . 78150 . 29118 . 6587 . 01142 . 5104 . 52000 58 . 373 1 . 691 - 0 . 7913000 66 . 572 2 . 318 - 0 . 9540 80 - 9 . 5 - 38 66 . 5 f m 为 期 望 的 子 波 主 频 , f H 为 高 截 频 。 从 表 1 可 以 看出 ,如果 东 营 凹 陷 在 勘 探 3 000 m 深 度 , 期 望 得 到 60Hz 主频 ,需要记录系统的瞬时动态为 104 dB 。1 . 2 地震采集系统动态范围1 . 2 . 1 地震仪器记录系统动态范围1) 输入动态 :输
7、 入 的 最 大 不 失 真 信 号 与 等 效 输 入 噪声之比 ,由仪器电路确定的参数 。2) 记录动态 :不同采样时刻可记录的最大信号与第 一 作 者 简 介 : 李 宇 志 ,女 ,1973 年 生 ,工 程 师 ,1995 年 毕 业 于 西 北 大 学 地 质 学 系 ,现 在 胜 利 油 田 有 限 公 司 东 辛 采 油 厂 地 质 研 究 所 从 事 油 气 勘 探 工作 。 邮 编 :最 小信号之比 ,取决于 A/ D 转 换 器 的 位 数 和 IFP 的 动态 。3) 瞬时动态 :在同一采样间隔内 ,能记录的不同 频 率的最大信号与最小信号之比 ,只 取 决 于 A/
8、D 转 换 器 的 位数 。 最小信号 指 任 何 增 益 时 A/ D ,转 换 器 均 保 持4 位最小有效位的信 号 2 。4) 真实动态 :输 入 动 态 与 畸 变 指 标 结 合 计 算 的 动 态范围 ,靠用户估算 ,见表 2 。表 2 浮点记录仪与 24 位 A/ D 转换器仪器的动态比较分辨率而言 ,要选用自然频率稍高的检波器 ,以提高检波器无干扰频带 。假 如期望的 浅 层 主 频 为 160 Hz , 即 f m = 160 Hz ,以上几个参数要满足 : f H = 320 Hz ,仪 器 采 样 率 至 少 用1 ms 采样 (0 412 Hz) ;检波器的假频大于
9、320 Hz 。2 . 2 电动式检波器主要参数分析地震检波器由机械部分及与其相连的具有电负载 的 机电转换器组成 ,地 震 勘 探 要 求 检 波 器 的 振 幅 - 频 率 响应在有效的地 震 波 频 率 内 是 线 性 的 ,具 体 参 数 分 析如下 。2 . 2 . 1 阻尼阻 尼为衰减系数与自然 频 率 之 比 ,表 示 为 D = h /动 态 范 围 A/ D + IFP 浮 点 记 录 仪 / dB 24 位 A/ D 转 换 仪 器 / dB输 入 动 态记 录 动 态 瞬 时 动 态 真 实 动 态( 输 入 + 畸 变 )104 120138 15666104 1201
10、20 0 。 D 1 时 为 过 阻 尼 , 检 波 器 输 出 的 固有 振动 具 有 非 周 期 性 , 且 迅 速 衰 减 ; D = 1 时 为 临 界 阻 尼 , 固有振动处于周 期 振 动 向 非 周 期 性 振 动 过 渡 的 状 态 。由 于固有振动 的 特 点 是 输 入 信 号 消 失 后 ,输 出 要延续一段时间 ,所以 当 检 波 器 固 有 振 动 的 延 续 时 间 大 于 相邻两界面的反 射 时 差 时 ,那 么 检 波 器 输 出 的 两 个 界 面的反射信号 就 会 重 叠 在 一 起 无 法 分 辨 。 因 此 ,为 了提高分辨率 ,检波器固有的振动延续时间
11、应缩短 ,检 波器的阻尼系数应选临界阻尼 1 。电动式检波器的幅频特性取决于检波器的阻尼系 数 , D 0 . 707 时 无 尖 峰 出 现 。所以最 佳 阻 尼 为 : D = h / = 0 . 707 。 常 规 勘 探 为 使0检 波器的灵敏度保 持 一 定 的 高 输 出 , 一 般 采 用 最 佳 阻尼 。从 提高分辨率考虑 , D = 1 ; 从 获 得 线 性 相 位 考 虑 , D = 2 ; 从获 得 最 大 平 直 的 幅 频 响 应 考 虑 , D = 0 . 707 ; 从 提高低频振幅 考 虑 , D = 0 . 5 或 更 小 。 兼 顾 几 方 面 , 普遍认
12、为 D = 0 . 707 为最佳阻尼 。2 . 2 . 2 自然频率幅 频响应呈现 高 通 滤 波 器 特 性 ,一 般 在 其 自 然 频 率 (谐振频率 ) 以下 ,以一定陡度压制低频 ,到其自然频 率以后呈现通频带 。 自然频率越低接收低频深层信号的 能 力 越 强 , 但 是 压 制 面 波 的 能 力 越 弱 。 通 常 为 8Hz 、 10 Hz 、 14 Hz 等 ,高分 辨 率 勘 探 使 用 的 检 波 器 应 选 用自然频率较高的检波器 4 。2 . 2 . 3 灵敏度指 机电转换 效 率 (V/ cm/ s) 。 灵 敏 度 越 高 检 波 器 输出电压越高 4 。2
13、. 3 检波器的串并联关系检 波器通过串 联 的 方 式 增 加 灵 敏 度 ,通 过 并 联 的方式降低 噪 音 和 阻 抗 。 科 学 的 方 式 是 串 并 联 个 数 相等 ,检波器的串阻 尼 等 于 单 只 阻 尼 。 根 据 胜 利 探 区 传 统 的 “王 ”型组合 方 式 ,建 议 单 串 检 波 器 的 组 串 方 式 为6 串 2 并 ,这样在野外 3 串组合后为 6 串 6 并 。输 入端电压范围 ,降低仪 器 的 动 态 范 围 。 建 议 应 以 12dB 为主 ,尽量不要选 24 dB 、 36 dB 和 48 dB 。高 精 度 地 震 在 辛 镇 地 区 的 应
14、 用 实 例1998 年 ,采用上述地震波 ( 主 频 ) 与 检 波 器 参 数 技4地 震 仪 器 采 集 因 素 分 析3 术指标 ,在东营凹陷辛镇地区实施了高精度三维采集 。3 . 1 采样率采 样率的高低 ,影 响 到 采 样 的 精 度 和 记 录 系 统 的 通 频带 。 A/ D 转 换 器 的 精 度 在 于 量 化 电 压 的 大 小 和 采 样率的高低 。 量 化 电 压 越 小 、 采 样 率 越 高 模 数 转 换 的精度越高 。 见表 3 、 表 4 。表 3 24 位 A/ D 转换器和常规 15 位 A/ D 转换器特性辛 镇地区位于东营 洼 陷 中 央 背 斜
15、 断 裂 带 中 段 ,构 造 复杂 ,储层发育 ,多层系含油 ,油气资源丰富 。 辛镇地区高精度三维地震资料采集 、 处理出站后 ,资料的信噪比和分辨率有较大幅度的提高 ,二 、 三级断 层断面清楚 ,四级及 落 差 在 十 几 米 左 右 的 断 层 也 能 描 述 出来 ,大幅提高 了 构 造 解 释 的 精 度 及 准 确 度 。 应 用辛 镇地区高精度三 维 资 料 进 行 测 井 约 束 反 演 ,大 大 拓 宽 东辛地区寻找沙 三 段 岩 性 油 藏 的 勘 探 空 间 ,推 进 了 该区滚动勘探进程 。 利用重新采集的地震资料在辛镇 空白区带部 署 8 口 探 井 , 均 获
16、工 业 油 流 , 钻 探 成 功 率80 % 。 在辛 3 、 辛 31 、 辛 14 、 等 15 个 断 块 部 署 滚 动 井38 口 ,统计钻探成功率为 93 . 5 % 。 共计上报探 明 地 质 储 量 803 104 t ,建成生产能力 15 . 5 104 t 。 获得极大 的勘探开发效益 。动 态 范 围/ dB量 化 单 位 量 化 电 平名 称 A/ D 转 换 位 数 分 辨 率/ V / 种2232141/ 2231/ 214SN388SN338S + 23S + 14138841500表 4 不同采样率高截频率采 样 率/ ms 4 2 1 0 . 5 0 . 2
17、5高 截 频 率 / Hz 103 206 412 824 1 648一般 24 位地 震 仪 的 通 频 带 为 0 . 82 f N Y ,但 是 ,采 结 论5样率选得太高 ,一方面影响施工效率 ,另一方面要考虑检波器的假频 ,要根据目的层的主频来确定 ,目前在高 分辨率勘探中通常选用 1 ms 采样 。3 . 2 前放增益在 地震仪器中 前 放 电 路 的 作 用 ,一 是 起 到 阻 抗 匹 配作用 ,二是消除或抑制由检波器串引入的共模干扰 , 三是对检波器的差模信号进行增益放大 。 对于不同的 前放增益 ,其电路允 许 输 入 的 最 大 不 失 真 信 号 和 入 口噪声是不同的
18、 ,因此 对 于 不 同 的 前 放 增 益 有 不 同 的 动 态 范围 。 表 5 中列出几种主要仪器的前放增益和动 态 范围 2 。仪器的前放增益不宜选取太高 ,太高会降低仪器表 5 几种主要仪器的前放增益和动态范围(1) 针对东营凹陷高精度勘探 (兼顾深层 ) ,使用 自然 频率 l 0 Hz 或 14 Hz 的 速 度 型 超 级 检 波 器 。 即 兼 顾 深层 ,又提高检波器的假频范围 。(2) 检波器的组串方式 6 串 2 并比较理想 。(3) SN388 仪器前放 增 益 选 12 dB ,这 样 不 失 真 的 入口电压范围为 :0 . 40 V RMS 0 . 40 V
19、RMS 。( 4) SN388 仪器采样率选 1 ms ,通频带范围为 :1412 Hz (最小相 位 ) ,1 250 Hz (线 性 相 位 ) 。 国 内 石 油 行业一般使用线性相位 。参 考 文 献俞寿 朋 . 高 分 辨 率 地 震 勘 探 M .社 ,1993北 京 : 石 油 工 业 出 版1前 放 增 益 / dB 2 廖声刚 . 高精度地震勘探与地震数据 采 集 系 统 J . 江 汉石油科技 ,2002 . 12 (3)名 称 0 12 24 36 48V max/ (V RMS)V min/ ( V RMS)动 态 范 围 / dB1 . 6 0 . 4 0 . 1 冯
20、 宏 . 地震勘 探 仪 器 中 的 24 位 数 据 采 集 技 术 J .油仪器 ,1997 . 11 (3)石3SN388 0 . 401200 . 2106 刘光林 , 刘泰生 . 地震检 波 器 的 发 展 方 向 J . 勘 探 地 球物理进展 ,2003 . 26 (3)4V max/ (V RMS)V min/ ( V RMS)动 态 范 围 / dB1 . 281 . 280 . 320 . 300 . 080 . 150 . 020 . 10BOX(收稿日期 :2005 - 12 - 07 编辑 : 刘雅铭 )120 100 94 86scene logging respo
21、ndence . At last , we get an ideal result of drilling fluid resistivity of stratum and invasion depth . This software is used to interp ret a few L uLiang zone s array induction logging data by XinJ iang oil well logging company . Theconclusion accords with testing for oil data . It gives advantage
22、play to array induction logging , settles a good foundation to discern oil and water reservoir bed .Key Words :array induction , resistivity , geometric factor , reversionGuo Qia ozhan an d D u Hongbin . Deter min ing carbona te f or ma tion acoustic porosity by neural net work ba sed onL M algorith
23、m . PI , 2006 , 20( 1) :36 38It is a difficult p roblem to determine the carbonate formation porosity in oil logging interp retation . The traditional methods are the time2average equations derived or acquired based on two of acoustic , neutron and density logging date , but these methods are inconv
24、enient in concrete application . The method of artificial neural network (ANN) has the char2 acteristics of high self2study , self2adaptation and interference resistance . A network structure with single2hidden2layer is adopted . The application of experimentation shows the Levenberg2Marquardt algor
25、ithm determine the carbonate formation porosity not only possesses the merits of algorithm stability , but also has a superior truth value to that of traditional meth2 ods .Key Words :acoustic porosity , carbonate formation , neural network , Levenberg2Marquardt algorithmL iu Y un qi , Su Kexia o ,
26、Meng Xianta o , Wang Chuncheng an d Y uan Qinghua . Analyses on complex resistivity well logging method . PI , 2006 , 20( 1) :39 41The vector analysing method is used to analyzes complex resistivity well logging in this paper . It points out that Ix , the real part of main electricity , is only rela
27、ted to rock resistivity ,and Iy , the image part is related to rock s dielectricconstant . With the analysis on the real part measurement in high frequency , a method of image resistivity well logging is p ut forward with multi2 frequencies .Key Words :complex resistivity logging , measurement of ma
28、in electricity , image resistivity , dielectric constant , vectorPang Suishe , Wu Pingcang an d Song Nan ping . D iscussion on a ne w method f or deter min ing the f reezing point of crude oil . PI , 2006 , 20( 1) :42 43 , 47Crude oil s freezing point defined by the routine freezing point analysis i
29、s an interval of temperature . The testing p rocess is complicated , with an obvious error influenced by artificial factors . The new method is to test the weightchange of a hanging piece in crude oil when the temperature drop s down . The freezing point is defined as the point of temperature at whi
30、ch the crude oil begins to solidify . The freezing point of crude oil can be determined by judging the in2 flexion point of the testing curve . The operation is simple and with high automation , little man2made influence . Results of the test are of high accuracy .Key Words :solidifying point testin
31、g , hanging piece for testing , curve of weight change , temperature of inflexionWang Chengrong , L i Wen bin , Qin Xia ohong , Xia Y uanjian an d Yang L ihua . Ima ging logging technology of multi2ar m cal iper . PI , 2006 , 20( 1) :44 47The imaging logging of multi2arm caliper is an advanced engin
32、eering well logging technology . It has superior p re2 dominance to the non2imaging tool of 402arm caliper logging or X - Y caliper logging . It can offer maximal , minimal and even caliper to quantitative interp retation and more intuitive 182arm or 362arm logging curves , magnetic caliper , magnet
33、2 ic weight , temperature of the well , three2dimensional diagram of sidewall ,imaging of sidewall , and section diagram of sidewall . The technology p rovides distinct and reliable information for detecting and repairing the casing in time . The in2 formation p rovide exact all2sided status of casi
34、ng for logging and repairing .Key Words :engineering well logging , multi2arm caliper ,log , imaging loggingL i Y uzhi , Fei Ha ita o an d Sun Guodong . Selection of geophone pa ttern an d instrument recording factor para m2eters f or high resol ution seismic explora tion . PI , 2006 , 20( 1) :48 50
35、The selection of geop hone pattern and instrument parameters for the high resolution seismic exploration in Dongying Dep ression is discussed according to the attenuation and ambient noise in Shengli p rospect area and the level of technolo2 gy of geop hone at p resent . The 10/ 14 Hz of natural fre
36、quency with 6 serial and 2 parallel pattern geop hone is ideal for the high resolution seismic exploration in Dongying Dep ression . The parameters of SN388 are as follows : the p reamplifiergain is 12 dB , the entrance p ressure is 0 . 40 VRMS 0 . 40 VRMS , the sampling rate is 1 ms , and the trans
37、missionband is 1 Hz 412 Hz of minimum p hase and 1 Hz 250 Hz of linear p hase . And it has good application effect inXinzhen oilfield .Key Words :high resolution seismic exploration , geop hone , instrument recording parameter , Xinzhen 3D seismic dataShu Y igang , Xia o Huichang , L uo Chun hong ,
38、Shu Chenggang an d L iu Jun . Appl ica tion of flo wmeters in lea k2a ge detection . PI , 2006 , 20( 1) :51 52 , 55As one of the leakage detection methods , the flowmeter has the superiority to the other methods . It is not limited to the length of well2section surveyed , and the job location reques
39、ts are few . It is one of fast , exact and low2costing well testing methods for leakage detection .Key Words :flowmeter , casing pipe , leakage detection , well testingKang Chuan peng . A method of lo w2consumption ultra son ic flo w mea sure ment ba sed on integral principle . PI ,2006 , 20( 1) :53
40、 55The measurement p rinciple of the travel time difference method for the ultrasonic flow measurement is analyzed . A signal p rocessing method based on zero2crossing detection and integral p rinciple is depicited , which simplifies the signal p rocessing , reduces the consumption . At last , some
41、low2consumption ultrasonic flow measurement stepes are p resented , especially the design of working timing .Key Words :ultrasonic , flow measurement , zero2crossing detection , integral , low2consumptionGuo Xiguo , L in Chengyan an d Y u Cuil ing . Study on sedimentary pha ses of the reservoir in t
42、he third n umber ofFun ing Group , the south of Shan ian oil f iel d , Ga oyou depression . PI , 2006 , 20( 1) :56 58Based on the analysis of core , thin section , well log and seism data , we have done the investigation of individual well p hases , plane section p hases , and shapes of sand bodies
43、, and we have drawn a conclusion that the features of the sedimentary p hases , in the third number of Funing group , Shanian oil field , are that : in the delta front , sedimentary p hases differentiate obviously from northeast to southwest , they are underwater distributary channels , estuary dam
44、, sand sheet and lacustrine p hases . Among these p hases , the underwater distributary channels and the estuary dam are favor2 able p hases for oil accumulation with relatively good p hysical p roperty .Key Words :Gaoyou dep ression , delta , sedimentary p hases , underwater distributary channel ,
45、p hysical p roperty , favor2able p hasesL i Huil ing , Zhang Jia tian an d Wang Qiul in . Appl ica tion of AD V611 chip in encode/ decode video ima ge . PI ,2006 , 20( 1) :59 61This paper describes a special high comp ression ratio ( up to 7500 :1) chip ADV611 used for video image , including its ch
46、aracters of f unction , p rinciple and p rimary performances , and gives the application in encoding and decoding video image .Key Words :encode/ decode of image , video signal , ADV611chipHan Zexi an d L v Fei. High density NA ND Fla sh used in e mbedded syste ms . PI , 2006 , 20( 1) :62 64 , 66Wit
47、h the development of embedded system p roducts , their features , such as performance , capacity and package , are demanded more imp roved . Taking Samsung NAND Flash K9 K1 G08U0B - J IB 0 , mainly used in mobile p hone , for example , this article contrasts the characteristics of NAND and NOR Flash
48、 , expounds the organization and using meth2 ods of NAND Flash , introduces the application of NAND Flash in embedded systems , and how to set up the Linux sys2 tem for supporting the NAND Flash .Key Words :embedded system , NAND Flash , K9 K1 G08U0B - J IB 0 , LinuxL iu Zongen , Wang Jianjun an d W
49、ang Zhongping . D SP used in the control syste m of the oil2cleaned instru2ment . PI , 2006 , 20( 1) :65 66This article p rimarily introduces the shortcoming of the oil2cleaned instrument when it is working , then brings for2 ward a means based on DSP and switched reluctance motor ( SRM) to control the oil2cleaned instrument s temperature and p ressure . In this article , the author offer p rinciple drawing that can be comed true .Key Words :oil2cleaned instrument , switched reluctance motor , digital signal p rocessor
