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地震采集裝備是取得高品質(zhì)地震數(shù)據(jù)的重要保證,震源激發(fā)和信號(hào)接收的效果是影響地震數(shù)據(jù)質(zhì)量與采集成本的兩個(gè)主要因素。近年來(lái),在勘探地震采集方面,以超萬(wàn)道地震儀、三分量檢波器為代表的單點(diǎn)接收、單點(diǎn)震源成為一種新的采集概念并推動(dòng)了物探技術(shù)的革命性發(fā)展;以3DVSP、井下采集震源與接收裝備為代表的開(kāi)發(fā)地震采集裝備推動(dòng)了油藏地球物理技術(shù)的發(fā)展;另外,基于模型的優(yōu)化采集設(shè)計(jì)技術(shù)備受重視,從而有效地解決了復(fù)雜地區(qū)的采集設(shè)計(jì)問(wèn)題。
勘探地震采集裝備
震源裝備 對(duì)地表相對(duì)復(fù)雜的區(qū)塊(如城區(qū)、沙漠等)的激發(fā)震源一般采用可控震源、聚能彈、坑炮等。為滿足復(fù)雜地區(qū)油氣勘探開(kāi)發(fā)工作的需要,可控震源已從早期的小噸位震源發(fā)展到目前的28噸級(jí)(6萬(wàn)磅級(jí))的大噸位震源,從而大大提高了激發(fā)能量。多臺(tái)組合同步控制精度達(dá)到微秒級(jí)水平,平均相位誤差不到1度,從而提高了組合激發(fā)的效果。西方地球物理公司研究出了一種新的同步震源方法,其改進(jìn)之處在于不進(jìn)行震源信號(hào)編碼,而是依靠空間震源定位在后續(xù)處理中進(jìn)行成功的信號(hào)分離。Mobil公司開(kāi)發(fā)出了一種高保真振動(dòng)地震技術(shù),它通過(guò)測(cè)量和記錄各振蕩器的相配運(yùn)動(dòng),利用這些實(shí)際運(yùn)動(dòng)信號(hào)來(lái)處理采集到的數(shù)據(jù),達(dá)到高保真的目的,并利用振蕩器的運(yùn)動(dòng)信號(hào)可分離多炮點(diǎn)同步記錄數(shù)據(jù),允許在野外進(jìn)行多炮點(diǎn)同步采集,從而極大地提高了生產(chǎn)效率。 地震記錄儀 地震記錄儀是地震采集的重要裝備之一。隨著機(jī)械制造業(yè)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,地震儀、20世紀(jì)50年代前最早的光點(diǎn)記錄方式、50年代的磁帶模擬記錄方式發(fā)展到70年代的24道數(shù)字記錄方式,從70年代的24道地震儀發(fā)展到千道數(shù)字地震儀。隨著勘探技術(shù)的發(fā)展,近期又出現(xiàn)了萬(wàn)道地震記錄儀,地震記錄儀的每一步發(fā)展都推動(dòng)了地震勘探技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。
為滿足高精度地震勘探的要求,地震儀器已向著超多道、遙感、高位模數(shù)轉(zhuǎn)換(從24位到32位)以及完善的質(zhì)量控制系統(tǒng)方向發(fā)展。主要的地震儀器生產(chǎn)廠家有:SERCEL,I/O,GEOX,F(xiàn)AIRFIELD公司等,主要產(chǎn)品包括:SN338,CM408UL,SYSTEM TWO,SYS—TEM2000,IMAGE,ARAM24,ARAMARIES,TELSEISBOX等,這些采集系統(tǒng)具有更高的技術(shù)指標(biāo)。對(duì)于2ms的采樣,最多可達(dá)到19200道,一般可以達(dá)到3000道,單線最多接收道數(shù)可達(dá)到1200道,一般可達(dá)到600道;最小采樣率已達(dá)到1/8ms;動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到134dB;高截止頻率達(dá)到2000Hz;信號(hào)畸變小至0.0003%;共模抑制比大于90dB。此外,這些采集系統(tǒng)具有更多的優(yōu)勢(shì)。單站、單道的外形尺寸與重量在不斷減少;有線與無(wú)線系統(tǒng)做到真正的混編,從而使野外排列設(shè)計(jì)更加靈活;并且數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化等。
油藏地球物理采集裝備
多BT3分量采集裝備 由于多波多分量地震不但可以采集到更為豐富的地震數(shù)據(jù)信息,而且可以為地質(zhì)構(gòu)造的成像、裂縫和孔隙的確定、儲(chǔ)層巖性的解釋等提供特定的信息,20世紀(jì)70年代末到80年代初,橫波地震勘探有了顯著的進(jìn)展,最近利用多波多分量來(lái)檢測(cè)方位各向異性方面又有了新的突破和令人鼓舞的成果。
陸上橫波激發(fā)有多種方式,主要包括三排井震源、壕溝爆炸索、水平可控震源、車(chē)裝重錘、傾斜氣槍震源等。
對(duì)于多分量采集的另一關(guān)鍵因素就是多分量數(shù)據(jù)的接收。陸地多分量勘探較早使用的是雙檢波器,即除了一個(gè)測(cè)量地面垂直分量的常規(guī)檢波器外,再設(shè)計(jì)一個(gè)專用于測(cè)定地面水平運(yùn)動(dòng)分量的檢波器,后來(lái)出現(xiàn)了三分量檢波器。目前三分量檢波器主要有兩種:一種是測(cè)量一個(gè)垂直分量及兩個(gè)正交的水平分量的三分量檢波器。另一種是三面檢波器,即UVW正交型檢波器,它是將性能一致的三個(gè)檢波器裝在一起,三分量與地面夾角均為54.74度,且彼此相互垂直。 VSP采集裝備 井中地震勘探包括VSP、井間地震、微地震、單井地震和隨鉆地震等。井中檢波器的發(fā)展是促進(jìn)3DVSP發(fā)展的主要因素之一。近幾年發(fā)展最快的是多級(jí)多分量檢波器,這種檢波器的信號(hào)在井下數(shù)字化后直接傳到地面,多級(jí)接收可達(dá)8級(jí)、24級(jí)、80級(jí),甚至200級(jí),提高了接收效率,三分量接收,可以同時(shí)采集到縱波和橫波資料。另外,井中檢波器已經(jīng)小到可以直接置于油管中進(jìn)行測(cè)量。
井間地震采集裝備 井間地震一般是在現(xiàn)有的井網(wǎng)上,選一口井作為震源井,鄰近的一口或幾口井作為接收井進(jìn)行測(cè)量。井中震源和檢波器是影響井間地震數(shù)據(jù)采集質(zhì)量的兩個(gè)關(guān)鍵要素:井間地震所用的井中檢波器與VSP的基本相同。井中震源有許多類型,如可控震源、壓電陶瓷、炸藥、空氣槍、重錘等。根據(jù)井間地震的技術(shù)要求,國(guó)內(nèi)外已研制出數(shù)十種井下震源,壓力基本上能達(dá)到12000psi,最大傳播距離可達(dá)1000m,耐高溫可達(dá)200攝氏度。