CN103777246A - 地震勘探仪器与vsp测井仪器共源接收系统 - Google Patents

Abstract

一种地震勘探仪器与VSP测井仪器共源接收系统，它包括地震勘探仪器、调制器、编码器、设置于地震勘探仪器所在地的电台一、设置于炮点激发装置所在地的电台二、译码器、炮点激发装置、设置于各接收点的地面检波器和VSP井中检波器、设置于VSP测井仪器所在地的电台三和VSP测井仪器。本发明通过调制器、编码器、译码器和解调器以及连接它们之间的无线电台确保地震勘探仪器、VSP测井仪器以及与激发点这三者之间精确的同步关系，将二维、三维地震勘探与VSP测井作业同步进行，共用炮点震源，避免了地震勘探与VSP测井在同一个工区（区域）内相同激发点的重复激发，节省了一倍的激发工作量。

Description

地震勘探仪器与VSP测井仪器共源接收系统

技术领域

本发明涉及地震勘探和VSP测井两种勘探方法、同源共享、系统同步。具体地说：石油勘探中将分别进行的地震勘探激发的地震波，由400系列地震仪器接收地层来的反射波，与VSP测井仪接收的直达波，用同一激发源，两套仪器同时完成地震反射波与测井直达波接收工作，完成地震勘探仪器与VSP测井仪共源同步接收。

背景技术

石油勘探是由多学科，技术面覆盖广，各自独立的专业来完成的。地震勘探与VSP测井是不同的地球物理勘探领域。其目的都是围绕搞清地下地质构造，寻找油气藏，地震勘探方法是宏观上查清地下形态与分布，VSP测井着重查清地层纵向上、每一小地层厚度及分辨情况。两者的有机结合能更加有效地查清地下构造及埋藏深度与地层展布。两者一个横向宏观上、一个纵向微观上互为补充和完善。

地震勘探仪器是在地面激发地震波和地面埋置检波器接收来自地层的反射波。测井仪器是在地面激发地震波在井中放置检波器接收地面到达地下的的直达波。两种方法都是利用地震波旅行时间和传播速度作为参数研究地层埋深和厚度。由于两套系统各为独立的时序计时系统难以满足同步。一直以来两套系统各自为战，在同一地点不同时间用两种方法，两套仪器接收为完成同一目标，又同是利用地震激发地震波相近似的工作。问题的核心是两套仪器的系统时差，不同时间激发能量、频率、干扰源都在变化，会造成地层解释时的系统误差而达不到要求，地层中地震波的传播速度一般在4000—5000米/秒，两套系统如不能同步用人为识能的精度一般在5毫秒（4000米/秒—5000米/秒）×0.0005秒=20米。出现地层标定不准、错位，小于十米以下的油层常常不能被发现。两套方法技术系列的融合势在必行，必须解决两套系统的同步。

以往在同一工区（区域）内从事二维、三维地震勘探与VSP测井作业是各做各的：二维、三维地震勘探与VSP测井作业分别进行。二维、三维地震勘探的激发和VSP测井的激发重复实施。以一个工区作业为例，在同一个工区（区域）内，二维、三维地震勘探与VSP测井相同的激发点约为8000炮。也就是说：既重复了一倍（8000炮、成本少则几百万）的激发工作量，经济性差，又浪费了双倍的时间，效率低，并且激发因素不单一，不利于解释对比的正确判定。

发明内容

本发明的目的是针对目前常规地震勘探与VSP测井中采用重复放炮、重复铺排列接收的施工方法，所存在的费时费事，效率低、成本高，无法确保两套仪器存在激发与采集资料一致性，工作因素不单一，不利于作业结果正确判定和目的层位的正确判定，是所存在的同步精度无法保证，不利于高质量的地震数据采集的问题，提出一种既灵活方便、又精确同步的地震勘探仪器与VSP测井仪器共源接收系统。

本发明的技术方案是：

一种地震勘探仪器与VSP测井仪器共源接收系统，它包括地震勘探仪器、调制器、编码器、设置于地震勘探仪器所在地的电台收发控制模块一、电台一、设置于炮点激发装置所在地的电台二、译码器、电台收发控制模块二、炮点激发装置、设置于各接收点的地面检波器和VSP井中检波器、设置于VSP测井仪器所在地的电台三、电台接收控制模块和VSP测井仪器，

所述的地震勘探仪器的控制信号端与调制器双相连接，调制器通过编码器与电台收发控制模块一的下行信号端双向连接，电台收发控制模块一的上行信号端与电台一的下行信号端双向连接，电台一的上行信号端与电台二、三的上行信号端通过无线电波无线连接，输出炮点激发同步信号，所述的电台二的下行信号端通过译码器与电台收发控制模块二的上行信号端双向连接，电台收发控制模块二的下行信号端与炮点激发装置连接，该炮点激发装置的控制信号输出端连接炮点，所述的电台三的下行信号端连接电台接收控制模块的上行信号输入端，电台接收控制模块的下行信号输出端与解调器的信号输入端，所述的解调器的信号输出端与VSP测井仪器的控制信号输入端相连；所述的设置于各接收点的地面检波器和VSP井中检波器分别获取炮点爆破时的对应检测信号，各地面检波器的信号输出端输出反射地震波通过地震电缆传输到地震勘探仪器， VSP井中检波器的信号输出端输出直达地震波通过测井电缆传输到VSP测井仪器。

本发明的地震勘探仪器和428调制电路之间通过光耦隔离驱动接口连接，VSP测井仪器和VSP解调器之间通过光耦隔离驱动接口连接。

本发明的电台收发控制模块一、二和电台接收控制模块均包括电阻R1、R2、二极管D1、三极管Q1和光电耦合器L1，电阻R1的一端连接前级设备的信号输出端，电阻R1的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，发射极和基极之间并联电阻R2，三极管Q1的集电极接二极管D1的正极，二极管D1的负极接电源，光电耦合器L1并联在二极管D1的两端，光电耦合器L1输出耦合信号至后级设备。

本发明的电台收发控制模块一中，电阻R1的一端连接编码器的信号输出端，光电耦合器L1输出耦合信号至电台一的控制信号输入端；电台收发控制模块二中，电阻R1的一端连接译码器的信号输出端，光电耦合器L1输出耦合信号至炮点激发装置的控制信号输入端；电台接收控制模块中，电阻R1的一端连接电台三的信号输出端，光电耦合器L1输出耦合信号至解调器的信号输入端。

本发明的炮点激发装置为爆炸机。

本发明的调制器包括电阻R3、R5、由放大器U1、U2、电阻R6、R4构成的二级放大电路、耦合变压器T1、高频滤波器C1和匹配电阻R7、R8，所述的电阻R3、R5的一端分别连接地震勘探仪器的同步信号输出端，电阻R3、R5的另一端分别连接二级放大电路的输入端，二级放大电路的输出端连接耦合变压器T1的输入端，耦合变压器T1的一输出端连接高频滤波器C1的一端，耦合变压器T1的另一输出端依次串接匹配电阻R7、R8至高频滤波器C1的另一端，电阻R8的两端作为调制器的输入输出端连接编码器，发送炮点激发同步信号。

本发明的解调器包括耦合变压器T2、二极管D2-D4、放大器U3-U5、电阻R9-R16和电容C2-C3，所述的耦合变压器T2的输入端作为解调器的输入连接电台三的输出端，耦合变压器T2的输出端连接由放大器U3、U4构成的二级放大电路，耦合变压器T2的一输出端通过二极管D2接地，放大器U4的反相比例信号输入端和输出端之间并接滤波电容C3，放大器U4的输出端作为二级放大电路的输出连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端和放大器U3的输出端之间并接由并联的二极管D3、D4构成的限幅电路，电阻R12、二极管D3的正极和二极管D4的负极的连接点接由放大器U5、电阻R13构成的放大电路，放大器U5的输出端连接电阻R15的一端，电阻R15的另一端作为解调器的输出，输出炮点激发同步信号至VSP测井仪器。 

本发明的有益效果：

①本发明将二维、三维地震勘探与VSP测井作业同步进行，共用炮点震源，避免了地震勘探与VSP测井在同一个工区（如吉林省公主岭市八屋工区等区域）内相同激发点的重复激发，节省了一倍的激发工作量；

本发明将地震勘探和VSP测井这二者地球物理勘探有机地结合起来，避免了在同一工区（区域）内的相同激发点的重复激发。有利于：1.提高了工效。节省了一倍的时间，约20个工作日（三维地震勘探队伍一般为数百人，VSP测井队伍一般为数十人。同时还要配备相应的车辆、后勤保障等）。2.节省了成本。节省了一倍的激发工作量：钻井、雷管、炸药，按每个激发点1000元计算，共节省800万元。应用效果明显、经济效益显著。

②本发明：勘探精度大为提高，两套仪器采集的资料人眼分辨的时差精度在5毫秒，而本发明仪器的同步精度为几个微秒,可消除地层解释中的误差。

③本发明:同一激发接收的地震波因素单一,具有可比性,特别是两种仪器采集到的子波完全相同,两种方法的对比,层间弱小信息相关性更强,使得两种方法解决地层展布和纵向对比的依据更加充分,避免了多解性。

附图说明

图1为本发明的原理框图。

图2为电台收发控制模块一、二和电台接收控制模块的电路图。

图3为调制器的电路图。

图4为解调器的电路图。

 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种地震勘探仪器与VSP测井仪器共源接收系统，适用于任何一种地震勘探仪器与任何一种VSP测井仪器，它包括地震勘探仪器（本例中型号为428XL法国产）、调制器、编码器（本例中型号为ZN601中国产）、设置于地震勘探仪器所在地的电台收发控制模块一、电台一、设置于炮点激发装置所在地的电台二、译码器（本例中型号为ZN601中国产）、电台收发控制模块二、炮点激发装置（本例中型号为ZN601中国产）、设置于各炮点的地面检波器（本例中型号为SM24美国产）和VSP井中检波器（本例中型号为Geochain法国产）、设置于VSP测井仪器所在地的电台三、电台接收控制模块和VSP测井仪器，

所述的地震勘探仪器的控制信号端与调制器双相连接，调制器通过编码器与电台收发控制模块一的下行信号端双向连接，电台收发控制模块一的上行信号端与电台一的下行信号端双向连接，电台一的上行信号端与电台二、三的上行信号端通过无线电波无线连接，输出炮点激发同步信号，此信号与仪器触发信号同步，所述的电台二的下行信号端通过译码器与电台收发控制模块二的上行信号端双向连接，电台收发控制模块二的下行信号端与炮点激发装置连接，该炮点激发装置的控制信号输出端连接炮点，所述的电台三的下行信号端连接电台接收控制模块的上行信号输入端，电台接收控制模块的下行信号输出端与解调器的信号输入端，所述的解调器的信号输出端与VSP测井仪器的控制信号输入端相连；所述的设置于各接收点的地面检波器和VSP井中检波器分别获取炮点爆破时的对应检测信号，各地面检波器的信号输出端输出反射地震波通过地震电缆传输到地震勘探仪器， VSP井中检波器的信号输出端输出直达地震波通过测井电缆传输到VSP测井仪器。

本发明的地震勘探仪器和428调制电路之间通过光耦隔离驱动接口连接，VSP测井仪器和VSP解调器之间通过光耦隔离驱动接口连接。

本发明的电台收发控制模块一、二和电台接收控制模块均包括电阻R1、R2、二极管D1、三极管Q1和光电耦合器L1，电阻R1的一端连接前级设备的信号输出端，电阻R1的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，发射极和基极之间并联电阻R2，三极管Q1的集电极接二极管D1的正极，二极管D1的负极接电源，光电耦合器L1并联在二极管D1的两端，光电耦合器L1输出耦合信号至后级设备。

本发明的电台收发控制模块一中，电阻R1的一端连接编码器的信号输出端，光电耦合器L1输出耦合信号至电台一的控制信号输入端；电台收发控制模块二中，电阻R1的一端连接译码器的信号输出端，光电耦合器L1输出耦合信号至炮点激发装置的控制信号输入端；电台接收控制模块中，电阻R1的一端连接电台三的信号输出端，光电耦合器L1输出耦合信号至解调器的信号输入端。

本发明的炮点激发装置为爆炸机。

本发明的调制器包括电阻R3、R5、由放大器U1、U2、电阻R6、R4构成的二级放大电路、耦合变压器T1、高频滤波器C1和匹配电阻R7、R8，所述的电阻R3、R5的一端分别连接地震勘探仪器的同步信号输出端，电阻R3、R5的另一端分别连接二级放大电路的输入端，二级放大电路的输出端连接耦合变压器T1的输入端，耦合变压器T1的一输出端连接高频滤波器C1的一端，耦合变压器T1的另一输出端依次串接匹配电阻R7、R8至高频滤波器C1的另一端，电阻R8的两端作为调制器的输入输出端连接编码器，发送炮点激发同步信号。

本发明的解调器包括耦合变压器T2、二极管D2-D4、放大器U3-U5、电阻R9-R16和电容C2-C3，所述的耦合变压器T2的输入端作为解调器的输入连接电台三的输出端，耦合变压器T2的输出端连接由放大器U3、U4构成的二级放大电路，耦合变压器T2的一输出端通过二极管D2接地，放大器U4的反相比例信号输入端和输出端之间并接滤波电容C3，放大器U4的输出端作为二级放大电路的输出连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端和放大器U3的输出端之间并接由并联的二极管D3、D4构成的限幅电路，电阻R12、二极管D3的正极和二极管D4的负极的连接点接由放大器U5、电阻R13构成的放大电路，放大器U5的输出端连接电阻R15的一端，电阻R15的另一端作为解调器的输出，输出炮点激发同步信号至VSP测井仪器。

具体激发时，地震勘探与VSP测井作业同步进行，共用激发点震源，地震勘探仪器在地面接收反射地震波的同时，VSP测井仪器也同时在井中接收直达地震波，避免了重复放炮，高效、节能、经济。

本发明通过调制器、编码器、译码器和解调器以及连接它们之间的无线电台确保地震勘探仪器、VSP测井仪器以及与激发点这三者之间精确的共源接收同步关系，共源接收同步精度符合相关行业技术标准。共源接收同时解决：1.共源接收与地震勘探仪器的同步问题；2.共源接收与VSP测井仪器的同步问题；3.共源接收与激发点的同步问题，确保这三者共源接收的同步精度符合相关技术标准。共源接收同步精度实测时差如表1所示。

表1                同步精度实测时差

从实测情况看，地震勘探仪器与VSP测井仪器同步精度完全符合中华人民共和国石油天然气SY/T5314-2004行业标准。操作简单、使用方便，无论是地震勘探仪器还是VSP测井仪器，双方只要各打开一个开关、发一条指令即可。实践证明，经过8000炮的共源接收野外施工，效果极佳。

本发明的电台控制模块分别附加在ZN601的编码器、译码器中，并利用了原有的电源；所有的执行元件均为光耦器件，选用光耦器件的优点是：执行动作快，达到微秒级，体积小、重量轻、耗电省；同一爆炸激发源所产生的地震波，地面接收到的反射地震波，通过地震电缆传输到地震仪器中，井中接收到的直达地震波，通过井中电缆传输到测井仪器中。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种地震勘探仪器与VSP测井仪器共源接收系统，其特征是它包括地震勘探仪器、调制器、编码器、设置于地震勘探仪器所在地的电台收发控制模块一、电台一、设置于炮点激发装置所在地的电台二、译码器、电台收发控制模块二、炮点激发装置、设置于各接收点的地面检波器和VSP井中检波器、设置于VSP测井仪器所在地的电台三、电台接收控制模块和VSP测井仪器，

所述的地震勘探仪器的控制信号端与调制器双相连接，调制器通过编码器与电台收发控制模块一的下行信号端双向连接，电台收发控制模块一的上行信号端与电台一的下行信号端双向连接，电台一的上行信号端与电台二、三的上行信号端通过无线电波无线连接，输出炮点激发同步信号，此信号与仪器触发信号同步，所述的电台二的下行信号端通过译码器与电台收发控制模块二的上行信号端双向连接，电台收发控制模块二的下行信号端与炮点激发装置连接，该炮点激发装置的控制信号输出端连接炮点，所述的电台三的下行信号端连接电台接收控制模块的上行信号输入端，电台接收控制模块的下行信号输出端与解调器的信号输入端，所述的解调器的信号输出端与VSP测井仪器的控制信号输入端相连；所述的设置于各接收点的地面检波器和VSP井中检波器分别获取炮点爆破时的对应检测信号，各地面检波器的信号输出端输出反射地震波通过地震电缆传输到地震勘探仪器， VSP井中检波器的信号输出端输出直达地震波通过测井电缆传输到VSP测井仪器。

2.根据权利要求1所述的地震勘探仪器与VSP测井仪器共源接收系统，其特征是所述的地震勘探仪器和428调制电路之间通过光耦隔离驱动接口连接，VSP测井仪器和VSP解调器之间通过光耦隔离驱动接口连接。

3.根据权利要求1所述的地震勘探仪器与VSP测井仪器共源接收系统，其特征是所述的电台收发控制模块一、二和电台接收控制模块均包括电阻R1、R2、二极管D1、三极管Q1和光电耦合器L1，电阻R1的一端连接前级设备的信号输出端，电阻R1的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，发射极和基极之间并联电阻R2，三极管Q1的集电极接二极管D1的正极，二极管D1的负极接电源，光电耦合器L1并联在二极管D1的两端，光电耦合器L1输出耦合信号至后级设备。

4.根据权利要求3所述的地震勘探仪器与VSP测井仪器共源接收系统，其特征是所述的电台收发控制模块一中，电阻R1的一端连接编码器的信号输出端，光电耦合器L1输出耦合信号至电台一的控制信号输入端；电台收发控制模块二中，电阻R1的一端连接译码器的信号输出端，光电耦合器L1输出耦合信号至炮点激发装置的控制信号输入端；电台接收控制模块中，电阻R1的一端连接电台三的信号输出端，光电耦合器L1输出耦合信号至解调器的信号输入端。

5.根据权利要求1所述的地震勘探仪器与VSP测井仪器共源接收系统，其特征是所述的炮点激发装置为爆炸机。

6.根据权利要求1所述的地震勘探仪器与VSP测井仪器共源接收系统，其特征是所述的调制器包括电阻R3、R5、由放大器U1、U2、电阻R6、R4构成的二级放大电路、耦合变压器T1、高频滤波器C1和匹配电阻R7、R8，所述的电阻R3、R5的一端分别连接地震勘探仪器的同步信号输出端，电阻R3、R5的另一端分别连接二级放大电路的输入端，二级放大电路的输出端连接耦合变压器T1的输入端，耦合变压器T1的一输出端连接高频滤波器C1的一端，耦合变压器T1的另一输出端依次串接匹配电阻R7、R8至高频滤波器C1的另一端，电阻R8的两端作为调制器的输入输出端连接编码器，发送炮点激发同步信号。

7.根据权利要求1所述的地震勘探仪器与VSP测井仪器共源接收系统，其特征是所述的解调器包括耦合变压器T2、二极管D2-D4、放大器U3-U5、电阻R9-R16和电容C2-C3，所述的耦合变压器T2的输入端作为解调器的输入连接电台三的输出端，耦合变压器T2的输出端连接由放大器U3、U4构成的二级放大电路，耦合变压器T2的一输出端通过二极管D2接地，放大器U4的反相比例信号输入端和输出端之间并接滤波电容C3，放大器U4的输出端作为二级放大电路的输出连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端和放大器U3的输出端之间并接由并联的二极管D3、D4构成的限幅电路，电阻R12、二极管D3的正极和二极管D4的负极的连接点接由放大器U5、电阻R13构成的放大电路，放大器U5的输出端连接电阻R15的一端，电阻R15的另一端作为解调器的输出，输出炮点激发同步信号至VSP测井仪器。

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