改进的地震检波器校准技术制造技术

描述了可用来便利和改进地震探查活动的各种技术。例如，本发明专利技术的一个方面针对用于使得能够就地测量地震检波器响应参数的技术。本发明专利技术的另一方面针对用于改进地震检波器校准和用于改进地震检波器响应参数的测量准确度的技术。本发明专利技术的再一方面针对用于补偿地震检波器响应输出数据以改进该数据的准确度的技术。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及地震检波器(geophone)，用于感测地球地层(formation)的振动的设备。本专利技术可应用于感测或传送操作中的其他类型的振动换能器。
技术介绍
在地震探查中，通过传感器在离散位置上感测由地震能量源引起的地球振动，并且传感器的输出被用于确定地下地层的性质。地震能量源可以是自然的，如地震和其他地壳构造(tectonic)活动、地陷(subsidence)、火山活动等，或者是人为的，如来自地表或地下作业的噪声、或来自在地表或地下进行的地震源的探究作业。传感器分为两个主要类别感测由地震源引起的压力场的水下检波器(hydrophone)、或感测由地震源引起的振动的地震检波器。当大地由于直接从源或经由地下反射而传播的地震能量而移动时，可位于地表或位于穿入大地的钻孔壁上的地震检波器在能量传播的方向上移动。然而，如果地震检波器的轴对准运动方向，安装在地震检波器内部的弹簧上的移动线圈停留在相同位置上，从而引起线圈相对于外壳的相对运动。当线圈在磁场中移动时，在线圈中产生可被输出为信号的电压。地震检波器的响应取决于频率。为确保地震检波器的正确工作操作，优选的是，周期性地、或在每次使用前校准地震检波器。一般地，地震检波器制造商和销售商在将他们的地震检波器单元出售给客户之前不对这些单元进行任何校准。更确切的，制造商提供保证在特定温度(如室温)下，地震检波器单元的规格在指定公差范围内。然而，这样的公差保证不能替代地震检波器单元的正确校准。因此，地震检波器单元的许多购买者在现场布署这样的单元之前，对所购买的地震检波器单元进行他们自己的校准测试。然而，传统的地震检波器校准测试经常不足以保证目前的许多地震探查活动通常所要求的地震检波器测量的期望精度。因此，将意识到的是，存在改进传统的地震检波器校准测试以改善地震探查测量的准确度的期望。
技术实现思路
本专利技术的不同实施例针对用于计算被配置用于地震探查活动的地震检波器的响应参数的各种方法、系统和计算机程序产品。对地震检波器执行至少一个校准测试，以确定与地震检波器相关联的第一部分的响应参数的值。例如，所述第一部分的响应参数可包括开路灵敏度、阻尼因子、固有频率等。使用与第一部分的响应参数有关的信息，则可确定地震检波器的移动质量参数值。根据一个实施例，所述移动质量参数值代表与地震检波器相关联的移动质量的量。本专利技术的另一方面针对一种用于修正由被配置用于地震探查活动的第一地震检波器所生成的地震检波器响应输出信息的技术。基于有关与第二地震检波器相关联的一部分响应参数的信息，确定第二地震检波器的理想响应的转移函数。例如，该部分响应参数可包括开路灵敏度、阻尼因子和固有频率等。然后，可使用该转移函数来修正由第一地震检波器生成的地震检波器响应输出信息。根据特定实施例，可基于有关与第一地震检波器相关联的一部分响应参数的信息，确定第一地震检波器的另一转移函数。然后，可使用第一和/或第二转移函数来修正由第一地震检波器生成的地震检波器响应输出信息。本专利技术的再一方面针对一种用于处理在地震探查活动中生成的地震探查信息的技术。地震信息的第一部分包括由至少一个地震检波器生成的地震检波器响应输出信息。地震探查信息的第二部分包括与在执行地震探查活动时使用的至少一个源信号有关的源信号信息。确定与第一地震检波器相关联的第一部分的响应参数值。在一个实施例中，可通过对地震检波器执行至少一种校准测试程序，来确定第一部分的响应参数值。这样，通过修正至少一部分的地震探查信息来补偿第一部分的响应参数值中的一个或多个，可改善地震探查信息的准确度。根据本专利技术优选实施例的以下说明，本专利技术的各个方面的其他目的、特征和优点将变得清楚，其中应将本专利技术的说明与附图相结合。附图说明图1示出传统地震检波器10的示例。图2示出图1的地震检波器的简化电路图。图3A和3B提供用于测量地震检波器响应性质的阶跃(step)校准测试技术的示例。图4A和4B提供用于测量地震检波器响应性质的脉冲校准测试技术的示例。图5提供用于测量地震检波器响应性质的阻抗校准测试技术。图6提供用于测量地震检波器响应性质的动态校准测试技术。图7A和7B提供用于测量地震检波器响应性质的互易(reciprocity)校准测试技术的示例。图8示出可用于可控震源(vibroseis)勘探的各种设备配置的示例。图9示出可在图8所示的各个特征和设备之间流动的不同信号路径的示例。图10A示出可在给定时间段上改变频率(例如，5Hz到50Hz)的未滤波扫描信号的示例。图10B示出在地震检波器滤波后的仿真扫描信号的示例。图11图示了在未滤波(原始)扫描信号1102与地震检波器滤波扫描信号1104之间的相关性的示例。图12示出图解了如何将本专利技术的地震检波器响应补偿技术应用于已对于可控震源勘探作业布署的地震检波器阵列的一个实施例的框图。图13示出图解了如何将本专利技术的地震检波器响应补偿技术应用于已对于可控震源勘探作业布署的地震检波器阵列的替代实施例的框图。图14和15图示了在未补偿的地震检波器响应信号与已使用本专利技术的地震检波器响应补偿技术进行补偿的地震检波器响应信号之间的差异。图16示出可用于描述阻抗校准测试技术的特定实施例的示意图1600。图17图解了被表示为复平面上的圆的阻抗方程的实部和虚部。图18图解了适合于实现本专利技术的地震检波器校准和补偿技术的各个方面的网络设备60。具体实现方式如下面更详细描述的那样，本专利技术提供了可用于便利和改进地震探查活动的各种技术。例如，本专利技术的一个方面针对用于使得能够就地(in-situ)测量地震检波器响应参数的技术。本专利技术的另一方面针对用于改进地震检波器校准和用于改进地震检波器响应参数的测量准确度的技术。本专利技术的再一方面针对用于补偿地震检波器响应输出数据以改进该数据的准确度的技术。为获得对本申请中描述的各种技术和特征的更好的理解，现在将描述地震检波器测量技术的简要说明。地震勘测测量通过大地传播的地震波，以映射大地中的结构像(structuralimage)。地震检波器经常用于在不同的位置检测地震信号，例如，下挖孔(downhole)、地面和/或海床。在图1中示出了传统地震检波器的示例。如图1所示，图1的地震检波器10包括安装在线轴(bobbin)14上的移动线圈12、13；磁体15；具有悬簧20、22的一对磁极16、18；以及外壳24。磁极16、18和外壳24由磁通材料制成，并形成其中悬挂着移动线圈12、13的磁场。在图1的示例中，移动线圈12、13、线轴14和悬簧20、22一起形成地震检波器的有效移动质量(moving mass)部分(m)。如在本申请中所使用的，术语“地震检波器”包括如图1所示的传统类型的地震检波器、以及例如可被配置或设计为比传统类型的地震检波器测量相对更宽的加速度范围的地震检波器加速度计(GAC)。如图1的实施例所示，地震检波器10包括借助于一个弹簧或一对弹簧悬挂在磁通量中的线圈的移动质量。当磁路的外壳响应于外部振动而发生移动时，移动线圈试图停留在相同位置上。图2示出图1的地震检波器的简化图示。如图2所示，移动线圈202响应于外部振动生成电压eg。线圈具有相关联的DC电阻r。将地震检波器输出缩减R，以提供期望的阻尼因子。地震检波器响应通常本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于计算地震检波器的响应参数的方法，该地震检波器被配置或被设计为在地震探查活动中使用，该方法包括：　　　　对地震检波器执行至少一种校准测试，以确定与该地震检波器相关联的第一部分的响应参数的值；　　　　使用有关所述第一部分的响应参数的信息，确定该地震检波器的移动质量参数值；以及　　　　其中，所述移动质量参数值代表与该地震检波器相关联的移动质量的量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：鐮田正博，
申请(专利权)人：普拉德研究及发展公司，
类型：发明
国别省市：AN[菏属安的列斯群岛]