一种可变多空间传感尺度地震勘探方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种可变多空间传感尺度地震勘探方法及系统，该方法包括：在光缆内设置若干根光纤，每一光纤均实现一种空间传感尺度，可变多空间传感尺度测量仪分别连接光缆内的每一光纤；可变多空间传感尺度测量仪采用空间传感尺度测量方法，发射连续的激光并进行处理后得到不同脉冲间隔的外差双脉冲光注入对应光纤内；外差双脉冲光沿着光纤向前传输，外差双脉冲光经过的位置将会发生瑞利散射从而激活光纤进行传感，可变多空间传感尺度测量仪获取各光纤的瑞利背向散射光进行处理，得到地震波引起的光纤中光波相位的变化量；改变外差双脉冲光的间距改变空间传感尺度，实现多空间传感尺度的测量，本发明专利技术可广泛用于地震勘探领域中。中。中。

【技术实现步骤摘要】
一种可变多空间传感尺度地震勘探方法及系统


[0001]本专利技术涉及地震勘探领域，特别是关于一种可变多空间传感尺度地震勘探方法及系统。

技术介绍

[0002]为寻找和查明油气资源而利用各种勘探手段了解地下的地质状况，认识油气的生成、运移、聚集、保存等条件，综合评价含油气远景，确定油气聚集的有利地区，找到储油气的圈闭，探明油气田面积，摸清油气藏情况和产出能力，需要进行油气勘探。
[0003]在油气勘探的各种地球物理方法中，目前使用最广泛、解决油气勘探问题最有成效的方法是地震勘探。在地震勘探中，利用人工震源配合检波器阵列，可以对地下几十米到几千米的深度进行反演成像。不同地层深度成像对检波器的要求不同。对于浅层，反射信号频率较高，地震波波长较短，从而需要小道间距的检波器阵列进行地震数据采集。而对于深层，反射信号频率较低，地震波波长较长，从而需要大道间距的检波器阵列进行地震数据采集。
[0004]然而，目前在地震勘探中，需要针对目标层位的深浅，事先确定好检波器的排列，但是排列一旦固定后，在后续的应用中将无法改变，无法同时对浅、中、深层进行高精度成像。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种能够同时对浅、中、深层同时进行高精度成像的可变多空间传感尺度地震勘探方法及系统。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一方面，提供一种可变多空间传感尺度地震勘探方法，包括：在光缆内设置若干根光纤，每一光纤均实现一种空间传感尺度，可变多空间传感尺度测量仪分别连接光缆内的每一光纤；可变多空间传感尺度测量仪采用空间传感尺度测量方法，发射连续的激光并进行处理后得到不同脉冲间隔的外差双脉冲光注入对应光纤内；外差双脉冲光沿着光纤向前传输，外差双脉冲光经过的位置将会发生瑞利散射从而激活光纤进行传感，可变多空间传感尺度测量仪获取各光纤的瑞利背向散射光进行处理，得到地震波引起的光纤中光波相位的变化量。
[0007]进一步地，该方法还包括：通过改变外差双脉冲光的间距改变空间传感尺度，利用多根光纤实现多路不同的空间传感尺度或在一根光纤内不同时间实现不同的空间传感尺度，实现多空间传感尺度的测量。
[0008]进一步地，该方法还包括：通过对多空间传感尺度地震数据进行叠加得到全频带地震数据。
[0009]进一步地，所述光缆内的各光纤呈直线、螺旋状或任意形状的排列方式。
[0010]进一步地，所述可变多空间传感尺度测量仪采用空间传感尺度测量方法，发射连续的激光并进行处理后得到不同脉冲间隔的外差双脉冲光注入对应光纤内，包括：光源发射连续的激光，通过光耦合器将光源发射的激光分为若干路；若干路激光通过对应数量的光调制单元进行移频和脉冲调制后，产生若干路外差双脉冲光，注入对应光纤内。
[0011]进一步地，所述若干路激光通过对应数量的光调制单元进行移频和脉冲调制后，产生若干路外差双脉冲光，注入对应光纤内，包括：各光调制单元内的一射频信号发生器产生频率为的连续射频信号，另一射频信号发生器产生频率为的连续射频信号，外差频率为；各光调制单元内的两电子开关分别产生宽度为的光脉冲信号，从而将两射频信号发生器产生的连续射频信号调制为光脉冲射频信号，且通过控制电子开关的开关时间，使得两个光脉冲间的距离为；各光调制单元内的两个光脉冲射频信号通过对应合波器合波后驱动对应声光调制器，声光调制器的输入端注入连续激光，通过调制后产生外差双脉冲光；各光调制单元将产生的外差双脉冲光注入对应光纤内。
[0012]进一步地，所述外差双脉冲光沿着光纤向前传输，外差双脉冲光经过的位置将会发生瑞利散射从而激活光纤进行传感，可变多空间传感尺度测量仪获取各光纤的瑞利背向散射光进行处理，得到地震波引起的光纤中光波相位的变化量，包括：外差双脉冲光沿着光纤向前传输，外差双脉冲光经过的位置将会发生瑞利散射从而激活光纤进行传感，其中，瑞利背向散射光沿着相反方向传输到达光纤的首端，外差双脉冲光引起的瑞利背向散射光叠加干涉形成空间传感尺度；将光纤上位置处的瑞利背向散射光的干涉光强与预先生成的两参考信号分别混频并通过低通滤波器滤波；根据滤波后的两参考信号，得到地震波引起的光纤中光波相位的变化量。
[0013]进一步地，所述地震波引起的光纤中光波相位的变化量为：
[0014]其中，为外差双脉冲光的尾端所在的位置；为时刻；为电子开关产生的脉冲信号的宽度；为两个脉冲射频信号之间的距离；为地震波的频率；为地震波在单位长度光纤上引起的光波相位变化。
[0015]另一方面，提供一种可变多空间传感尺度地震勘探系统，包括可变多空间传感尺度测量仪和光缆，其中，所述光缆内设置有至少一根光纤；所述光缆内的每一所述光纤均用于实现一种空间传感尺度，采集该对应空间传感
尺度的地震资料；所述可变多空间传感尺度测量仪分别连接每一所述光纤，所述可变多空间传感尺度测量仪用于采用空间传感尺度测量方法，发射连续的激光并进行处理后得到不同脉冲间隔的外差双脉冲光注入对应所述光纤内，以及获取各所述光纤的瑞利背向散射光进行处理后得到地震波引起的光纤中光波相位的变化量。
[0016]进一步地，所述可变多空间传感尺度测量仪包括光源、光耦合器、光调制单元、光调理单元、光环形器、光电探测器、数据采集卡和计算机，其中，所述光调制单元、光调理单元、光环形器和光电探测器的数量均与所述光纤数量相同；所述光源通过所述光耦合器分别连接若干所述光调制单元的输入端，所述光源用于发射连续的激光；光耦合器用于将光源发射的激光分为若干路；各所述光调制单元的输出端分别依次通过对应所述光调理单元和光环形器连接对应所述光纤，各所述光环形器还分别连接对应所述光电探测器，所述光调制单元用于对输入的激光进行移频和脉冲调制，产生对应的外差双脉冲光；所述光调理单元用于对对应的外差双脉冲光进行光放大和滤波；所述光环形器用于将光调理后的对应激光分别注入对应所述光纤中，外差双脉冲光在光纤中向前传输，并产生瑞利背向散射光，瑞利背向散射光通过所述光环形器分别到达对应所述光电探测器；所述光电探测器用于将对应瑞利背向散射光转换为电信号；所述数据采集卡分别连接每一所述光电探测器，所述计算机连接所述数据采集卡，所述数据采集卡用于将各所述光电探测器转换的电信号分别转换为数字信号；所述计算机用于对所述数据采集卡传输的数字信号进行解调处理，得到地震波引起的光纤中光波相位的变化量。
[0017]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本专利技术利用光纤中的瑞利背向散射光并结合先进的光学测量方法，实现物理空间上的连续传感。
[0018]2、本专利技术采用外差双脉冲调制解调方法，双脉冲内的瑞利背向散射信号叠加干涉，形成空间传感尺度，可以灵活调节外差双脉冲光的参数，从而实现可变的多空间传感尺度测量。
[0019]3、本专利技术利用一根光缆内的多根光纤或者单根光纤内时分复用实现多种可变空间传感尺度地震资料的采集，从而对浅、中、深层同时进行高精度成像。
[0020]4、本专利技术在分布式声波传感、地震波勘探、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可变多空间传感尺度地震勘探方法，其特征在于，包括：在光缆内设置若干根光纤，每一光纤均实现一种空间传感尺度，可变多空间传感尺度测量仪分别连接光缆内的每一光纤；可变多空间传感尺度测量仪采用空间传感尺度测量方法，发射连续的激光并进行处理后得到不同脉冲间隔的外差双脉冲光注入对应光纤内；外差双脉冲光沿着光纤向前传输，外差双脉冲光经过的位置将会发生瑞利散射从而激活光纤进行传感，可变多空间传感尺度测量仪获取各光纤的瑞利背向散射光进行处理，得到地震波引起的光纤中光波相位的变化量。2.如权利要求1所述的一种可变多空间传感尺度地震勘探方法，其特征在于，该方法还包括：通过改变外差双脉冲光的间距改变空间传感尺度，利用多根光纤实现多路不同的空间传感尺度或在一根光纤内不同时间实现不同的空间传感尺度，实现多空间传感尺度的测量。3.如权利要求1所述的一种可变多空间传感尺度地震勘探方法，其特征在于，该方法还包括：通过对多空间传感尺度地震数据进行叠加得到全频带地震数据。4.如权利要求1所述的一种可变多空间传感尺度地震勘探方法，其特征在于，所述光缆内的各光纤呈直线、螺旋状或任意形状的排列方式。5.如权利要求1所述的一种可变多空间传感尺度地震勘探方法，其特征在于，所述可变多空间传感尺度测量仪采用空间传感尺度测量方法，发射连续的激光并进行处理后得到不同脉冲间隔的外差双脉冲光注入对应光纤内，包括：光源发射连续的激光，通过光耦合器将光源发射的激光分为若干路；若干路激光通过对应数量的光调制单元进行移频和脉冲调制后，产生若干路外差双脉冲光，注入对应光纤内。6.如权利要求5所述的一种可变多空间传感尺度地震勘探方法，其特征在于，所述若干路激光通过对应数量的光调制单元进行移频和脉冲调制后，产生若干路外差双脉冲光，注入对应光纤内，包括：各光调制单元内的一射频信号发生器产生频率为的连续射频信号，另一射频信号发生器产生频率为的连续射频信号，外差频率为；各光调制单元内的两电子开关分别产生宽度为的光脉冲信号，从而将两射频信号发生器产生的连续射频信号调制为光脉冲射频信号，且通过控制电子开关的开关时间，使得两个光脉冲间的距离为；各光调制单元内的两个光脉冲射频信号通过对应合波器合波后驱动对应声光调制器，声光调制器的输入端注入连续激光，通过调制后产生外差双脉冲光；各光调制单元将产生的外差双脉冲光注入对应光纤内。7.如权利要求1所述的一种可变多空间传感尺度地震勘探方法，其特征在于，所述外差双脉冲光沿着光纤向前传输，外差双脉冲光经过的位置将会发生瑞利散射从而激活光纤进行传感，可变多空间传感尺度测量仪获取各光纤的瑞利背向散射光进行处理，得到地震波
引起的光纤中光波相位的变化量，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：何向阁，张敏，卢海龙，赵伟，陈曦，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：