高分辨地震勘探儀器設(shè)計(jì)研究.pdf

1、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文高分辨地震勘探儀器設(shè)計(jì)研究姓名：王兵申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專(zhuān)業(yè)：物理電子學(xué)指導(dǎo)教師：王硯方20081101摘要的瞬時(shí)動(dòng)態(tài)范圍以及噪聲對(duì)儀器的影響；明確闡述了高分辨地震儀器用于深層勘探必須具有大瞬時(shí)動(dòng)態(tài)范圍、小道間距、多道數(shù)、超低的諧波失真以及相應(yīng)的采樣間隔。這些指標(biāo)確定以后，又決定了儀器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)傳輸能力，他們之間符合一定的定量和定性關(guān)系。上述兩章內(nèi)容反映了地震儀器與勘探目標(biāo)的物理關(guān)系，是本文重點(diǎn)研究的內(nèi)容

2、之一。作為地震儀接收記錄地震信號(hào)的第一步，其最前端的地震檢波器應(yīng)有理想頻帶和足夠大的動(dòng)態(tài)范圍。高分辨地震勘探對(duì)檢波器的精度要求也更高。檢波器設(shè)計(jì)不是本文的研究方向，但檢波器的特性和使用方式，對(duì)儀器整機(jī)的設(shè)計(jì)有較大的影響，因此本文接下來(lái)第4 章闡述幾種主要檢波器，討論了檢波器組合使用的效果，對(duì)比了動(dòng)圈檢波器和M E M S 數(shù)字檢波器的各自?xún)?yōu)勢(shì)。其中，M E M S 數(shù)字檢波器動(dòng)態(tài)范圍和瞬時(shí)動(dòng)態(tài)范圍都遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)檢波器：幅頻特性和相位一致性

3、都好于傳統(tǒng)檢波器；諧波失真較低。就高分辨和信號(hào)保真而言，采用M E M S 數(shù)字檢波器改善檢波器的技術(shù)特性要比提高采集站的瞬時(shí)動(dòng)態(tài)顯得更為迫切和重要。同時(shí)采用高質(zhì)量數(shù)字檢波器將會(huì)使整個(gè)地震儀的設(shè)計(jì)思想發(fā)生重要變化，不但使野外采集方式發(fā)生了改變，也使后期資料處理更靈活更豐富。然而動(dòng)圈式檢波器通過(guò)增加反饋電路等措施尚有不少可挖掘的潛力。如果能在此基礎(chǔ)上改進(jìn)成動(dòng)圈式數(shù)字檢波器，將會(huì)使現(xiàn)有的地震資料采集質(zhì)量得到很大的提高。地震儀器設(shè)計(jì)是整個(gè)勘探

4、活動(dòng)全過(guò)程中的一個(gè)環(huán)節(jié)，要達(dá)到最終高分辨勘探的良好效果，數(shù)據(jù)采集是基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)處理是關(guān)鍵。論文在第5 章描述地震資料后期處理的方法和手段，并反過(guò)來(lái)研究它們對(duì)儀器結(jié)構(gòu)和獲取數(shù)據(jù)的要求。論文從整體系統(tǒng)觀的角度來(lái)研究地震儀器設(shè)計(jì)如何與后期資料處理的方法相適應(yīng)，最大限度地發(fā)揮作用，來(lái)提高勘探的分辨率。噪聲濾波、疊加處理、偏移處理等方法和能力的改進(jìn)，對(duì)數(shù)據(jù)的抽取、覆蓋的次數(shù)等提出了相應(yīng)的要求，決定了儀器要提供的道間距、排列長(zhǎng)度、采樣間隔、總道數(shù)等主

5、要參數(shù)。一些新興的高分辨勘探技術(shù)的出現(xiàn)，如：高密度勘探技術(shù)、寬方位角三維地震技術(shù)、A V O 技術(shù)、多波多分量地震技術(shù)等，實(shí)際上也是后期資料處理手段和能力不斷發(fā)展的反映，它們對(duì)儀器結(jié)構(gòu)、特征和性能提出了新的要求，決定了儀器的發(fā)展方向，對(duì)將來(lái)儀器的設(shè)計(jì)有著很大的影響。因此本文在第6 章介紹了這些新興技術(shù)的發(fā)展歷程和應(yīng)用狀況，探討了其主要原理和特點(diǎn)，分析了他們對(duì)儀器主要指標(biāo)的要求。這兩章討論構(gòu)成了本文的另一重要研究?jī)?nèi)容。論文第7 章介紹了本