Pri seizmickom prieskume nezaznamenávame len signály,{0}}snažíme sa pochopiť, ako sa Zem pohybuje. 3-zložkový geofón (3C geofón) je často popisovaný ako nástroj, ktorý zaznamenáva vibrácie v troch smeroch. To je pravda, ale nevysvetľuje to úplne, s čím vlastne v teréne pracujeme.
To, čo riešime, je vždy tá istá fyzická realita: pohyb zeme. Či už to opíšeme ako posun, rýchlosť alebo zrýchlenie, alebo či meriame jeden alebo tri smery, základná vibrácia sa nemení. Čo sa mení, je to, ako to pozorujeme a interpretujeme.
Čo meria 3-zložkový geofón pri seizmickom prieskume
Keď nasadíme 3-komponentný geofón, zachytávame pohyb zeme pozdĺž troch osí-zvyčajne vertikálnej, inline a krížovej. To nám umožňuje pozorovať úplné vektorové správanie seizmických vĺn namiesto jednej projekcie.
V praxi sa to stáva dôležitým, keď sú vlnové polia zložité. Odrazy, povrchové vlny, konvertované vlny a hluk sa prekrývajú. Jeden-komponentný snímač dokáže zobraziť iba časť tohto obrázka. Pomocou troch komponentov môžeme začať oddeľovať typy vĺn a pochopiť ich smer šírenia.
Ale aj s tromi komponentmi stále meriame rovnaké mechanické vibrácie. Rozdiel je v tom, koľko z tohto pohybu sme schopní zrekonštruovať.
Rýchlosť vs zrýchlenie v 3 zložkových geofónoch: Čo sa mení a čo nie
V mnohých súčasných projektoch, najmä v prieskumoch s vysokou-hustotou, vidíme viac 3-zložkových geofónov založených na MEMS{1}}, ktoré zaznamenávajú zrýchlenie namiesto rýchlosti.
Je ľahké predpokladať, že údaje o zrýchlení sú „lepšie“, pretože často vykazujú vyššie dominantné frekvencie a širšie spektrá. Všetci sme to videli na výsledkoch spracovania.
Ale keď sa pozrieme hlbšie, situácia je jemnejšia.
Pre rovnaké vibrácie zeme:
- Rýchlosť, zrýchlenie a posunutie sú len rôzne matematické reprezentácie
- Ich priebehy, amplitúdy a spektrá budú vyzerať inak
- Ich dominantné frekvencie sa môžu posunúť
To neznamená, že sa podpovrchové informácie zmenili. Znamená to, že zastúpenie sa zmenilo.
Napríklad údaje o zrýchlení prirodzene zvyšujú vyššie frekvencie, zatiaľ čo rýchlosť zvýrazňuje nižšie frekvencie. Preto sa zdá, že systémy-založené na zrýchlení majú často „výhodu vyššej frekvencie“. V skutočnosti ide o matematický efekt, nie o fyzické zvýšenie podpovrchového rozlíšenia.
Frekvenčný rozsah a sila signálu: Na čom v teréne skutočne záleží
Pri pozemnom seizmickom prieskume nie je zmysluplný dosah signálu neobmedzený.
S čím môžeme reálne pracovať je:
- Frekvenčný rozsah približne medzi 1 Hz a 200 Hz
- Sila signálu je obmedzená mechanickým hlukom aj hlukom systému
V tomto rozsahu môžu merania rýchlosti aj zrýchlenia efektívne reprezentovať rovnaký pohyb zeme-za predpokladu, že pomer signálu-k-šumu je dostatočný.
To, čo nás obmedzuje, nie je samotný typ geofónu, ale:
- Mechanický hluk prostredia
- Podmienky spájania
- Podlaha hluku prístroja
- Spôsoby získavania a spracovania
Často vidíme, že mechanický hluk dominuje nad elektronickým, najmä v poľných podmienkach. To znamená, že samotné zlepšenie typu snímača automaticky nezlepší kvalitu údajov.
Prečo sa v moderných seizmických prieskumoch používajú 3-komponentné geofóny
Používame 3-komponentné geofóny nie preto, že menia fyziku, ale preto, že nám poskytujú viac spôsobov, ako ju interpretovať.
Sú obzvlášť cenné, keď:
- Musíme analyzovať smer a polarizáciu vĺn
- Dôležité sú konvertované vlny (PS vlny).
- Povrchové vlny je potrebné oddeliť alebo potlačiť
- Zložité podmienky blízko{0}}povrchu deformujú vlnové polia
V týchto prípadoch nám tri komponenty umožňujú použiť pokročilejšie techniky spracovania a extrahovať užitočnejšie informácie z rovnakého pohybu zeme.
Prečo môžu byť porovnania geofónov zavádzajúce
V reálnych projektoch často porovnávame geofóny pomocou spektier, energie alebo pomerov signálu -k-šumu. Vyzerá to jednoducho, ale výsledky môžu byť zavádzajúce.
Údaje o zrýchlení zvyčajne ukazujú silnejší obsah s vysokou{0}}frekvenciou, ale je to spôsobené tým, ako sa vypočítava, a nie reálnejšími- vysokofrekvenčnými signálmi v podzemí.
To isté platí pre energiu a pomer signálu-k{1}}šumu. Zmeny v citlivosti, filtrovaní alebo dátovej doméne môžu ovplyvniť výsledok. To, čo vyzerá ako lepšie údaje, je často len odlišný spôsob vyjadrenia rovnakého pohybu zeme.
Keď všetko dáme do rovnakej domény, mnohé z týchto rozdielov sa stanú oveľa menšími, ako sa na prvý pohľad zdá.
Výber správneho 3-zložkového geofónu pre váš projekt
Keď vyberáme 3-zložkový geofón, nezameriavame sa na jeden parameter. Dôležité je, ako celý systém funguje v reálnych podmienkach.
Pozeráme sa na:
- Šumové charakteristiky v celom využiteľnom frekvenčnom pásme
- Stabilita a konzistencia snímača
- Spojenie správania so zemou
- Kompatibilita s pracovnými postupmi získavania a spracovania
Dobre fungujúci systém založený na-rýchlosti-dokáže po použití správnych opráv a transformácií poskytnúť výsledky ekvivalentné-systému založenému na zrýchlení.
Rozdiel nie je len v type senzora, ale v celej stratégii získavania a spracovania.
Práca s 3 komponentnými geofónmi nám poskytuje ucelenejší pohľad na pohyb zeme, ale nemení to fyziku seizmických vĺn.
Rýchlosť alebo zrýchlenie, jedno{0}}zložkové alebo trojzložkové{1}}zložkové{2}}toto sú rôzne spôsoby pozorovania tej istej vibrácie.
Ak to budeme mať na pamäti, bude jednoduchšie vyhnúť sa prílišnej{0}}interpretácii zjavných výhod a zamerať sa na to, čo skutočne zlepšuje kvalitu seizmických údajov: sila signálu, kontrola šumu a správne spracovanie.
Referencie
[1] Wei, Jidong.Seizmické geofóny na prieskum ropy. Qingdao: China Ocean University Press, 2016.
[2] Spoločnosť Sercel.Technická príručka 428XL (verzia 4.0). Francúzsko, 2010.
[3] Li, Qingzhong. "Niektoré chybné koncepty v seizmickom prieskume s vysokým-rozlíšením a zodpovedajúcich protiopatreniach."Geofyzikálny prieskum ropy, roč. . 32, č. . 6, 1997, str. . 751–783.
[4] Crisi, PA a TJ Perrin. "Koľko vetra je dosť?"Rozšírené abstrakty technického programu SEG, roč. . 22, 2003, str. . 70–73.
[5] Wei, Jidong. "Geofónna dekonvolúcia pre kompenzáciu nízkej-frekvenčnej frekvencie v seizmických údajoch."Geofyzikálny prieskum ropy, roč. . 51, č. . 2, 2016, str. . 224–231.
