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地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)采集方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)采集方法，該系統(tǒng)包括若干地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置，用于同步采集可控電磁場激發(fā)源、天然電磁場源、人工地震源和非人工地震源的電磁和地震勘探數(shù)據(jù)；若干可控電磁場激發(fā)源，其在上述采集裝置周圍均勻分布；若干個人工地震源，其在上述采集裝置外圍均勻或隨機(jī)分布。每個地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置包括用于采集勘探目標(biāo)區(qū)域的地震數(shù)據(jù)的地震電磁數(shù)據(jù)采集站、單分量或三分量地震信號地震檢波器、三分量的磁場傳感器和若干組正交的電場傳感器，用于對應(yīng)采集勘探目標(biāo)區(qū)域的地震數(shù)據(jù)、磁場和電場數(shù)據(jù)。本發(fā)明可降低地震電磁聯(lián)合勘探的場源效應(yīng)和勘探成本。
【專利說明】地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)采集方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地球物理勘探【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)采集方法。

【背景技術(shù)】
[0002]地球物理勘探方法主要有地震法、直流電法、磁法、重力法和電磁法等勘探方法。其中電磁法又稱“電磁感應(yīng)法”，根據(jù)巖石或礦石的導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性的不同，利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行找礦勘探的方法，統(tǒng)稱為電磁法。
[0003]目前，地震技術(shù)在復(fù)雜地區(qū)依然面臨較大挑戰(zhàn)，如上覆地層巖性變化造成速度異常，致使深層成像不準(zhǔn)；深層反射信噪比低，成像不清，巖性識別難，無法確定有利目標(biāo)；地震發(fā)現(xiàn)的構(gòu)造和地層巖性圈閉異常，如何判斷是否具工業(yè)油氣價值；油田開發(fā)后期，剩余油氣、油水分布如何有效圈定。由于電磁對高阻地層下目標(biāo)探測效果好于地震，對地層巖性變化反映靈敏，對油氣飽和度變化反應(yīng)靈敏，因此利用電磁法，則有望輔助解決這些問題。但，由于電磁技術(shù)分辨率較低，在精細(xì)勘探中只能作為輔助手段。近幾年，電磁一地震技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，在構(gòu)造帶和特殊目標(biāo)聯(lián)合解釋、油氣圈閉聯(lián)合檢測評價等方面發(fā)揮了重要作用。
[0004]傳統(tǒng)的大地電磁勘探利用天然場源，因此不需要考慮場源的布設(shè)。目前廣泛應(yīng)用的可控源聲頻電磁勘探方法和長偏移瞬變電磁勘探方法都只布設(shè)一個激發(fā)場源，只能在場源附近一定范圍內(nèi)接收電磁場信號，當(dāng)一個場源的激發(fā)能量在遠(yuǎn)距離接收點不能滿足接收信號的性噪比要求時，才選擇合適位置重新布設(shè)場源。單一激發(fā)場源的信號存在一系列問題:首先，由于地下構(gòu)造的復(fù)雜性，不同位置或方位的激發(fā)場由于電磁場傳輸過程不同會在接收點產(chǎn)生明顯差異；第二，離場源遠(yuǎn)近不同，通過地面、空中和地下到達(dá)接收點的場源信號成分和能量差別很大，因此，接收點的場源特性存在差異。比如近區(qū)，主要為地下直達(dá)波場，而遠(yuǎn)區(qū)則主要為從地面或空中傳播的平面波，因此，接收到的信號嚴(yán)重受非勘探目標(biāo)的影響，在近區(qū)和遠(yuǎn)區(qū)之間還存在著過渡區(qū)，其電磁場特性更為復(fù)雜。因此，傳統(tǒng)可控源電磁法勘探常常因為場源效應(yīng)不能很好消除使其應(yīng)用效果大打折扣，甚至產(chǎn)生錯誤結(jié)果。
[0005]此外，目前野外勘探工作中，地震和電磁數(shù)據(jù)的采集是分開進(jìn)行的，這樣的數(shù)據(jù)采集方式造成了地震電磁聯(lián)合勘探的成本較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)采集方法，以降低地震電磁聯(lián)合勘探的場源效應(yīng)和勘探成本。
[0007]為達(dá)到上述降低地震電磁聯(lián)合勘探的勘探成本的目的，本發(fā)明提供了一種地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置，該裝置包括:
[0008]一地震電磁數(shù)據(jù)采集站，其具有一個三分量地震檢波器，或三個單分量地震檢波器，其通過對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)通道與所述地震電磁數(shù)據(jù)采集站的控制器相連，用于采集勘探目標(biāo)區(qū)域的單分量或三分量地震數(shù)據(jù)；
[0009]若干組正交的電場傳感器，其通過對應(yīng)的電磁數(shù)據(jù)通道與所述地震電磁數(shù)據(jù)采集站的控制器相連，用于采集所述勘探目標(biāo)區(qū)域的二分量或三分量電場數(shù)據(jù)；
[0010]三分量的磁場傳感器，其通過對應(yīng)的電磁數(shù)據(jù)通道與所述控制器相連，用于采集所述勘探目標(biāo)區(qū)域的三分量磁場數(shù)據(jù)。
[0011]本發(fā)明的地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置，所述地震數(shù)據(jù)通道和所述電磁數(shù)據(jù)通道均包括:
[0012]前置放大器，用于將對應(yīng)的地震檢波器、電場傳感器或磁場傳感器采集到的模擬信號進(jìn)行前置放大處理，獲得放大的模擬信號；
[0013]模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將所述放大的模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲取適于所述控制器處理的數(shù)字信號；
[0014]存儲器，用于在所述控制器的控制下保存所述數(shù)字信號。
[0015]本發(fā)明的地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置，所述地震檢波器為模擬地震檢波器或數(shù)字地震檢波器，所述電場傳感器為不極化電極對，所述的磁場傳感器為磁通門式或感應(yīng)線圈式磁場傳感器。
[0016]本發(fā)明的地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置，所述電場傳感器的頻帶響應(yīng)范圍覆蓋可控電磁場激發(fā)源的頻帶范圍以及大地或天然電磁場的頻帶范圍；且所述磁場傳感器的頻帶響應(yīng)范圍覆蓋可控電磁場激發(fā)源的頻帶范圍以及大地電磁場的頻帶范圍。
[0017]本發(fā)明的地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置，每個所述地震數(shù)據(jù)通道和所述電磁數(shù)據(jù)通道均配置有一個獨立的供電電源。
[0018]本發(fā)明的地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置，所述地震電磁數(shù)據(jù)采集站為無線遙控地震電磁數(shù)據(jù)采集站。
[0019]為達(dá)到上述降低地震電磁聯(lián)合勘探的場源效應(yīng)的目的，一方面，本發(fā)明提供了一種地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
[0020]若干個上述的地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置，用于采集可控電磁場激發(fā)源、天然電磁場源、人工地震源和非人工地震源的勘探數(shù)據(jù)；
[0021 ] 若干個可控電磁場激發(fā)源，其在所述地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置周圍均勻分布；
[0022]若干個人工地震源，其在所述地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置外圍均勻或隨機(jī)分布。
[0023]本發(fā)明的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)，所述若干個可控電磁場激發(fā)源為四個水平激發(fā)偶極電流源，該四個水平激發(fā)偶極電流源首尾相接圍成正方形的四方位電磁激發(fā)場源。
[0024]本發(fā)明的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)，所述四個水平激發(fā)偶極電流源中相鄰偶極電流源兩個供電電極共用一個接地電極。
[0025]本發(fā)明的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)，所述四個水平激發(fā)偶極電流源首尾相接圍成的正方形的邊長比勘探目標(biāo)區(qū)域走向長度大10%?20%。
[0026]本發(fā)明的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)，當(dāng)勘探目標(biāo)區(qū)域走向長度大于設(shè)定長度時，配置多個四方位電磁激發(fā)場源依次覆蓋勘探目標(biāo)區(qū)。
[0027]本發(fā)明的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)，所述多個四方位電磁激發(fā)場源中相鄰的兩個四方位電磁激發(fā)場源之間重疊20 %的面積。
[0028]本發(fā)明的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)，所述若干個可控電磁場激發(fā)源依次激發(fā)，所述若干個地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置同步采集每個所述可控電磁場激發(fā)源激發(fā)產(chǎn)生的電磁數(shù)據(jù)。
[0029]本發(fā)明的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)，所述若干個人工地震源依次激發(fā)，所述若干個地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置同步采集每個所述人工地震源激發(fā)產(chǎn)生的地震數(shù)據(jù)。
[0030]為達(dá)到上述降低地震電磁聯(lián)合勘探的場源效應(yīng)的目的，另一方面，本發(fā)明還提供了一種上述地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，包括以下步驟:
[0031]a、激發(fā)若干個人工地震源中的一個人工地震源，同步或異步激發(fā)若干個可控電磁場激發(fā)源中的一個可控電磁場激發(fā)源；
[0032]b、使若干個地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置同步采集該人工地震源激發(fā)出的地震信號，使所述若干個地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置同步或異步采集該可控電磁場激發(fā)源激發(fā)出的電磁信號；
[0033]C、重復(fù)上述步驟，直至依次完成所述若干個人工地震源中所有的人工地震源激發(fā)和地震數(shù)據(jù)采集，以及依次完成所述若干個可控電磁場激發(fā)源中所有的可控電磁場激發(fā)源的激發(fā)和電磁場數(shù)據(jù)采集。
[0034]本發(fā)明的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，所述若干個可控電磁場激發(fā)源為四個水平激發(fā)偶極電流源，該四個水平激發(fā)偶極電流源首尾相接圍成正方形的四方位電磁激發(fā)場源。
[0035]本發(fā)明的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，所述四個水平激發(fā)偶極電流源中相鄰兩個偶極電流源供電電極共用一個接地電極。
[0036]本發(fā)明的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，所述四個水平激發(fā)偶極電流源首尾相接圍成的正方形的邊長比勘探目標(biāo)區(qū)域走向長度大10%?20%。
[0037]本發(fā)明的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，當(dāng)勘探目標(biāo)區(qū)域走向長度大于設(shè)定長度時，配置多個四方位電磁激發(fā)場源。
[0038]本發(fā)明的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，所述多個四方位電磁激發(fā)場源中相鄰的兩個四方位電磁激發(fā)場源勘探目標(biāo)區(qū)域之間重疊20%的面積。
[0039]本發(fā)明的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)可以對地質(zhì)目標(biāo)進(jìn)行全方位發(fā)發(fā)射和激勵，從而可以消除由單一激發(fā)場源造成的場源效應(yīng)，并且，其中的地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置集成了地震數(shù)據(jù)采集和電磁數(shù)據(jù)采集功能，從而既可以采集地震數(shù)據(jù)也可以同步采集電磁數(shù)據(jù)，與現(xiàn)有地震數(shù)據(jù)和電磁數(shù)據(jù)的分開采集相比，減少了設(shè)備用量和勘探時間，從而降低地震電磁聯(lián)合勘探的勘探成本。本發(fā)明適用于陸上二維和三維地震電磁聯(lián)合勘探。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。在附圖中:
[0041]圖1為本發(fā)明一個實施例的地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0042]圖2為本發(fā)明一個實施例的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0043]圖3為本發(fā)明另一個實施例的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0044]圖4為本發(fā)明另一個實施例的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0045]圖5為本發(fā)明一個實施例的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0046]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
[0047]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0048]本發(fā)明實施例的地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置是在現(xiàn)有的地震數(shù)據(jù)采集站基礎(chǔ)上的改進(jìn),參考圖1所示,其包括:
[0049]一地震電磁數(shù)據(jù)采集站，其具有一個三分量模擬或數(shù)字地震檢波器(Gx、Gy和Gz)，該三分量模擬或數(shù)字地震檢波器通過對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)通道與地震電磁數(shù)據(jù)采集站的控制器相連，用于采集勘探目標(biāo)區(qū)域的地震數(shù)據(jù)；該地震電磁數(shù)據(jù)采集站也可以采用三個單分量模擬或數(shù)字地震檢波器替換三分量模擬或數(shù)字地震檢波器；
[0050]兩組或三組正交的不極化電極對?x、Ey或Ez),其通過對應(yīng)的電磁數(shù)據(jù)通道與地震電磁數(shù)據(jù)采集站的控制器相連，用于采集勘探目標(biāo)區(qū)域的二分量(Ex、Ey)或三分量(Ex、Ey、Ez)電場數(shù)據(jù)；
[0051]三分量的磁場傳感器(Hx、Hy和Hz)，其通過對應(yīng)的電磁數(shù)據(jù)通道與地震電磁數(shù)據(jù)采集站的控制器相連，用于采集所述勘探目標(biāo)區(qū)域的三分量磁場數(shù)據(jù)。
[0052]為方便控制，上述地震電磁數(shù)據(jù)采集站優(yōu)選無線遙控地震電磁數(shù)據(jù)采集站，其包含一個GPS接收天線,一個無線數(shù)據(jù)收發(fā)天線(例如WiFi或藍(lán)牙等)。
[0053]本發(fā)明實施例中，上述每個地震數(shù)據(jù)通道和電磁數(shù)據(jù)通道均由一個高靈敏度、低噪音、低漂移、低功耗的前置放大器，一個32位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，一個存儲器(閃存卡)，和保證每個地震數(shù)據(jù)通道和電磁數(shù)據(jù)通道正常工作的獨立的供電電源組成。其中:
[0054]前置放大器，用于將對應(yīng)的地震檢波器、不極化電極對或磁場傳感器采集到的模擬信號進(jìn)行前置放大處理，獲得放大的模擬信號；
[0055]模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將放大的模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲取適于地震電磁數(shù)據(jù)采集站的控制器處理的數(shù)字信號；
[0056]存儲器，用于在地震電磁數(shù)據(jù)采集站的控制器的控制下保存數(shù)字信號。
[0057]本發(fā)明實施例中，上述不極化電極對和磁場傳感器的頻帶響應(yīng)范圍均覆蓋可控電磁場激發(fā)源的頻帶范圍以及大地電磁場的頻帶范圍。此外，由于常規(guī)的金屬電極的電極極化效應(yīng)非常強(qiáng)，而感應(yīng)二次場的電場分量的場強(qiáng)幅度非常小，所以沒法用強(qiáng)電極極化的金屬電極測量感應(yīng)二次場的電場分量，所以本發(fā)明實施例只能用不極化電極對來測量感應(yīng)二次場的電場分量。
[0058]由此可見，本發(fā)明實施例的地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置具有3個地震數(shù)據(jù)采集通道、6個電磁場數(shù)據(jù)采集通道(3個用于電場數(shù)據(jù)采集，3個用于磁場數(shù)據(jù)采集)，從而構(gòu)成了一個9通道的地震電磁數(shù)據(jù)采集裝置，實現(xiàn)一個設(shè)備同時具備電場數(shù)據(jù)采集、磁場數(shù)據(jù)采集和地震數(shù)據(jù)采集的集成，與現(xiàn)有地震數(shù)據(jù)和電磁數(shù)據(jù)的分開采集相比，減少了設(shè)備用量，提高了生產(chǎn)效率，從而降低了地震電磁聯(lián)合勘探的勘探成本。
[0059]本發(fā)明實施例的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)包括:
[0060]若干個規(guī)則排列(也可以是非規(guī)則排列)的上述地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置，用于采集可控電磁場激發(fā)源、天然場源、人工地震源和非人工地震源的勘探數(shù)據(jù)；
[0061]若干個可控電磁場激發(fā)源，其在地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置周圍均勻分布；
[0062]以及若干個人工地震源，其在地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置外圍均勻或隨機(jī)分布。
[0063]下面對本發(fā)明實施例的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)進(jìn)行具體說明:
[0064]結(jié)合圖2所示，當(dāng)對地下儲層目標(biāo)進(jìn)行三維地震和五分量(兩電三磁)可控源電磁聯(lián)合勘探時，在地下儲層目標(biāo)上方(即勘探目標(biāo)區(qū)域)布設(shè)三維測線，在兩條地震電磁數(shù)據(jù)采集測線中間處布設(shè)人工震源I (例如常規(guī)炸藥震源、重錘震源、可控地震震源等)，沿三維測線按施工設(shè)計方案布設(shè)上述的無線遙控地震電磁數(shù)據(jù)采集裝置2，圍繞該勘探目標(biāo)區(qū)域布設(shè)四個互相垂直的水平激發(fā)偶極電流源3，通過大功率供電系統(tǒng)4向水平激發(fā)偶極電流源3提供不同頻率的大功率方波電流5。對于三維可控源電磁數(shù)據(jù)采集，如果用AB表示電磁激發(fā)場源，我們將四個水平激發(fā)偶極電流源3分別命名為A1B1、A2B2、A3B3、A4B4，該四個水平激發(fā)偶極電流源首尾相接圍成正方形的四方位電磁激發(fā)場源。其中，四個水平激發(fā)偶極電流源3中相鄰兩個供電點極共用一個接地電極，這樣可節(jié)省接地電極的布置，提高數(shù)據(jù)采集效率。此外，由于探測的地下地質(zhì)體埋深很大(數(shù)公里深)，小功率水平激發(fā)偶極電流源在地下儲層目標(biāo)上激發(fā)的感應(yīng)二次電磁場信號幅度非常小，地面布設(shè)的無線遙控地震電磁數(shù)據(jù)采集裝置采集不到有效的感應(yīng)二次場信號，因此，只有選擇大功率長極距的水平激發(fā)偶極電流源才能提高其所激發(fā)的二次電磁場信號的幅度，提高信號的信噪比。
[0065]根據(jù)研究地下儲層目標(biāo)的深度和尺寸，設(shè)計四方位覆蓋激發(fā)系統(tǒng)，由于靠近激發(fā)源附近其激發(fā)的一次場太強(qiáng)會極大地影響無線遙控地震電磁數(shù)據(jù)采集裝置2測量水平激發(fā)偶極電流源3 (—次場)斷電時地下地質(zhì)體產(chǎn)生的感應(yīng)場(二次場)。所以無線遙控地震電磁數(shù)據(jù)采集裝置2要布設(shè)在離水平激發(fā)偶極電流源3 —定距離以外。由于靠近水平激發(fā)偶極電流源3附近沒有布設(shè)無線遙控地震電磁數(shù)據(jù)采集裝置2，所以四方位電磁激發(fā)場源的邊長長度要比需要探測的地質(zhì)體長度(即勘探目標(biāo)區(qū)域走向長度)長10%?20%。此夕卜，為保證對大尺度地質(zhì)體的勘探數(shù)據(jù)覆蓋，當(dāng)勘探目標(biāo)區(qū)域走向長度大于設(shè)定長度時，則需配置多個四方位電磁激發(fā)場源來依次覆蓋勘探目標(biāo)區(qū)域。例如假設(shè)四方位電磁激發(fā)場源的邊長最大為10km，如果勘探目標(biāo)區(qū)域走向長度大于8km，則需要布設(shè)兩個或多個四方位電磁激發(fā)場源，每兩個四方位電磁激發(fā)場源之間要重疊20 %面積。
[0066]本發(fā)明實施例中，每個無線遙控地震電磁數(shù)據(jù)采集裝置2有3個地震數(shù)據(jù)采集通道，可以連接I個三分量(Gx、Gy、Gz)模擬地震檢波器或I個三分量數(shù)字地震檢波器，也可以一次連接三個單分量模擬或數(shù)字地震檢波器/地震檢波器串。每個無線遙控地震電磁數(shù)據(jù)采集裝置2同時還有6個電磁數(shù)據(jù)采集通道，可用于同步測量單分量、二分量、三分量、四分量、五分量或六分量電磁場數(shù)據(jù)，五個分量電磁場數(shù)據(jù)分別為與場源AB平行和垂直的水平電場分量EX、EY,水平磁場分量HX、HY和垂直于地面的磁場分量HZ。六個分量電磁場數(shù)據(jù)分別為與場源AB平行和垂直的水平電場分量EX、EY，垂直于地面的電場分量EZ，水平磁場分量HX、HY和垂直于地面的磁場分量HZ。
[0067]本發(fā)明實施例的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)中，勘探目標(biāo)區(qū)域內(nèi)三維布設(shè)的所有無線遙控地震電磁數(shù)據(jù)采集裝置2是同步采集每一個人工震源I所激發(fā)的地震波信號，然后再采集下一個人工震源I激發(fā)的地震波信號，依次完成對勘探目標(biāo)區(qū)域內(nèi)所有人工震源I激發(fā)的地震波信號的數(shù)據(jù)采集工作。四個方位的水平激發(fā)偶極電流源3也是依次順序激發(fā)的，當(dāng)一個方位的水平激發(fā)偶極電流源3激發(fā)時，勘探目標(biāo)區(qū)域內(nèi)三維布設(shè)的所有無線遙控地震電磁數(shù)據(jù)采集裝置2也是同步采集每一個水平激發(fā)偶極電流源3激發(fā)的電磁波信號，然后再采集下一個水平激發(fā)偶極電流源3激發(fā)的電磁波信號，依次完成對勘探目標(biāo)區(qū)域內(nèi)所有水平激發(fā)偶極電流源3激發(fā)的電磁波信號的數(shù)據(jù)采集工作。本發(fā)明實施例中，人工震源I和水平激發(fā)偶極電流源3可以同時激發(fā)，也可以不同時激發(fā)。
[0068]結(jié)合圖3所示，上述地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)實施例中，如果在以三維方式布設(shè)的無線遙控地震電磁數(shù)據(jù)采集裝置2周圍四方只布置人工震源I而不布置可控電磁場激發(fā)源，則所有無線遙控地震電磁數(shù)據(jù)采集裝置2可以同步采集人工震源I激發(fā)的三維地面地震數(shù)據(jù)，以及地面三維大地電磁數(shù)據(jù)。
[0069]結(jié)合圖4所示，上述地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)實施例中，如果在以二維方式布設(shè)的無線遙控地震電磁數(shù)據(jù)采集裝置2周圍四方不布設(shè)人工震源而只布設(shè)水平激發(fā)偶極電流源3，則所有無線遙控地震電磁數(shù)據(jù)采集裝置2可以同步采集三維地面微地震數(shù)據(jù)或天然地震(被動地震)數(shù)據(jù)，以及水平激發(fā)偶極電流源激發(fā)的地面五分量電磁數(shù)據(jù)。
[0070]如果在以二維或三維方式布設(shè)的無線遙控地震電磁數(shù)據(jù)采集裝置周圍四方不布設(shè)人工震源也不布設(shè)可控電磁場激發(fā)源，則所有無線遙控數(shù)據(jù)采集站可以同步采集二維或三維天然地震(被動地震)數(shù)據(jù)，以及地面二維或三維大地電磁數(shù)據(jù)。
[0071]本發(fā)明實施例的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)采集到的地震數(shù)據(jù)和電磁數(shù)據(jù)可進(jìn)入到系統(tǒng)內(nèi)存儲，也可以通過無線通信方式實時傳送到數(shù)據(jù)處理中心。并且，地震電磁聯(lián)合勘探采集到的地震數(shù)據(jù)和電磁數(shù)據(jù)可以分別處理，也可以聯(lián)合處理。地震電磁數(shù)據(jù)的聯(lián)合處理可以是用地震解釋結(jié)果對電磁數(shù)據(jù)進(jìn)行約束反演，也可以是對地震和電磁數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合反演，以實現(xiàn)地震-電磁的聯(lián)合勘探。
[0072]由于本發(fā)明實施例的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)可以對地質(zhì)目標(biāo)進(jìn)行全方位發(fā)發(fā)射和激勵，從而可以消除由單一激發(fā)場源造成的場源效應(yīng)，此外，地震和電磁的聯(lián)合勘探，還可以極大地提高生產(chǎn)效率、降低單一勘探方法帶來的非唯一性結(jié)果。
[0073]下面結(jié)合圖5所示，對本發(fā)明實施例的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法包括以下步驟:
[0074]步驟a、激發(fā)若干個人工地震源中的一個人工地震源，同步或異步激發(fā)若干個可控電磁場激發(fā)源中一個可控電磁場激發(fā)源。
[0075]步驟b、使若干個地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置同步采集該人工地震源激發(fā)出的地震信號，使若干個地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置同步或異步采集該可控電磁場激發(fā)源激發(fā)出的電磁信號。
[0076]步驟C、重復(fù)上述步驟，直至依次完成所述若干個可人工地震源中所有的可人工地震源激發(fā)和采集，以及依次完成所述若干個可控電磁場激發(fā)源中所有的可控電磁場激發(fā)源的激發(fā)和采集。
[0077]其中，地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)的具體情況參見上述系統(tǒng)實施例和上述裝置實施例，在此不再贅述。
[0078]本發(fā)明實施例的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法可以對地質(zhì)目標(biāo)進(jìn)行全方位發(fā)射和激勵，從而可以消除由單一激發(fā)場源造成的場源效應(yīng)，此外，地震和電磁的聯(lián)合勘探，還可以極大地提高生產(chǎn)效率、降低單一勘探方法帶來的非唯一性結(jié)果。
[0079]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，該裝置包括: 一地震電磁數(shù)據(jù)采集站，其具有一個三分量地震檢波器，或三個單分量地震檢波器，其通過對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)通道與所述地震電磁數(shù)據(jù)采集站的控制器相連，用于采集勘探目標(biāo)區(qū)域的單分量或三分量地震數(shù)據(jù)； 若干組正交的電場傳感器，其通過對應(yīng)的電磁數(shù)據(jù)通道與所述地震電磁數(shù)據(jù)采集站的控制器相連，用于采集所述勘探目標(biāo)區(qū)域的二分量或三分量電場數(shù)據(jù)； 三分量的磁場傳感器，其通過對應(yīng)的電磁數(shù)據(jù)通道與所述控制器相連，用于采集所述勘探目標(biāo)區(qū)域的三分量磁場數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述地震數(shù)據(jù)通道和所述電磁數(shù)據(jù)通道均包括: 前置放大器，用于將對應(yīng)的地震檢波器、電場傳感器或磁場傳感器采集到的模擬信號進(jìn)行前置放大處理，獲得放大的模擬信號； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將所述放大的模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲取適于所述控制器處理的數(shù)字信號； 存儲器，用于在所述控制器的控制下保存所述數(shù)字信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述地震檢波器為模擬地震檢波器或數(shù)字地震檢波器，所述電場傳感器為不極化電極對，所述的磁場傳感器為磁通門式或感應(yīng)線圈式磁場傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述電場傳感器的頻帶響應(yīng)范圍覆蓋可控電磁場激發(fā)源的頻帶范圍以及大地或天然電磁場的頻帶范圍；且所述磁場傳感器的頻帶響應(yīng)范圍覆蓋可控電磁場激發(fā)源的頻帶范圍以及大地電磁場的頻帶范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，每個所述地震數(shù)據(jù)通道和所述電磁數(shù)據(jù)通道均配置有一個獨立的供電電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述地震電磁數(shù)據(jù)采集站為無線遙控地震電磁數(shù)據(jù)采集站。
7.—種地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 若干個權(quán)利要求1所述的地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置，用于采集可控電磁場激發(fā)源、天然電磁場源、人工地震源和非人工地震源的電磁和地震勘探數(shù)據(jù)； 若干個可控電磁場激發(fā)源，其在所述地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置周圍均勻分布； 若干個人工地震源，其在所述地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置外圍均勻或隨機(jī)分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)，其特征在于，所述若干個可控電磁場激發(fā)源為四個水平激發(fā)偶極電流源，該四個水平激發(fā)偶極電流源首尾相接圍成正方形的四方位電磁激發(fā)場源。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)，其特征在于，所述四個水平激發(fā)偶極電流源中相鄰兩個偶極電流源供電電極共用一個接地電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)，其特征在于，所述四個水平激發(fā)偶極電流源首尾相接圍成的正方形的邊長比勘探目標(biāo)區(qū)域走向長度大10%?20%。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)勘探目標(biāo)區(qū)域走向長度大于設(shè)定長度時，配置多個四方位電磁激發(fā)場源依次覆蓋勘探目標(biāo)區(qū)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)，其特征在于，所述多個四方位電磁激發(fā)場源中相鄰的兩個四方位電磁激發(fā)場源之間重疊20%的面積。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)，其特征在于，所述若干個可控電磁場激發(fā)源依次激發(fā)，所述若干個地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置同步采集每個所述可控電磁場激發(fā)源激發(fā)產(chǎn)生的電磁數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)，其特征在于，所述若干個人工地震源依次激發(fā)，所述若干個地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置同步采集每個所述人工地震源激發(fā)產(chǎn)生的地震數(shù)據(jù)。
15.一種權(quán)利要求7所述地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，包括以下步驟: a、激發(fā)若干個人工地震源中的一個人工地震源，同步或異步激發(fā)若干個可控電磁場激發(fā)源中的一個可控電磁場激發(fā)源； b、使若干個地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置同步采集該人工地震源激發(fā)出的地震信號，使所述若干個地震電磁聯(lián)合勘探數(shù)據(jù)采集裝置同步或異步采集該可控電磁場激發(fā)源激發(fā)出的電磁信號； C、重復(fù)上述步驟，直至依次完成所述若干個人工地震源中所有的人工地震源激發(fā)和地震數(shù)據(jù)采集，以及依次完成所述若干個可控電磁場激發(fā)源中所有的可控電磁場激發(fā)源的激發(fā)和電磁場數(shù)據(jù)采集。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述若干個可控電磁場激發(fā)源為四個水平激發(fā)偶極電流源，該四個水平激發(fā)偶極電流源首尾相接圍成正方形的四方位電磁激發(fā)場源。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述四個水平激發(fā)偶極電流源中相鄰兩個偶極電流源供電電極共用一個接地電極。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述四個水平激發(fā)偶極電流源首尾相接圍成的正方形的邊長比勘探目標(biāo)區(qū)域走向長度大10%?20%。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，當(dāng)勘探目標(biāo)區(qū)域走向長度大于設(shè)定長度時，配置多個四方位電磁激發(fā)場源依次覆蓋勘探目標(biāo)區(qū)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的地震電磁聯(lián)合勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述多個四方位電磁激發(fā)場源中相鄰的兩個勘探目標(biāo)區(qū)域之間重疊20%的面積。
【文檔編號】G01V11/00GK104237970SQ201410490777
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】余剛, 何展翔 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司