便携式数字地震仪在OBN地震采集技术中的应用

随着海域油气勘探程度的不断提高,勘探精度要求越来越高,勘探的难度也在不断加大,还面临着一系列重大的技术挑战｡例如近海陆相沉积储层薄､横向变化快､水深变化剧烈,深水区域由于受到复杂海底地形的影响,中深层地震资料信噪比低､分辨率低､成像效果差等,储层评价及流体检测可靠性差等难题｡传统的海上拖缆技术以及海底电缆(Ocean Button Cable,简称OBC)技术已经不能满足复杂水域环境的勘探要求｡

随着科技的进步以及电子工业的发展,节点地震数据采集系统应运而生,海底节点(Ocean Button Node,简称OBN)技术的应用打破了传统OBC使用维护成本高､观测系统设计受限以及系统结构成为发展瓶颈的限制｡OBN技术带来巨大优势的同时也存在一些不足，与OBC工作模式相比，缺少了实时进行质量控制功能｡

DAQlink4便携式数字地震仪是由Seismic Source公司研发的第四代便携式数字地震采集系统｡该系统可以分别设置为独立工作状态､折射仪系统以及分布式地震反射仪系统｡DAQlink4地震采集系统采用高速24位ADC采样｡每一DAQlink4单元支持6~24道模拟信号输入｡DAQlink4系统使用标准的以太网连接以及标准的TCP/IP网络协议｡

DAQlink4系统由以下六部分组成：

DAQlink4单元､电缆､电源､GPS模块､计算机和上位机软件｡

1. DAQLink4便携式数字地震仪是基于标准以太网设计的地震仪,由计算机通过标准以太网双绞线进行参数设置｡DAQLink4默认IP地址是10.0.0.*,子网掩码是255.255.255.0,因此将计算机与DAQLink4相连接之前,需要将计算机的IP地址设置不同于DAQLink4的IP地址10.0.0.*,子网掩码设置为255.255.255.0;

2. 安装上位机软件Vscope,VScope用来管理DAQLink4单元,并以图形化界面实时显示地震道数据;

3. 通过标准以太网双绞线将DAQLink4连接到计算机,使用4针接头将GPS模块连接到DAQLink4;使用55针接头将模拟检波器电缆接入到DAQLink4;使用3针接头将触发线连接到DAQLink4;最后将12V电源通过2针接头连接到DAQLink4单元;

4. 打开VScope上位机软件,选择Options菜单下的Device菜单项,进入DAQSetup对话框｡

经过上述三个步骤之后,DAQ Setup对话框会显示连接到计算机的DAQLink4单元｡如图1所示｡

图1 Vscope主机连接界面

DAQLink4便携式数字地震仪与计算机连接完成以后,需要对DAQLink4进行针对性设置｡

选择Options菜单下的Preferences菜单项,进入Preferences界面,在General选项卡下勾选Advanced Mode,如图2所示,此时DAQ Settings设置界面如图3所示，否则如图4所示。

图2 Vscope软件通用界面设置

图3 Vscope高级模式下DAQ Setting界面

图4 Vscope非高级模式下DAQ Setting界面

见图3，DAQLink4便携式数字地震仪是24道数字地震仪器,因此Acquisition选项卡下显示的道数为24道,在施工工程中根据施工设计勾选需要的地震道数｡类型(Type)选择Generic,增益(Gain)选择1或者16(16能够很好地匹配各种地震信号,因此建议选择16),输入(Input)首先选择LoopBack进行仪器测试,测试结束之后选择Normal｡根据施工参数选择采样率和记录长度｡由于在施工工程中是通过DAQLink4与计算机连接进行实时质控,因此在此选项卡下面不要勾选Standalone Mode｡

DAQLink4便携式数字地震仪提供多种触发方式,分别有Auto､TimeBreak､InputChannel､GPSTime(PPS)､AuxInput和Event六种类型｡因气枪每激发一次的同时,DAQLink4就要同步开始采集压电检波器的信号,气枪控制器能够产生闭合信号也可以产生TTL信号,因此DAQLink4选择触发源为TTL电平或者闭合信号的TimeBreak触发类型,根据TTL电平或闭合信号特征选择下降沿触发还是上升沿触发｡然后自动开始(AutoStart)选项,选择Disable,如图5所示｡

图5 Vscope触发模式设置界面

目前,勘探使用的便携式数字地震仪都不具有SPS导入功能,因此如何实现地震仪记录的每一个地震记录与炮点进行一一对应是将便携式地震仪器应用到气枪实时质控中的关键。DAQLink4提供了GPS模块,DAQLink4使用GPS模块进行授时并对内部时钟进行校正｡当GPS模块处于可用状态时,DAQLink4将GPS接收到的UTC时间存储到SEG-Y格式的地震记录中｡在GPS选项卡下选择GPS端口波特率19200,点击Get Position按钮获取地理位置信息和时间信息,然后点击Apply GPS Config应用GPS,如图6所示｡经过上述三个步骤,DAQLink4单元设置完成｡

图6 Vscope GPS设置界面

在使用DAQLink4进行实时气枪质控时选择自动采集选项,在Auto Save选项卡下面勾选Auto Save Single Records To Database和Auto Export Single Records to File,如图7所示｡最后选择单炮记录输出格式及输出路径｡

图7 数据自动保存界面

们通过设置不同容量的气枪延迟､不同的时间激发来模拟气枪自激,在试验过程中,设置让30cu.in单枪延迟1100ms激发,DAQLink4采集到的单炮记录如图8所示｡通过图12可以清楚地看到单炮记录中有明显的双初至｡

更多便携式数字地震仪相关产品信息，请联系欧美大地。

服务热线：400-700-9998

邮箱：marketing@epc.com.hk

官方网址：www.epccn.com

推荐阅读，了解更多知识

香港机场第三跑道是如何在海里造出稳定地基的？

一套方案助你开启专业级路面健康监测

解决方案丨浅谈桥梁监测系统建设

新品2020丨GeoSIG最硬核的地震计arolla