地震采集仪器是用于采集地震勘探数据的常用仪器,现如今,随着我国工程建设事业的不断发展,地震采集仪器的应用范围也越来越广泛。然而,目前我国对于地震采集仪器倾斜测试的认知水平尚比较浅,这主要是因为国内外关于这方面的文献研究资料相对较少,业内缺乏可以参考的对象[1] 。尤其是关于地震采集仪器倾斜测试为何不能通过这一问题,我国至今还只停留在是由于检波器没有垂直放置所导致的这一浅显认知上面,这使得当施工条件发生变化时往往无法有效解决问题,只能够通过大量更换检波器这一成本巨大的方式[2] 。对此,我们有必要进一步研究地震采集仪器倾斜测试(TILT)指标与建模温度之间的关系,从而更加深刻地了解地震采集仪器倾斜测试不合格的原因。
1 地震采集仪器倾斜测试的原理
从地震采集仪器的操作手册中可以得到关于倾斜测试的定义:测量因重力导致的DC偏差。不过,只从简单的定义出发仍然无法充分理解利用地震采集仪器进行倾斜测试的原理。那么,我们就要从以往的大量相关测试实验结果中进行分析,得出:倾斜测试所考察的对象实际上就是给定脉冲下各个检波器返回脉冲的响应信号的一致性。通过采集链,地震采集仪器系统所发射出的脉冲信号可以传到各串检波器中,而检波器会对其产生反馈信号,然后再传回到地震采集仪器系统当中,此时地震采集仪器会对各检波器的反馈信号进行对比,将认定为好的检波器建立标准模型,而与这个标准模型差异较大的则判定为不合格。这样的测试方法主要是依据标准模型来判断结果是否正确,但是若标准模型不慎建立在了一个不正常的检波器上的话,那么其结果也将会出现巨大偏差。再者,由于地震采集仪器自身不具备温度补偿功能,所以若在标准模型建立之时外界环境发生了较大变化,则也可能会导致结果出现误差。
2 地震采集仪器倾斜测试与温度之间的关系
为了保障测试结果的准确性,笔者分别在60℃、40℃、20℃、0℃、-20℃这几个温度点上对各检波器进行建模,测定检波器在对应温度下的Tilt值(倾斜度值),发现在总体形势上Tilt值与温度值是成正比例趋势的。也即是说,在60℃、40℃、20℃、0℃、-20℃的条件下,Tilt值是随温度升高而升高的。
3 地震采集仪器倾斜测试指标与建模温度之间的关系
(1)若将Tilt值作为自变量,将温度值作为因变量,对离散点进行线性拟合,可以得到一条线性回归方程。考察各线性回归曲线的相关系数R,发现均>0.95。相关系数R是检验线性回归经验方程与离散点之间吻合度的一个重要参数,通常情况下,当R≥0.95时,即可认为线性回归结果理想。由此可以得出结论:无论在进行建模时温度值如何,若无温度补偿,则检波器的Tilt值与温度值存在很好的线性关系。(2)根据线性回归方程对已知建模温度条件下特定温度T时的Tilt值进行测算,例如T=20℃,线性回归方程为y=3.6584x+23.834。而当温度T=40℃时,可利用该回归方程计算出Tilt值=4.5。(3)Tilt值每增加1%时所需的温度以斜率k进行表示,根据测量结果可以得出k值约在3.64-3.68之间,因此可以推测温度值每上升11℃、18℃、36.5℃,Tilt值分别约可增加3%、5%、10%;反之,温度值每下降11℃、18℃、36.5℃,Tilt值分别约可减少3%、5%、10%。
对于野外施工来说,上述实验所得出的结论具有很强的指导意义。具体来说,当地震采集仪器倾斜测试的建模温度为T0时,其检波器的电阻为R0,而±3%为测试合格范围;若想考察在T1温度下时,倾斜测试是否会因为温度的变化而出现结果不合格的情况,首先需要找到T1温度下的线性回归方程,然后计算出Tilt值,最后再判断结果是否在±3%范围内;若Tilt值不在±3%范围内,则说明在该温度条件下需要重新建模才能够消除温度带来的影响。
4 结语
综上所述,地震采集仪器倾斜测试所考察的对象实际上就是给定脉冲下各个检波器返回脉冲的响应信号的一致性,由于其测试方法主要是依据标准模型来判断结果是否正确,并且地震采集仪器自身不具备温度补偿功能,所以结果往往会存在很大误差,因此必须要深入研究地震采集仪器倾斜测试(TILT)指标与建模温度之间的关系。笔者根据测试原理,对环境因素对倾斜测试结果的影响进行了合理化解释、对现场施工中遇到的与倾斜测试有关的问题提出了合理化建议,最终通过与客户的良好沟通,建立了一套合理的倾斜测试整体方案,达到了提高野外地震数据采集水平的目的,有效保障了工程的施工质量。
摘要：近年来,随着我国工程建设事业的不断发展,地震采集仪器的应用范围也越来越广泛。倾斜度测试是地震数据采集系统日检测中的重要组成部分,是检测测线是否正常的系统性指标。地震采集仪器倾斜测试指标与建模温度之间具有一定的关系,研究这项关系有利于更好地指导地震采集仪器倾斜测试现场作业方案。对此,本文针对地震采集仪器倾斜测试(TILT)指标与建模温度之间的关系进行了深入分析,希望对相关领域工作具有一定助益。
关键词：地震采集仪器,倾斜测试,指标,建模温度,TILT
参考文献
[1] 周勇,陈志遥,吕品姬,张燕.基于宽频带倾斜仪数据的地震定位[J].大地测量与地球动力学,2013,S2:1-4+34.
[2] 王萌,荆涛,马俊欣,谷东辉,薛立武.地震采集仪器倾斜测试(TILT)指标与建模温度关系分析[J].石油仪器,2013,06:46-47+52+1.