Seisminių tyrinėjimų metu mes ne tik įrašome signalus,{0}}bet bandome suprasti, kaip žemė juda. 3 komponentų geofonas (3C geofonas) dažnai apibūdinamas kaip įrankis, fiksuojantis vibraciją trimis kryptimis. Tai tiesa, tačiau tai nevisiškai paaiškina, su kuo mes iš tikrųjų dirbame šioje srityje.
Tai, su kuo susiduriame, visada yra ta pati fizinė tikrovė: žemės judėjimas. Nesvarbu, ar mes tai apibūdiname kaip poslinkį, greitį ar pagreitį, ar matuojame vieną ar tris kryptis, pagrindinė vibracija nesikeičia. Keičiasi tai, kaip mes tai stebime ir interpretuojame.
Kokie 3 komponentų geofoniniai matai atliekant seisminius tyrinėjimus
Įdiegę 3 komponentų geofoną, fiksuojame žemės judėjimą trimis ašimis-paprastai vertikalia, linijine ir skersine linija. Tai leidžia mums stebėti visą seisminių bangų vektorinį elgesį, o ne vieną projekciją.
Praktiškai tai tampa svarbu, kai bangų laukai yra sudėtingi. Atspindžiai, paviršiaus bangos, konvertuotos bangos ir triukšmas sutampa. Vieno -komponentinio jutiklio gali rodyti tik dalį to vaizdo. Turėdami tris komponentus, galime pradėti atskirti bangų tipus ir suprasti jų sklidimo kryptį.
Tačiau net su trimis komponentais mes vis tiek matuojame tą pačią mechaninę vibraciją. Skirtumas slypi tame, kiek to judesio galime atkurti.
Greitis ir pagreitis 3 komponentų geofonuose: kas keičiasi ir kas ne
Daugelyje šiandieninių projektų, ypač didelio{0}}tankio tyrimuose, matome daugiau MEMS-pagrįstų 3 komponentų geofonų, kurie registruoja pagreitį, o ne greitį.
Nesunku manyti, kad pagreičio duomenys yra „geresni“, nes dažnai rodo aukštesnius dominuojančius dažnius ir platesnius spektrus. Mes visi tai matėme apdorojant rezultatus.
Tačiau pažvelgus giliau, situacija yra subtilesnė.
Dėl tos pačios žemės vibracijos:
- Greitis, pagreitis ir poslinkis yra tik skirtingi matematiniai vaizdiniai
- Jų bangos formos, amplitudės ir spektrai atrodys kitaip
- Jų dominuojantys dažniai gali pasikeisti
Tai nereiškia, kad pasikeitė informacija apie paviršių. Tai reiškia, kad atstovavimas pasikeitė.
Pavyzdžiui, pagreičio duomenys natūraliai padidina aukštesnius dažnius, o greitis pabrėžia žemesnius dažnius. Štai kodėl pagreičiu{1}}pagrįstos sistemos dažnai turi „aukštesnio dažnio pranašumą“. Tiesą sakant, tai yra matematinis efektas, o ne fizinis požeminės skiriamosios gebos padidėjimas.
Dažnių diapazonas ir signalo stiprumas: kas iš tikrųjų svarbu lauke
Atliekant žemės seisminius tyrimus, reikšmingas signalo diapazonas nėra neribotas.
Su kuo realiai galime dirbti:
- Dažnių diapazonas yra maždaug nuo 1 Hz iki 200 Hz
- Signalo stiprumą riboja mechaninis triukšmas ir sistemos triukšmas
Šiame diapazone greičio ir pagreičio matavimai gali efektyviai parodyti tą patį žemės judėjimą, -jei signalo-ir{2}}triukšmo santykis yra pakankamas.
Mus riboja ne vien geofono tipas, o:
- Aplinkos mechaninis triukšmas
- Sukabinimo sąlygos
- Prietaiso triukšmo grindys
- Įsigijimo ir apdorojimo būdai
Dažnai matome, kad mechaninis triukšmas dominuoja prieš elektroninį triukšmą, ypač lauko sąlygomis. Tai reiškia, kad vien jutiklio tipo pagerinimas automatiškai nepagerina duomenų kokybės.
Kodėl šiuolaikiniuose seisminiuose tyrimuose naudojami 3 komponentų geofonai
Naudojame 3 komponentų geofonus ne todėl, kad jie keičia fiziką, o todėl, kad suteikia daugiau būdų tai interpretuoti.
Jie ypač vertingi, kai:
- Turime išanalizuoti bangos kryptį ir poliarizaciją
- Konvertuotos bangos (PS bangos) yra svarbios
- Paviršines bangas reikia atskirti arba slopinti
- Sudėtingos arti{0}}paviršiaus sąlygos iškraipo bangų laukus
Tokiais atvejais turėdami tris komponentus galime pritaikyti pažangesnius apdorojimo būdus ir iš to paties žemės judėjimo išgauti daugiau naudingos informacijos.
Kodėl geofonų palyginimai gali būti klaidinantys
Realiuose projektuose geofonus dažnai lyginame naudodami spektro, energijos arba signalo -ir{1}}triukšmo santykį. Atrodo paprasta, tačiau rezultatai gali būti klaidinantys.
Pagreičio duomenys paprastai rodo stipresnį aukšto{0}}dažnio turinį, bet taip yra dėl to, kaip jis apskaičiuojamas, o ne dėl tikro aukšto{1}}dažnio signalų po žeme.
Tas pats pasakytina apie energijos ir signalo{0}}ir{1}}triukšmo santykį. Jautrumo, filtravimo ar duomenų srities pokyčiai gali turėti įtakos rezultatui. Tai, kas atrodo kaip geresni duomenys, dažnai yra tik kitoks būdas parodyti tą patį žemės judėjimą.
Kai viską įtraukiame į tą pačią sritį, daugelis šių skirtumų tampa daug mažesni, nei atrodo iš pradžių.
Tinkamo 3 komponentų geofono pasirinkimas jūsų projektui
Kai pasirenkame 3 komponentų geofoną, nekreipiame dėmesio į vieną parametrą. Svarbu, kaip visa sistema veikia realiomis sąlygomis.
Mes žiūrime:
- Triukšmo charakteristikos visoje naudojamoje dažnių juostoje
- Jutiklio stabilumas ir nuoseklumas
- Sujungimo su žeme elgesys
- Suderinamumas su įsigijimo ir apdorojimo darbo eigomis
Gerai{0}}veikianti greičiu-pagrįsta sistema gali duoti rezultatus, lygiaverčius pagreičiu-pagrįstai sistemai, pritaikius tinkamus pataisymus ir transformacijas.
Skirtumas yra ne tik jutiklio tipas, bet ir visa gavimo ir apdorojimo strategija.
Darbas su 3 komponentų geofonais suteikia išsamesnį žemės judėjimo vaizdą, tačiau tai nepakeičia seisminių bangų fizikos.
Greitis arba pagreitis, vienas{0}}komponentas arba trys-komponentės-tai skirtingi būdai stebėti tą pačią vibraciją.
Turėdami tai omenyje, bus lengviau išvengti per daug{0}}aiškinti akivaizdžių pranašumų ir sutelkti dėmesį į tai, kas iš tikrųjų pagerina seisminių duomenų kokybę: signalo stiprumą, triukšmo valdymą ir tinkamą apdorojimą.
Nuorodos
[1] Wei, Jidong.Seisminiai geofonai naftos žvalgymui. Čingdao: Kinijos vandenyno universiteto leidykla, 2016 m.
[2] „Sercel Company“.428XL techninis vadovas (4.0 versija). Prancūzija, 2010 m.
[3] Li, Čingžongas. „Kai kurios klaidingos koncepcijos atliekant didelės-raiškos seisminius tyrinėjimus ir atitinkamos atsakomosios priemonės“.Geofizinis naftos žvalgymas, tomas. 32, nr. 6, 1997, p
[4] Crisi, PA ir TJ Perrinas. "Kiek užtenka vėjo?"SEG techninės programos išplėstinės santraukos, tomas. 22, 2003, p. 70–73.
[5] Wei, Jidong. „Geofono dekonvoliucija žemo-dažnio kompensavimui seisminiuose duomenyse“.Geofizinis naftos žvalgymas, tomas. 51, nr. 2, 2016, p
