Seismilise uurimise käigus me ei salvesta ainult signaale,{0}}vaid me püüame mõista, kuidas Maa liigub. 3-komponendilist geofoni (3C geofoni) kirjeldatakse sageli kui tööriista, mis salvestab vibratsiooni kolmes suunas. See on tõsi, kuid see ei selgita täielikult, millega me selles valdkonnas tegelikult töötame.
See, millega me tegeleme, on alati sama füüsiline reaalsus: maapinna liikumine. Ükskõik, kas me kirjeldame seda nihke, kiiruse või kiirendusena või mõõdame ühte või kolme suunda, aluseks olev vibratsioon ei muutu. Muutub see, kuidas me seda vaatleme ja tõlgendame.
Millised on kolmekomponendilised geofoni mõõdud seismilises uurimises
Kui võtame kasutusele kolmekomponendilise geofoni, jäädvustame maapinna liikumist piki kolme telge, -tavaliselt vertikaalset, sisemist ja ristjoont. See võimaldab meil jälgida seismiliste lainete täielikku vektori käitumist, mitte ühte projektsiooni.
Praktikas muutub see oluliseks, kui laineväljad on keerulised. Peegeldused, pinnalained, teisendatud lained ja müra kõik kattuvad. Üks-komponentsensor suudab näidata ainult osa sellest pildist. Kolme komponendi abil saame alustada lainetüüpide eraldamist ja nende levimissuuna mõistmist.
Kuid isegi kolme komponendiga mõõdame ikka sama mehaanilist vibratsiooni. Erinevus seisneb selles, kui suure osa sellest liikumisest suudame rekonstrueerida.
Kiirus vs kiirendus kolmekomponendilistes geofonides: mis muutub ja mis mitte
Tänapäeva paljudes projektides, eriti suure{0}tihedusega uuringutes, näeme rohkem MEMS{1}}põhiseid kolmekomponendilisi geofone, mis salvestavad pigem kiirendust kui kiirust.
Lihtne on eeldada, et kiirendusandmed on "paremad", kuna need näitavad sageli kõrgemaid domineerivaid sagedusi ja laiemaid spektreid. Me kõik oleme seda tulemuste töötlemisel näinud.
Kuid kui vaatame sügavamale, on olukord peenem.
Sama maapinna vibratsiooni korral:
- Kiirus, kiirendus ja nihe on lihtsalt erinevad matemaatilised esitused
- Nende lainekujud, amplituudid ja spektrid näevad välja erinevad
- Nende domineerivad sagedused võivad muutuda
See ei tähenda, et maa-aluse teave on muutunud. See tähendab, et esindus on muutunud.
Näiteks kiirendusandmed suurendavad loomulikult kõrgemaid sagedusi, samas kui kiirus rõhutab madalamaid sagedusi. Seetõttu näib kiirendus{1}}põhistel süsteemidel sageli olevat "kõrgema sageduse eelis". Tegelikkuses on see matemaatiline efekt, mitte maa-aluse eraldusvõime füüsiline suurenemine.
Sagedusvahemik ja signaali tugevus: mis on väljal tegelikult oluline
Maa seismilises uurimises ei ole tähendusrikas signaali ulatus piiramatu.
Millega saame reaalselt töötada, on:
- Sagedusvahemik ligikaudu 1 Hz kuni 200 Hz
- Signaali tugevust piiravad nii mehaaniline müra kui ka süsteemimüra
Selles vahemikus võivad nii kiiruse kui ka kiirenduse mõõtmised näidata sama maapinna liikumist tõhusalt-eeldusel, et signaali-/-müra suhe on piisav.
Meid ei piira mitte ainult geofoni tüüp, vaid:
- Keskkonna mehaaniline müra
- Sidumistingimused
- Instrumentide müra põrand
- Omandamise ja töötlemise meetodid
Sageli näeme, et mehaaniline müra domineerib elektroonilise müra üle, eriti välitingimustes. See tähendab, et ainult anduri tüübi parandamine ei paranda automaatselt andmete kvaliteeti.
Miks kasutatakse tänapäevastes seismilistes uuringutes kolmekomponentseid geofone?
Me kasutame kolmekomponendilisi geofone mitte sellepärast, et need muudaksid füüsikat, vaid sellepärast, et need annavad meile rohkem võimalusi selle tõlgendamiseks.
Need on eriti väärtuslikud, kui:
- Peame analüüsima laine suunda ja polarisatsiooni
- Teisendatud lained (PS-lained) on olulised
- Pinnalained tuleb eraldada või maha suruda
- Keerulised pinnalähedased{0}}tingimused moonutavad lainevälju
Nendel juhtudel võimaldab kolme komponendi olemasolu rakendada täiustatud töötlemistehnikaid ja saada samast maapealsest liikumisest rohkem kasulikku teavet.
Miks geofonide võrdlus võib olla eksitav?
Pärisprojektides võrdleme geofone sageli spektrite, energia või signaali{0}}/-müra suhet kasutades. See tundub lihtne, kuid tulemused võivad olla eksitavad.
Kiirendusandmed näitavad tavaliselt tugevamat{0}}kõrgsageduslikku sisu, kuid see on tingitud selle arvutamise viisist, mitte tõelisematest{1}}maa-aluste kõrge sagedusega signaalidest.
Sama kehtib ka energia ja signaali{0}}/-müra suhte kohta. Muutused tundlikkuses, filtreerimises või andmedomeenis võivad tulemust mõjutada. See, mis näib olevat paremad andmed, on sageli lihtsalt erinev viis sama maapinna liikumise kujutamiseks.
Kui paneme kõik samasse domeeni, muutuvad paljud neist erinevustest palju väiksemaks, kui esmapilgul paistavad.
Projekti jaoks sobiva kolmekomponendilise geofoni valimine
Kui valime kolmekomponendilise geofoni, ei keskendu me ühele parameetrile. Oluline on see, kuidas kogu süsteem reaalsetes tingimustes toimib.
Vaatame:
- Müra omadused kasutataval sagedusribal
- Anduri stabiilsus ja järjepidevus
- Sidumiskäitumine maapinnaga
- Ühilduvus hankimise ja töötlemise töövoogudega
Hästi -toimiv kiirus-põhine süsteem võib anda kiirendus-põhise süsteemiga samaväärseid tulemusi, kui on rakendatud õiged parandused ja teisendused.
Erinevus ei ole ainult anduri tüübis, vaid kogu omandamise ja töötlemise strateegias.
Kolmekomponendiliste geofonidega töötamine annab meile põhjalikuma ülevaate maapinna liikumisest, kuid see ei muuda seismiliste lainete füüsikat.
Kiirus või kiirendus, üks{0}}komponent või kolm-komponenti-need on erinevad viisid sama vibratsiooni vaatlemiseks.
Kui me seda meeles peame, on lihtsam vältida näiliste eeliste üle-tõlgendamist ja keskenduda sellele, mis tõesti parandab seismiliste andmete kvaliteeti: signaali tugevus, mürakontroll ja õige töötlemine.
Viited
[1] Wei, Jidong.Seismilised geofonid naftauuringute jaoks. Qingdao: China Ocean University Press, 2016.
[2] Sercel Company.428XL tehniline juhend (versioon 4.0). Prantsusmaa, 2010.
[3] Li, Qingzhong. "Mõned ekslikud kontseptsioonid kõrge eraldusvõimega-seismilises uurimises ja vastavates vastumeetmetes."Nafta geofüüsikaline uurimine, kd. 32, nr. 6, 1997, lk. 751–783.
[4] Crisi, PA ja TJ Perrin. "Kui palju tuult on piisavalt?"SEG tehnilise programmi laiendatud kokkuvõtted, kd. 22, 2003, lk. 70–73.
[5] Wei, Jidong. "Geophone Deconvolution for Low Frequency Compensation in Seismic Data."Nafta geofüüsikaline uurimine, kd. 51, nr. 2, 2016, lk. 224–231.
