提高地震勘探深度测量准确度的有效方法

提高地震勘探深度测量准确度的有效方法

随着地震测量技术的不断进步，地震深度测量的精确度也越来越高，尤其是在垂直地震剖面法（VSP）出现并应用之后。垂直地震剖面法作为地震勘探的重要方法之一，主要测量步骤是沿着垂直地表的方向布设地震信号检波点。目前，这种方法已经得到了行业内广泛的认可。笔者根据自身的工作经验，在本文探讨了电缆计数法、电缆磁标记计数法、伽马曲线测量法等地震深度勘探方法的工作原理，并对这些方法的优缺点作了比较，最终得出结论，电缆计数法在地震勘探中的精确度最高，当其他方法相互辅助时，深度测量的数据更准确、更可靠。

标签：VSP 深度测量电缆计数法

沿着目标井井筒垂直地表布设各个检波点，是垂直地震剖面法（VSP）的主要测量手段。而且，该测量手段在点阵检波阵列中占据着非常重要的位置。在地震勘探过程中，若深度测量不准确，将造成记录资料的失误。

经过多年的研究与总结，人们最终得出了电缆计数法、电缆磁标记计数法、井箍计数法和伽马曲线测量法等较为精确测量地震深度的四种方法。

1电缆计数法

电缆计数法是目前垂直地震深度测量的最主要方法。电缆计数法的运用，主要依靠手段是电缆或光缆。电缆或光缆本身就作为测量井下检波器阵列沉放深度的衡量软尺而存在，因而，电缆的长度越长，那么地震的深度就越深。这就是电缆计数法的工作原理。

一般情况下，地震勘探中最长用的电缆计数器主要有机械计数器和马丁代克计数器这两种。它们两者都有着与电缆工作相互配合的传动轮，当电缆运动时，会自然带动该传动轮转动。

不同的是，机械计数器传动轮所带动的是一个微型发电机，当电缆运动时，该微型发电机会产生运动变化的电流信号，继而，电流信号被输送到后方控制台。如果电流信号恰好与机械计数器传动轮的直径、校验修正参数相匹配，那么就能准确地显示电缆的深度，以说明地震深度。马丁代克计数器出动轮所带动的则是一个栅状的转盘。这个栅状转盘的两侧布置有光源与感光器件，当栅状转盘随着传动轮转动时，光源会自然产生一个个光栅信号，而另一侧的感光器件则会对这些光栅信号进行辨别与技术，最终这算为电缆深入井下的深度。

为了检验电缆计数法所测量的地震深度，考核点和对零被研究出来了。考核点指沿着垂直地表布设检波器阵列时，在井中间隔一段距离放置一个标志点。当检波器阵列在深入井中经过这些标志点时，触发标志点并采集地震信号。因为不同标志点所采集的空间物理关系是一致的，因而在采集激发的地震信号时应注意采集的时间值应为一致，尽可能使误差小于一个采样点。对零即指在检波器阵列

未深入井中之前，将电缆计数器的值归零，然后再以某一级设备为基准，慢慢将检波器阵列下放到井中。检波器阵列下放的同时计数器也开始计数工作，直至检波器阵列从井内归回井口，计数器的值回归零点，同一个设备也刚好回归基准的位置。

不管是机械计数器，还是马丁代克计数器，亦或是考核点与对零，这些测量地震深度的方法都并非是百分之百可靠精准的，误差必然存在，因为电缆拉伸是存在一定误差的。电缆拉伸误差是电缆在上升或下降时受到阻力大小不同而造成的。此外，机械计数器在计数时也会受到天气条件、机械部件油腻等情况的影响，导致传统轮与电缆无法同步运动，传动轮出现严重磨损情况，导致测量准确性下降。为此，在日常工作中，地震勘探人员应做好传动轮等器件的维护保养工作。

2电缆磁标记计数法

电缆磁标记计数法是测量地震深度的重要辅助性方法。其工作原理是，在地面用一定的张力将电缆拉紧，然后测量电缆的总长度，并间隔一定距离将电缆外护套磁化，并由此作出相应的磁标记。磁感应装置工作时，电缆上的这些磁标记点就能相应拾取标记信号，最终与标记间隔长度共同结合算出电缆进入井内的深度。电缆磁标记计数法的测量精度并非取决于电缆的深度，而是取决于磁标记自身的密度。磁标记的密度由标记的技术与磁感应装置的灵敏度共同决定。磁标记的密度越高，意味着磁标记越难，磁感应装置的灵敏度降低。密度过高时甚至会散发磁污染，影响地震数据传送信道的正常使用，严重时会让垂直地震仪器系统瘫痪而不工作。

笔者在日常地震勘探中发现，若磁标记信号的间隔距离不大于20米，GEOCHAIN 仪器就会自动失去工作的能力。这是因为磁标记信号污染主要集中在空间密度比较大的缆车绞盘上，无法深入井下的电缆可以减少电磁的污染，只是这种方法效果不大。同时，电缆磁标记信号刚好处于20米间距时，测量的精度也无法满足地震勘探实际深度测量的需要，所以，电缆磁标记计数法无法独立勘探地震深度。若不得不用这种方法工作，不妨将磁标记密度降低，如降低到100米、200米等，及时发现测量数据的无法以返工为重新测量提供基准。

3伽马曲线测量法

地震发生地带多样，除却电缆这个软尺，还有在岩层地带使用的岩层伽马射線强度曲线。地震深度勘探工作人员都知道，伽马射线强度曲线有两种。一种是测量目标井所得的，另一种是在垂直地震生产中测量的。地震的深度就从这两条伽马射线强度曲线中读取。因而，伽马曲线测量法依赖性强，难以独立使用。更重要的是，测井生产的伽马射线强度曲线是在匀速提升过程中采集的，而垂直地震生产的伽马射线强度曲线则是在间歇提升中采集的，两者的比例尺与连续性存在较大的差异，因而这种地震深度测量方法可靠性较差。且因为两曲线的数据采集机制不同，操作难度大。所以，在地震勘探行业，伽马曲线测量法一般只作为深度测量考核方法存在。

4结语

当前，国内外垂直地震勘探的深度测量还是多以电缆计数法为主。且为了让这种方法测量出来的深度更加精确，人们会定期校准计数器、修正参数，辅助于考核点与对零来检验测量所得的数据，在根据条件不同使用磁标记计数法、CCL 计数法或伽马曲线测量等辅助性方法。通过成本、精确度等各方面的比较，笔者主张用电缆计数法与电缆磁标记计数法相互结合以测量地震深度。

参考文献

[1]A VLON公司，GEO-CHAIN 垂直地震数据采集系统技术手册，2005.

[2]Sercel公司，WR-M SR 垂直地震数据采集系统技术手册，2004.