高分辨地震勘探儀器設計研究.pdf

1、中國科學技術大學博士學位論文高分辨地震勘探儀器設計研究姓名：王兵申請學位級別：博士專業(yè)：物理電子學指導教師：王硯方20081101摘要的瞬時動態(tài)范圍以及噪聲對儀器的影響；明確闡述了高分辨地震儀器用于深層勘探必須具有大瞬時動態(tài)范圍、小道間距、多道數(shù)、超低的諧波失真以及相應的采樣間隔。這些指標確定以后，又決定了儀器的拓撲結(jié)構和數(shù)據(jù)傳輸能力，他們之間符合一定的定量和定性關系。上述兩章內(nèi)容反映了地震儀器與勘探目標的物理關系，是本文重點研究的內(nèi)容

2、之一。作為地震儀接收記錄地震信號的第一步，其最前端的地震檢波器應有理想頻帶和足夠大的動態(tài)范圍。高分辨地震勘探對檢波器的精度要求也更高。檢波器設計不是本文的研究方向，但檢波器的特性和使用方式，對儀器整機的設計有較大的影響，因此本文接下來第4 章闡述幾種主要檢波器，討論了檢波器組合使用的效果，對比了動圈檢波器和M E M S 數(shù)字檢波器的各自優(yōu)勢。其中，M E M S 數(shù)字檢波器動態(tài)范圍和瞬時動態(tài)范圍都遠高于傳統(tǒng)檢波器：幅頻特性和相位一致性

3、都好于傳統(tǒng)檢波器；諧波失真較低。就高分辨和信號保真而言，采用M E M S 數(shù)字檢波器改善檢波器的技術特性要比提高采集站的瞬時動態(tài)顯得更為迫切和重要。同時采用高質(zhì)量數(shù)字檢波器將會使整個地震儀的設計思想發(fā)生重要變化，不但使野外采集方式發(fā)生了改變，也使后期資料處理更靈活更豐富。然而動圈式檢波器通過增加反饋電路等措施尚有不少可挖掘的潛力。如果能在此基礎上改進成動圈式數(shù)字檢波器，將會使現(xiàn)有的地震資料采集質(zhì)量得到很大的提高。地震儀器設計是整個勘探

4、活動全過程中的一個環(huán)節(jié)，要達到最終高分辨勘探的良好效果，數(shù)據(jù)采集是基礎，數(shù)據(jù)處理是關鍵。論文在第5 章描述地震資料后期處理的方法和手段，并反過來研究它們對儀器結(jié)構和獲取數(shù)據(jù)的要求。論文從整體系統(tǒng)觀的角度來研究地震儀器設計如何與后期資料處理的方法相適應，最大限度地發(fā)揮作用，來提高勘探的分辨率。噪聲濾波、疊加處理、偏移處理等方法和能力的改進，對數(shù)據(jù)的抽取、覆蓋的次數(shù)等提出了相應的要求，決定了儀器要提供的道間距、排列長度、采樣間隔、總道數(shù)等主

5、要參數(shù)。一些新興的高分辨勘探技術的出現(xiàn)，如：高密度勘探技術、寬方位角三維地震技術、A V O 技術、多波多分量地震技術等，實際上也是后期資料處理手段和能力不斷發(fā)展的反映，它們對儀器結(jié)構、特征和性能提出了新的要求，決定了儀器的發(fā)展方向，對將來儀器的設計有著很大的影響。因此本文在第6 章介紹了這些新興技術的發(fā)展歷程和應用狀況，探討了其主要原理和特點，分析了他們對儀器主要指標的要求。這兩章討論構成了本文的另一重要研究內(nèi)容。論文第7 章介紹了本