[發明專利]一種用激光接收裝置測量地震波在巖石中的衰減曲線的方法

有效

• 申請號: 201210370916.7
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN103713050A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 徐國慶;王輝明
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油物探技術研究院
• 主分類號: G01N29/11
• 分類號: G01N29/11
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 劉明華

技術領域

本發明涉及地震勘探巖石物性領域，特別地涉及一種利用激光接收裝置研究測定地震波在巖石中的衰減曲線的方法。

背景技術

地震波在巖石中的傳播都有一定的衰減，其衰減特性與巖石結構、物性、溫度、壓力等都有很大關系，研究巖石中的地震波衰減特性有利于地震勘探資料的處理、解釋以及對巖石物性參數的確認等，可以更好地進行油氣勘探。一般來說，巖石中的地震波衰減的研究方法一是利用實際地震波資料進行研究，另一個是實驗室內利用超聲波對巖石樣品進行測試。本發明屬于室內測試的方法，常規室內測試方法都是利用超聲換能器進行地震波的激發和接收，利用譜比法等方法進行衰減的Q值測定等，其不利之處是超聲換能器需要在一定的介質上進行（如巖石表面、水面等），換能器需要與介質有一定的接觸，如果模型表面不規整，測試就要受到影響，并且，換能器與介質的接觸面也有一定的大小限制，換能器與介質的接觸需要在一定壓力下進行，這種壓力容易受到人為因素的干擾，導致測量不準確。

目前，一般室內進行巖石衰減特性研究的的方法主要是：在室內利用超聲換能器在巖石樣品上進行測試研究，激發與接收是一對一的排列布設，也就是一個激發點對應一個接收點，激發接收換能器直接放置于巖石樣品表面，激發接收后，根據理論換算測算出巖石衰減的Q值，不能反應地震波隨著傳播距離的衰減。

現有的巖石樣品衰減特性的測算研究存在一定的缺點和局限性：

①接收超聲換能器是壓電式探頭，壓電式探頭相對簡單，價格較低，但在進行地質模型檢測時，使用壓電式探頭進行發射和接收時會產生一些問題。

為了真實地模擬野外檢測,檢測器件應具有體積小、寬帶接收、非接觸點測量、靈敏度高、重復性好和測量范圍寬等特點。

但壓電式超聲波探頭在對巖石樣品(尤其對復雜表面樣品)進行檢測時遠遠不能滿足上面的要求。由于工藝方面的原因器件檢測部分接觸面較大,當對曲表面樣品進行檢測時,探頭和樣品表面耦合效果差，有時甚至無法耦合；另外由于是接觸式測量,采用手動方式則測量效率低、精度差，容易受到人為因素的影響；當通過機械方式移動時每次都要重復進行拔起和放置這個過程,而每次放置點探頭和樣品間的接觸壓力很難做到一致,因此測量的精度容易受到人為因素的影響。

②數據采集檢波點排列方法

常規室內檢測樣品的衰減Q值是激發與接收換能器一對一排列，激發點激發出超聲波，在接收點檢測透射波。該接收排列方法只能用來測定巖石的衰減Q值，不能測出巖石隨著距離的衰減曲線。

發明內容

為了解決上述問題，本發明涉及一種在室內條件下用非接觸方式接收超聲波信號進行巖石衰減特性研究的方法。

本發明的目的是為了在實驗室內通過采用新的接收裝置、采集排列方法，取得高效、快速、準確的采集效果并得到高質量的采集數據，進而得到巖石樣品隨著傳播距離的衰減曲線。與常規方法主要不同之處在于采用了非接觸式的激光接收裝置，避免了由于巖石樣品表面的不規則造成的測量不準、由于常規接收探頭都有一定的尺寸限制影響接收點距的設置、常規接收探頭需要手動參與造成的結果容易受到人為因素的影響等問題。

本發明的技術方案為：

一種用激光接收裝置測量地震波在巖石中的衰減曲線的方法，包括：發射部分的常規超聲換能器激發探頭、接收部分的激光接收器及相應激發接收配套設備；發射部分采用常規探頭，將常規探頭置于被測巖石樣品的一側表面并固定不動，由激發系統發射一定的超聲波；接收部分采用了非接觸式的激光接收裝置；包括步驟如下：

1）、超聲波發生器向被測巖石發射超聲波；

2）、根據巖石樣品的大小，在發射點對應的另一側設置接收點位置，并按一定間隔一字排開的排列；

3）、當超聲波傳播到激光測點位置時，引起巖石表面隨著波動發生變化，由激光測振儀測量這種變化，獲得超聲波在該測點的位移或者速度信息；接收點位置排列須事先在裝有激光測振儀控制程序的計算機上設定，由計算機控制接收點位置的移動，全部測量完后，經過后期的逐點能量提取工作，得到該巖石樣品隨著距離的增加波的能量衰減曲線。

所述的接收部分主要由激光測振儀組成；且與被檢測介質之間沒有硬件上的接觸；激光源在模型上的檢測點聚焦小。

所述的激光測振儀可為多普勒激光測振儀。

所述的激光測振儀將振動速度信號或位移信號轉換為電壓信號輸出。

通過所述的激光測振儀上程序的控制，可以根據設定要求自動移動檢測點位置。