[發(fā)明專利]基于分布式光纖傳感的地震橫波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及采集方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011159575.X
• 申請(qǐng)日: 2020-10-26
• 公開（公告）號(hào): CN112230273A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余剛;梁興;安樹杰;陳沅忠;吳俊軍;冉曾令;王熙明;夏淑君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中油奧博（成都）科技有限公司
• 主分類號(hào): G01V1/18
• 分類號(hào): G01V1/18;G01V1/20;G01V1/00;G01H9/00
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

1.基于分布式光纖傳感的地震橫波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，包括：沿平行于輕型鎧裝光纜(2)方向布設(shè)并逐點(diǎn)激發(fā)的地面人工橫波震源(1)、埋設(shè)在淺地表下面的輕型鎧裝光纜(2)以及位于地面的分布式光纖聲波傳感調(diào)制解調(diào)儀器(3)；所述輕型鎧裝光纜(2)以正交方式埋設(shè)在淺地表下面采集相互正交的兩個(gè)地面地震橫波數(shù)據(jù)；輕型鎧裝光纜(2)首端內(nèi)的光纖與分布式光纖聲波傳感調(diào)制解調(diào)儀器(3)相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式光纖傳感的地震橫波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述地面人工橫波震源(1)沿著二維的橫波震源線或三維正交的橫波震源網(wǎng)布設(shè)；在每個(gè)地面人工橫波震源(1)位置上激發(fā)的橫波源的極化方向(4)與輕型鎧裝光纜(2)的延伸方向相平行。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式光纖傳感的地震橫波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述輕型鎧裝光纜(2)埋置在淺地表下面，沿二維檢波點(diǎn)測(cè)線或三維正交檢波點(diǎn)測(cè)網(wǎng)布設(shè)；

所述輕型鎧裝光纜(2)的尾端設(shè)有消光機(jī)構(gòu)(5)，所述的消光機(jī)構(gòu)(5)為消光器或者把光纖尾端打一個(gè)結(jié)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式光纖傳感的地震橫波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述輕型鎧裝光纜(2)包括高聲敏單模光纖(20)和包裹在高聲敏單模光纖(20)外的柔性保護(hù)套(21)，所述的柔性保護(hù)套(21)內(nèi)充填光纖膏，最外層包裹有耐磨抗壓抗拉伸柔性輕型保護(hù)鎧裝外套(22)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式光纖傳感的地震橫波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述地面人工橫波震源(1)的觸發(fā)信號(hào)與啟動(dòng)分布式光纖聲波傳感調(diào)制解調(diào)儀器(3)的觸發(fā)信號(hào)一致。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的基于分布式光纖傳感的地震橫波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，包括以下步驟：

A1、在地表以下，將輕型鎧裝光纜(2)沿二維檢波點(diǎn)測(cè)線或三維正交檢波點(diǎn)測(cè)網(wǎng)埋置；將鎧裝光纜(2)的尾端設(shè)置消光機(jī)構(gòu)(5)；

A2、沿二維的橫波震源線或三維正交的橫波震源網(wǎng)上預(yù)先設(shè)計(jì)的震源點(diǎn)依次激發(fā)地面人工橫波震源(1)，在每個(gè)地面人工橫波震源(1)位置上激發(fā)的橫波源的極化方向(4)與輕型鎧裝光纜(2)的延伸方向相平行，并將激發(fā)人工橫波震源(1)的觸發(fā)信號(hào)同步傳輸?shù)椒植际焦饫w聲波傳感調(diào)制解調(diào)儀器(3)的觸發(fā)端口；

A3、觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)分布式光纖聲波傳感調(diào)制解調(diào)儀器(3)在地面橫波震源激發(fā)的同時(shí)開始同步采集地面地震橫波數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于分布式光纖傳感的地震橫波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，步驟A3包括以下子步驟：

A31、分布式光纖聲波傳感調(diào)制解調(diào)儀器(3)采集從輕型鎧裝光纜(2)內(nèi)的光纖里反射回來的瑞利散射光的相位信號(hào)；

A32、通過對(duì)瑞利散射光信號(hào)的相位數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)處理，獲得沿輕型鎧裝光纜(2)延伸方向極化的地面地震橫波數(shù)據(jù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于分布式光纖傳感的地震橫波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，步驟A32所述地面地震橫波數(shù)據(jù)，包括地下介質(zhì)的橫波彈性和粘彈性參數(shù)，獲取的過程為：根據(jù)輕型鎧裝光纜(2)上任意一個(gè)檢波點(diǎn)到每個(gè)震源點(diǎn)的距離，地下波阻抗界面到任意一個(gè)檢波點(diǎn)的距離，以及從該檢波點(diǎn)檢測(cè)到的從該震源點(diǎn)沿地下介質(zhì)傳播到該檢波點(diǎn)的直達(dá)橫波走時(shí)、面波走時(shí)、沿地下波阻抗界面折射到該檢波點(diǎn)的折射橫波走時(shí)和從地下波阻抗界面反射到該檢波點(diǎn)的反射橫波走時(shí)等數(shù)據(jù)，反演計(jì)算出地下介質(zhì)的橫波速度、面波速度、橫波速度在不同方位上的速度各向異性、橫波在地下介質(zhì)中傳播的衰減系數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于分布式光纖傳感的地震橫波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，還包括對(duì)步驟A32所述地面地震橫波數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，包括地面地震橫波數(shù)據(jù)的去噪處理，直達(dá)橫波、折射橫波和反射橫波的波場(chǎng)分離處理，多次反射橫波的消除，橫波速度建模，疊前或疊后反射橫波數(shù)據(jù)的時(shí)間域或深度域各向同性偏移成像處理，疊前或疊后反射橫波的時(shí)間域或深度域各向異性偏移成像處理，疊前或疊后反射橫波的時(shí)間域或深度域Q補(bǔ)償或Q偏移成像處理，最后獲得基于反射橫波的地下介質(zhì)的地質(zhì)構(gòu)造精細(xì)成像，以及從反射橫波中提取的橫波屬性參數(shù)。