[發明專利]基于分布式光纖傳感的地震橫波數據采集系統及采集方法

在審

• 申請號: 202011159575.X
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112230273A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）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（專利權）人: 中油奧博（成都）科技有限公司
• 主分類號: G01V1/18
• 分類號: G01V1/18;G01V1/20;G01V1/00;G01H9/00
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

本發明公開一種基于分布式光纖傳感的地震橫波數據采集系統及采集方法，包括沿平行于輕型鎧裝光纜方向布設的地面人工橫波震源；輕型鎧裝光纜以正交方式埋設在淺地表下面采集相互正交的兩個地面地震橫波數據；輕型鎧裝光纜首端內的光纖與地面分布式光纖聲波傳感調制解調儀器相連。地面橫波震源逐點激發時平行于輕型鎧裝光纜延伸方向極化，地面分布式光纖聲波傳感調制解調儀器采集從輕型鎧裝光纜內的光纖里反射回來的瑞利散射光的相位數據并進行調制解調處理，獲得沿鎧裝光纜延伸方向極化的地面地震橫波數據。本發明實現快速高效低成本的采集沿鎧裝光纜延伸方向極化的地面地震橫波數據，提供了針對所采集的地面地震橫波數據的處理方法。

技術領域

本發明屬于地震勘探技術領域，具體涉及一種基于分布式光纖傳感的地震橫波數據采集系統及采集方法。

背景技術

地震波(Seismic Wave)是由地震震源向四處傳播的振動，指從震源產生向四周輻射的彈性波。按傳播方式可分為縱波(P波)、橫波(S波)(縱波和橫波均屬于體波)和面波(L波)三種類型。地震發生時，震源區的介質發生急速的破裂和運動，這種擾動構成一個波源。由于地球介質的連續性，這種波動就向地球內部及表層各處傳播開去，形成了連續介質中的彈性波。地震波的傳播速度都因傳播介質不同而有差異，通常與巖石類型、圍限壓力、巖石結構以及其他地質因素有關。

地震勘探是指人工激發所引起的彈性波利用地下介質彈性和密度的差異，通過觀測和分析人工地震產生的地震波在地下的傳播規律，推斷地下巖層的性質和形態的地球物理勘探方法。地震勘探是地球物理勘探中最重要、解決油氣勘探問題最有效的一種方法。它是鉆探前勘測石油與天然氣資源的重要手段，在煤田和工程地質勘查、區域地質研究和地殼研究等方面，也得到廣泛應用。

地震勘探則是利用人工的方法引起地殼振動(如雷管或炸藥爆炸、重錘下落或敲擊、可控震源振動)，再用精密儀器按一定的觀測方式記錄爆炸后地面上各接收點的振動信息，利用對原始記錄信息經一系列加工處理后得到的成果資料推斷地下地質構造的特點。在地表以人工方法激發地震波，在向地下傳播時，遇有介質性質不同的巖層分界面，地震波將發生反射與折射，在地表或井中用檢波器接收這種地震波。收到的地震波信號與震源特性、檢波點的位置、地震波經過的地下巖層的性質和結構有關。通過對地震波記錄進行處理和解釋，可以推斷地下巖層的性質和形態。

地震波從本質上而言是彈性波，包括縱波和橫波。因此，利用地震波了解地下介質狀況的地震勘探應該是聯合縱波和橫波的多波勘探。盡管早在1828年左右泊松等人就已經從理論上證明了橫波的存在，但由于種種原因，長期以來地震勘探一直只利用縱波進行。然而，對多波勘探的研究從未中斷。近年來，隨著人們認識水平的提高、勘探難度的加大和技術水平及裝備的發展，多波地震勘探越來越受到重視，已經初步開始了實際應用。與三維勘探取代二維勘探一樣，多波(多分量)勘探也將會逐漸取代單純的縱波勘探。未來的地震勘探必將是多維多分量的勘探。應用縱橫波資料進行綜合解釋可獲得很多有用信息，那么，怎樣進行縱橫波聯合地震勘探呢？最好的辦法是做三分量地震勘探。

怎樣進行三分量地震勘探呢？以往常規地震勘探是接收垂直地面振動的縱波(用P表示)，僅得到一個方向的資料—縱波剖面。而橫波(用S表示)不像縱波那樣簡單，它有兩個分量，一個是沿測線方向振動向地下傳播的分量，用SV表示；另一個是垂直測線方向振動向地下傳播的分量，用SH表示。簡單地說，就是同時接收縱波和兩個橫波分量的勘探叫三分量地震勘探，所得到的記錄叫三分量記錄。三分量地震勘探需要有專用設備。

接收三個方向的波的接收裝置稱三分量檢波器。為便于操作，通常將三個方向的檢波器裝在一個外殼內，稱三分量檢波器。其中，有一個是垂直方向的(接收P波)，兩個是水平方向的(分別接收SV波和SH波)，且要求三個檢波器的特性一致。

三分量震源可以用垂直可控震源和水平可控震源分別激發，在不能使用可控震源的地區，常用炸藥或重錘作為P波和SV波勘探的震源。