[发明专利]测量井下微震的专用数字地震仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字地震仪，特别是涉及一种测量井下微震的专用数字地震仪。

技术背景

高精度数字地震仪是用来记录人工或天然地震信号，然后根据这些地震信号的记录来寻找油、气、煤和其他矿产资源的地质勘探仪器，并可用于探测地球内部结构、进行工程及地质灾害预测等。

地震勘探法目前仍然是在陆地和海洋勘探石油和天然气的主要手段，同时也是其他矿产资源的重要勘探方法，并广泛应用于研究地球内部结构、工程勘探和检测、地质灾害预测等等方面。其基本方法是在勘探靶区的地面上埋放数千乃至上万只地震波传感器(即地震检波器)，然后用炸药或可控震源激发人工地震。地震波向地下深处传播，遇到不同性质地层的分界面就会产生反射，地震检波器拾取到反射波并将其转换成模拟电信号，然后由高精度的数字地震仪把这些模拟电信号转换成数字信号记录下来。野外勘探接收到的大量数据通过室内用高速计算机进行复杂的信号处理和反演计算，才能得到清晰可靠的地下结构图像，最终确定矿产资源的位置和深度。

目前在石油和天然气勘探行业使用的仪器极大部分是从由法国和美国等国家生产的有线遥测地震仪。有线遥测地震仪的特征是完全由有线系统发送指令和传送采集数据。在目前的野外实际应用中占有主导地位，占据世界地震仪市场的绝大部分份额，常用的有Sercel公司的408/428系列、ION公司的Scorpion和Aries系统和美国WesternGeco公司的Uni Q系统等。

地震采集系统可分为地震信号的拾取(地震检波器)、地震信号的传输、地震信号的记录与存储三部分。国内外主要24位遥测地震仪可分为三类：有线遥测地震仪、无线遥测地震仪、存储式数据回收遥控地震仪。这三类遥测地震仪中，有线遥测地震仪仍占主导地位，占据世界市场的绝大部分份额。

法国Sercel公司是CGG控股从事地震仪器研制的专业公司，具有五十多年的地震仪器制造经验。典型的陆上地震仪器有：SN338、SN368、SN388和目前广泛使用的400系列。408U是Sercel公司九十年代末期推向勘探市场的网络地震仪，采用采集链结构形式使采集站和电缆成为一体。408UL系统率先引入了地震区域网络的概念，其核心思想是把计算机网络节点概念引入到遥测地震仪系统中，从而将遥测仪器系统作为一个计算机网络。主机记录系统、LAUL、LAUX作为网络节点，配合系统软件完成控制和管理。408UL大线数传速率为8.192MHz，交叉线数传速率为16.384MHz，2ms采样率下大线实时传输1000道，交叉线实时传输2000道。与408UL相比，428XL的主机系统和数据传输结构有重大改进，主机结构采用服务器/客户机模式，其大线数传速率为16.384MHz，单线道能力达到了2000道/2ms，三维实时道能力为10000道/2ms。

美国ION公司也是国际知名的地震仪器、可控震源、地震检波器、激发源同步系统等地球物理装备制造商。上世纪八十年代开始涉足地震仪器制造，当时推出的系统-I和系统-II仪器深受用户欢迎。ION公司非常重视产品的超前研究，近年来率先推出24位A/D地震仪器，Vectorseis数字检波器(MEMS)，使地震仪器两次发生革命性的进步。ION公司生产的陆上地震仪器主要包括Scorpion和Aries系统。在2010年，ION公司的陆上仪器部分与中国石油东方地球物理公司(BGP)合并成立了一家新公司INOVA。

在地震勘探时，为了得到能够系统地追踪目的层有效波的地震记录，在野外资料采集时必须适当地安排和选择激发点与接收点的相互位置，这种描述激发点和接收点之间以及排列和排列之间位置关系称为观测系统。

井下微震检测的地震波采集观测系统是一种比较特殊的观测系统，它的激发源为储层压裂时破裂产生的微震，分布于井的周围，具有随机性。而且能量较弱，信噪比非常低。目前采用的观察系统均为放射状，以井口为中心，由若干条测线呈放射状向外延伸。它的优势是布设简单，容易实现，缺点是离中心点越远，圆弧方向间距越大，不能形成三维图像。

到目前为止，国际上还没有专用的井下微震检测的地震仪，均采用常规地震仪进行井下微震检测，但存在记录时长不够，时间精度不够等问题。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种测量井下微震的专用数字地震仪。

为实现上述目的，本发明用于井下微震检测的新型数字地震仪用于检测井中压裂时产生的地震波，其观测系统是以井口为圆心，由多个同心圆组成，形成圈状结构，每个圆周上设置的接收点数可以不同，一般随着圆周长的增加而增加，以保持接收点分布均匀；