428XL仪器微地震采集技术探讨

李文静，聂明涛，曹建明，丁冠东

(中国石油集团东方地球物理公司 天津 300280)

428XL仪器微地震采集技术探讨

李文静，聂明涛，曹建明，丁冠东

(中国石油集团东方地球物理公司 天津 300280)

在Sercel有线遥测仪和无线节点联合采集的地震勘探项目中，可控震源在城区施工时，电台联机困难导致无法正常施工。为了解决此问题，将微地震采集技术应用到地震勘采集中，通过428XL仪器微地震模式下的触发试验、微地震采集和常规采集数据的对比试验，纠正了Sercel用户手册中微地震模式的触发方式，证明了微地震采集和常规采集数据的一致性。

微地震采集；样点；PPS；触发的GPS时刻

0 引 言

Sercel 428XL仪器是目前地震勘探的主流遥测仪器，随着节点仪器的发展和其在复杂地表勘探中的作业优势[1]，越来越多的地震勘探项目已经采用有线系统和节点仪器联合施工的作业模式，这样可以发挥各自优势，扬长避短[2]。城区可控震源施工时，由于障碍物的遮挡，编码器和译码器之间电台通讯困难，无法正常激发。在这种情况下，428XL仪器的微地震采集模式可有效的解决这一问题[3]。以往的微地震采集模式多用于油田压裂监测[4]，但是东方地球物理公司(BGP)没有类似模式的施工经验，网上也没有相关的文献，所以生产应用前需要验证该方案的可行性。

1 问题的提出

2015年BGP承担的中东某复杂城区过渡带地震勘探项目中，节点布设在地形复杂高楼林立的城区，滩涂和浅水区域布设的是Sercel 408ULS设备。节点与有线联合采集作业模式下，仪器车的停点受到限制，只能沿着海边停放仪器车。震源在施工接收排列为纯节点炮点时，震源采用自主激发无需仪器与震源之间的通讯；但是城区相当一部分的可控震源炮点需要同时用到节点和428XL有线排列接收。受地表障碍物限制，仪器与震源之间无法完成电台通讯。在这种情况下，428XL仪器的微地震模式可有效的解决这一问题：一台仪器连接有线排列做连续采集，用另一台仪器激发触发或是可控震源自主激发，如图1所示，然后根据激发时间和记录长度进行切分、相关、消除直流分量等后续处理。所以需要实际验证正常采集模式和微地震采集模式资料的一致性来说服甲方在通讯受限时采用该方案进行施工作业。

2 428XL微地震采集的工作原理及触发方式

2.1 428XL仪器微地震采集的工作原理

428XL仪器微地震采集的工作原理为：LCI428 收到第一个触发信号(TB)后，428XL仪器开始第一个记录长度的采集，在第一个记录长度的末尾收到第二个触发信号，开始第二个记录长度的采集，并以此类推，如图2所示；每完成一个记录长度的采集，输出一个SEGD文件，并且两个相邻的记录长度之间没有样点丢失。

图2 428XL微地震采集工作原理图

2.2 428XL仪器微地震采集触发方式

有线系统和无线节点混合施工时，微地震采集的数据和节点仪器采集的数据都要进行切分处理，其采集记录是以GPS时间为时间轴，因此428XL仪器微地震采集的触发方式有以下要求：

1)触发时刻(TB GPS时间)必须为采样率的整数倍，这样才能保证样点的GPS时间为为采样率的整数倍。以2 ms采样率为例，样点的GPS时刻可以是15:27:18.000，15:27:18.002，15:27:18.004，15:27:18.006...。

2)触发源是高精度的信号发生器，输出稳定的脉冲信号。

2.2.1 428XL仪器点火指令FO触发方式

点火指令触发是428XL用户手册讲到的触发方式，在LCI428 Blaster口其连线方式为：FO信号的“T”针脚连接到TB信号的“K”针脚，TB信号的“L”针脚连接到接地“R”针脚[5]。428XL V5.0安装第4号补丁后，FO输出的时间都为最小采样率4 ms的整数倍，这种触发方式理论上可行，在试验中发现这种触发方式都有3.245 ms的延迟，已得到Sercel方面已得到确认。

2.2.2 PPS触发方式

PPS即每秒一个脉冲，由GPS接收机输出，用来指示整秒的时刻，通常用PPS秒脉冲的上升沿来标示，其精度可以到纳秒级，而且没有累积误差。PPS秒脉冲产生在整秒时刻，为采样率的整数倍，且428XL为上升沿触发，用PPS秒脉冲作为触发信号，是非常理想的选择。如图3所示是用高精度示波器捕获的Trimble GPS接收机SPS855的PPS脉冲信号，其脉冲宽度为8 μs，且上升沿坡度很陡。

图3 Trimble SPS855 GPS接收机输出的PPS信号抓图

为了验证PPS秒脉冲整秒触发的精准性，用PPS脉冲信号同时触发428XL仪器和Verif-i GPS同步器，428XL仪器记录长度为6 s，发现两者的触发时间差在2 μs以内，见表1，结果符合要求。

表1 Verif-i GPS同步器和428XL仪器触发时间对比表

续表

3 微地震采集和常规采集的一致性测试及对比分析

为了验证微地震采集与常规数据采集的一致性，设计了如图4所示的实验方案：通过三通接头，将同一串检波器的输出信号输入到两个采集站，保证了微地震采集和常规采集为同源输入。

图4 微地震和常规采集一致性对比试验方案

对微地震采集的数据用SeisPro软件进行处理后，与常规采集的数据进行幅值和相位对比，以其中一道数据为例，分别提取常规采集和微地震采集的样点真值，鉴于篇幅，表2列出部分样点的真值对比，真值差别可以忽略。将真值绘图对比，相位没有差别，如图5所示。通过对比分析，微地震数据采集和常规采集的数据保持一致。

表2 常规采集和微地震采集样点真值对照表

图5 常规采集和微地震采集样点真值绘图对比

4 结束语

微地震采集时，还需要注意以下两点。

1)为了保证样点的连续性，428XL仪器微地震采集的原始数据保留了直流分量，需要在后续处理中去除。

2)与常规采集相比，同样的记录长度，微地震采集会少一个样点，即将前一个SEGD文件的最后一个样点作为下一个SEGD文件的第一个样点，但是这并不影响数据处理。

[1] 封召鹏. 节点技术在新一代地震勘探采集仪器中的应用[J]. 石油管材与仪器,2015,1(3):84-86+89.

[2] 聂明涛，张慕刚，丁冠东. GSR无线节点采集技术在地震勘探中的应用[J]. 石油管材与仪器,2016,2(4)：68-71.

[3] 刘百红,秦绪英,郑四连.微地震监测技术及其在油田中的应用现状[J].勘探地球物理进展，2005，28(5)：326-330.

[4] 赵亚军,马建堂,董 功.428XL仪器在微地震采集中的应用探讨[J].物探装备,2013,23(6)：376-378.

[5] Sercel公司．428XL V5.0.25 user′s manual[Z]．2014，(1)：374-375.

428XL Micro Seismic Mode Data Acquisition Discussion

LI Wenjing， NIE Mingtao， CAO Jianming， DING Guandong

(BGPInc.，CNPC，Tianjin300280，China)

Because the radio link is very difficult between vibrator and 428XL recorder, the normal acquisition does not work in the seismic exploration project which use both Sercel cable system and node system. One solution to the problem is to adopt the micro seismic acquisition. Based on trigger test of 428XL in the micro seismic mode, and the similarity test between micro seismic acquisition and normal acquisition, the trigger method is corrected, which is described in Sercel user manual. It is proved that the micro seismic acquisition is the same as the normal acquisition.

micro seismic acquisition; samples; PPS; TB GPS time

李文静，男，1982年生，工程师，2005年毕业于大庆石油学院测控技术与仪器专业，现在从事仪器操作工作。E-mail：liwenjing1997@126.com

P631.4

A

2096-0077(2017)04-0082-03

10.19459/j.cnki.61-1500/te.2017.04.021

2016-09-07 编辑：韩德林)