[发明专利]用于基于陆地的地震数据采集的方法和装置

说明书

本申请是国际申请日为2004年9月21日的、名称为“用于基于陆地的地震数据采集的方法和装置”的发明专利申请No.200480042443.1(PCT/US2004/030870)的分案申请。

背景技术

本发明涉及地震勘探的领域。特别地，本发明涉及一种用于地震勘探的方法和装置，特别地涉及一种完备的基于陆地(land-based)或可在海中部署的地震检波器系统。

地震勘探通常利用一个地震源来生成一个传播进地球并被地下地震反射层(即在以不同弹性为特征的地下岩性或流体层之间的界面)部分反射的声信号。由位于地表或其附近的地震接收机探测并记录该反射的信号(被称为“地震反射”)，从而形成一个地下的地震勘测。因此能够处理记录的信号或地震能量数据以得出与岩性的地下地层有关的信息，并将这种特征识别为例如岩性的地下地层边界。

通常，地震接收机被排列成一个阵列，其中该阵列由均由接收机串组成的一行测量站组成，所述接收机是为了从接收机线之下的地震剖面中记录数据而排列的。对于在较大区域中的数据以及对于地层的三维表示，可以并排地设置多个单行的阵列，以便形成接收机的网格。通常，远距离地设置或分散测量站及其接收机。在例如陆地地震勘探中，可以以空间上多样化的方式，例如其中每条线延续5000米、接收机间隔25米并且相邻行间距500米的典型网格配置，来部署成百上千的被称为地震检波器的接收机。

通常，在单个双绞线上，以串并联组合连接几个接收机，以形成用于一个测量站的单个接收机组或信道。在数据收集处理期间，数字化来自每个信道的输出并为后续分析而记录。依次的，通常将接收机组连接到电缆，其用于与所述接收机通信并向通常被称为“仪器车”的位于中心位置的记录仪传输收集到的数据。更具体地说，当在陆地上实施这种勘测时，使用电缆遥测(cable telemetry)在各个接收机、测量站以及仪器车之间传输数据。其它系统使用无线的方法来传输数据，以便各个接收机和测量站并不相互连接。还有其它系统在每个测量站临时保存数据，直到该数据被提取。

如在本说明书的各处所使用的，“基于陆地地震系统”将包括用于海岸过渡带例如浅滩或沼泽中的地震系统。关于大多数基于陆地地震系统的操作，现有技术通常需要一些外部生成的控制命令以便启动和获得用于每个爆破的数据，引起保存的地震数据被发送回仪器车并引起任何其它数据例如质量控制数据被发送回仪器车。这样，地震接收机单元必须或者物理上连接到中央控制记录站，或者是通过无线技术可连接的。如上所述，那些熟悉技术的人将理解某些环境可能向连接和控制地震的传统方法提出极端的挑战，例如拥塞的或海洋的环境，崎岖的山地环境以及丛林或偏远的沙漠位置。在互相连接的硬布线的接收机阵列必须定期地移动以覆盖较大区域的情况下，还可能发生困难。

无论什么情况，每种连接，不管经由物理电缆或通过无线技术，都有其自身的缺点。在电缆遥测系统中，大阵列可能导致大量昂贵的并且难以处理、部署或操作以及维修的导电电缆。在以极端或腐蚀条件为特征的恶劣环境例如咸水、炙热、砂质荒漠或植被蔓生的潮湿丛林中，可能需要昂贵的电缆铠装。而且，传统的布线还需要在电缆和传感单元之间的物理连接。由于这对连接到电缆的硬布线接收机串来说，通常是不实际的，更传统的技术是在接收机串和遥测电缆(telemetry cable)之间使用外部布线和连接器。在电缆和传感器之间的所述连接点尤其容易被损坏，特别是在极端或腐蚀环境中。当然，对于在物理上用电缆连接在一起的系统，更容易向测量站/单元提供电源，以使数据采集与爆破时间同步，来进行质量控制检查并且另外的控制所述单元。

应当注意无论是布线的或无线的系统，现有技术的地震记录系统使接收机组件(即地震检波器)与所述单元的无线电控制组件和/或记录组件相分开，以至于所述单元可以提供任何机载的记录。迄今为止，传统上认为在现有技术中，以此方法可以最大化地震检波器与地球耦合。在这些现有技术系统中，需要外部布线将一个单元的地震检波器组件与该单元的记录和/或无线电遥测组件相连接。因而，当使一个独立单元的各种组件部分用电缆相互连接时，上述的由共同布线系统单元而产生的许多缺点同样存在。