一种MEMS检波器设计及其性能测试

与常规的动圈式检波器不同,目前物探行业使用的DSU等数字式MEMS检波器无法采用传统的检波器性能测试仪进行性能参数测试。为研究MEMS检波器性能参数测试方法和性能特点,采用一种高性能MEMS加速度计芯片SF1500S,设计了一个模拟信号输出的MEMS检波器,设计了配套的数据采集器和处理软件,并对其进行频率特性、畸变等性能测试。     

MEMS数字检波器技术特点及应用效果分析

基于MEMS(微电子机械系统)技术的数字检波器优势明显.其重量轻、畸变低、动态范围可达120dB,因此能够记录来自地下反射界面非常微弱的低电平信号;并且由于数字检波器直接输出数字信号,抗干扰能力强,不受外界电磁信号的干扰,从而保证了地震资料的高分辨率和高保真度.本文首先对比分析了模拟检波器和基于MEMS技术的数字检波器的技术特点,强调了新一代基于MEMS技术的数字检波器(以Sercel的数字检波器DSU为例)给地震勘探带来的巨大优势;然后结合实际,对比分析了使用数字检波器与模拟检波器采集地震资料的优劣;最后总结了当前利用MEMS数字检波器进行高密度地震勘探的注意事项.     

MEMS数字检波器简介及指标分析

本文简要介绍了MEMS数字检波器的发展历史、工作原理、应用领域。重点对用于石油地震勘探的MEMS数字检波器进行了指标分析,并就一些比较容易混淆的概念进行了解释。     

基于微机电系统的数字检波器及其应用

介绍了基于微机电系统（MEMS）的数字检波器性能，并将其与模拟检波器进行了对比分析。MEMS数字检波器的振幅和频率响应较为理想，动态范围宽，且体积小，重量轻，采用全数字传送；而模拟检波器由于是采用组合方式来压制环境噪声和相干噪声，因此使得高频信号损失，分辨率下降，且体积大，埋置和收放困难，工效低。通过对常规10Hz检波器和MEMS数字检波器的振幅响应、相位响应、谐波畸变的对比，讨论了数字检波器的优越性。在中原油田进行了数字检波器（单个）和模拟检波器（12个组合）的野外采集试验，结果表明，MEMS数字检波器采集的记录在浅层有较高的分辨率。最后介绍了国内MEMS数字检波器的研制现状。     

一种新型宽频无源加速度特性的地震检波器

地震勘探方法的飞速发展，数字化仪器的成熟和普及，解释理论和技术的不断进步，都迫切的要求作为制约采集技术发展的检波器，能够有一个新的突破。文章根据高分辨勘探的需要，从拓展检波器的接收频带、抑制高频衰减、保持无源等方面进行设计创新而研制出的一种宽频无源加速度特性的检波器。介绍了两种检波器模拟分析评价的方法，并通过实际的野外试验验证了设计和模拟分析与实际的勘探效果是一致的。     

基于微机电系统的数字检波器研制和性能分析

对微机电系统（MEMS）数字检波器的结构和性能进行了简要介绍，对MEMS数字检波器的室内检测系统的组成、标定和测量方法等方面进行了描述。在江苏油田进行了MEMS数字检波器野外试验，以测试MEMS传感器的性能。试验结果表明，用MEMS数字检波器采集的资料，浅层的信噪比、分辨率和波组特征比传统检波器的要好，深层能量较弱；在室内进行了三分量MEMS数字检波器和超级检波器的对比试验，结果表明，数字检波器的频率响应要优于超级检波器，阻尼低于超级检波器；在四川达州进行的三分量MEMS数字检波器野外试验表明，三分量MEMS数字检波器的灵敏度较低，不能分辨深层弱信号；在山东煤田的试验中，三分量MEMS数字检波器的灵敏度提高了3倍，记录的总体面貌没有很大改观，但检波器对小于10Hz的面波信号有响应。     

陆上高分辨率地震勘探检波器性能及参数选择分析

地震检波器的性能是高分辨率地震数据采集中的一个重要因素,对资料的品质影响很大.为此,从检波器的振动方程出发,对高分辨率地震检波器性能指标（如自然频率、阻尼系数、灵敏度、谐波失真、假频等）以及检波器组合的连接方式对地震资料品质的影响进行了分析.对不同型号检波器的性能以及检波器不同组合方式的对比试验和应用效果进行了分析,提出了适合高分辨率地震检波器的性能指标,指出合理地选择检波器类型和检波器的连接方式,能提高地震资料的信噪比和分辨率.最后,对数字检波器和模拟检波器采集的资料,从能量、频宽、品质等方面进行了分析,结果表明,数字检波器的资料总体高于模拟检波器.     

用于地球物理勘探的MEMS加速度传感器

传统速度检波器由于内在结构的限制 ,其技术性能已不能满足现代高分辨率地震勘探数据采集的要求。美国I/O公司利用MEMS技术研制开发的加速度传感器具有良好的频率响应特性 ,可在检波器内部进行模 /数转换 ,实现检波器数字信号输出。文章对MEMS技术特点及发展现状、MEMS加速度传感器结构及主要技术性能做简要介绍 ,并给出了传统检波器与MEMS加速度传感器野外数据采集的具体实例     

加速度数字检波器加速中国多波地震勘探的进程

首先对比分析了三分量模拟检波器和基于MEMS技术的数字三分量检波器在野外施工中的区别,强调了新一代三分量数字检波器给多波地震勘探带来的巨大优势;然后结合大量采集项目的实例,以年代顺序回顾了多波地震勘探在中国的发展历程;最后总结了当前多波地震勘探的特点,及其处理和解释中的主要技术问题。     

时间特征频率分析在地层结构研究中的应用

目前，利用频率响应研究地层结构的方法，通常用时频分析法和时间谱分析法。这两种方法均有其自身的局限性。本文提出的时间特征频率分析法是时频分析法和时间谱分析法的有机结合和补充。它利用了能量随频率变化的方向性，同时又考虑了频率随时间变化的特性，并用常规剖面的显示方法显示，其成果图件更直观、更便于解释。这一方法使得利用频率响应来研究地层结构更方便、更有效。     

抽油杆涡流检测装置及应用

抽油杆涡流检测装置利用涡流探伤原理,对抽油杆杆体表面的横向裂纹等缺陷进行在线检测,避免或减少抽油杆在井下工作中发生断裂事故,对保证抽油机井正常生产起着积极的作用。现文简要介绍该装置的工作原理及特点。现场应用表明,该装置适合在井口特殊环境下,对抽油杆杆体表面进行无损探伤。     

控压钻井系统特性分析与关键工艺实现方法

在系统总结和对比分析国外控压钻井装备特点和技术特征后,重点介绍了国内首台PCDS-I精细控压钻井系统研制进展,阐述了装备结构组成和功能特点,同时开发了一套控压钻井钻进、接单根、重浆压井和起下钻等控压关键工艺实现方法。现场应用表明,该工艺方法动态压力控制精度高,钻进过程系统回压控制精度达到0.2 MPa,接单根、起下钻过程系统回压控制精度达到0.5 MPa,能满足现场控压作业要求。     

新型陆用压电检波器在滩浅海地区地震勘探中的应用及效果

滩浅海地区所特有的复杂地表和表层结构条件给采集高品质的地震资料带来了一定的困难,也因此成为制约该类地区油气开发的主要因素之一。为此。开展了滩浅海地震水陆两用压电检波器的研究。阐述了陆用压电检波器的工作原理,分析了陆用压电检波器的实际应用效果。从单炮记录和地震剖面的信噪比、分辨率、频宽、主频以及能量等诸方面将其与AG3加速度检波器、常规检波器以及水上压电检波器进行了对比分析。结果表明,相对于其他检波器来说,在频谱、分辨率以及高频响应方面。陆用压电检波器在滩浅海地区采集的地震数据具有明显的优势,且陆用压电检波器具备了水听器的一些功能,能够解决滩、浅海结合部的过渡问题。     

正演子波响应特征及逆时成像分析

采用一阶形式和二阶形式的地震波动方程,开展了二维地震子波正演响应理论研究,并以二维均匀介质速度模型为例,将不同相位的 Ricker子波作为输入子波,进行了数值模拟。结果表明,一阶形式的子波响应与输入子波波形差异较大,且存在较大的相位移,同时,其比值 谱与频率呈线性正比关系;而二阶形式的子波响应与输入子波波形差异较小,相位移较小,其比值谱几乎不随频率变化。因此二阶形式的波动 方程具有更好的保形特征,可以实现任意期望子波波形的正演数值模拟。在上述研究的基础上,讨论了逆时子波波场响应特征,并以一维层状 介质反射系数模型为例,进行了一阶形式和二阶形式波动方程的相关型和反射率型逆时偏移成像试验,结果表明,当震源波场与接收波场的子 波波形相一致时,低频逆时噪声能量最弱,成像效果最佳;反之,成像剖面中的反射界面与真实的地层界面位置会存在时差,同时,低频逆时 噪声能量较强。因此,保持子波波形的一致性是实现高精度相关型、反射率型逆时偏移成像的前提。     

含水率曲线对聚合物驱特征参数的敏感性分析

聚合物驱含水率曲线历史拟合是聚合物驱历史拟合的重点部分。在聚合物驱含水率曲线上确定2个重要的拟合点:聚合物驱见效点和含水下降最低点。在影响聚合物驱的众多因素中,选取聚合物溶液相对黏度、聚合物吸附量、残余阻力系数和不可及孔隙体积作为敏感性分析的特征参数;定义敏感度系数,通过各特征参数对各拟合点的敏感性分析,得出拟合点值随着聚合物溶液相对黏度、残余阻力系数和不可及孔隙体积的增大而减小,随着聚合物吸附量的增大而增大;含水率曲线对聚合物驱特征参数的敏感程度由强到弱依次为:聚合物吸附量、聚合物溶液相对黏度、不可及孔隙体积、残余阻力系数。     

单轴椭圆型振动筛动力特性的理论分析

单轴椭圆型振动筛是一种结构简单和使用维修方便的钻井液固控设备。常规的单轴椭圆型振动筛具有完全对称的结构，工作状况常常不能令人满意。从理论上对非对称单轴椭圆型振动筛进行了探讨，给出了非对称单轴椭圆型振动筛筛面上各点的运动轨迹、速度及加速度，并对固相颗粒在筛面上的运移机理作了分析。指出尽管非对称单轴椭圆型振动筛更有利于钻屑的排出，运动更趋合理，但在进行结构设计时，激振中心的偏离位置不能超过极限状态，否则会导致钻屑后退。     

Gassmann模型机理分析及其应用

岩石物理理论模型是地震岩石物理研究的基础。分析了Gassmann模型的机理,探讨了该模型的适用性和关键参数。在此基础之上,提出了基于Gassmann模型正反演相结合的横波速度曲线优化估算方法,通过对Gassmann模型的解析和转换推导,分析了横波计算误差的影响因素,研究了孔隙流体区分的敏感属性参数优选方法。研究结果为利用地震资料进行储层表征和流体预测提供了实用技术系列和指导方法。     

ＭＥＭＳ加速度传感器开发及在地球物理勘探中的应用

：以ＭＥＭＳ加速度传感器为基础的新型地震检波器大幅度提高了地震检波器的各项性能指标。采用国产ＭＥＭＳ加速度传感器，试验性地将其应用于地球物理勘探。设计和制作了进行室内测试的专用振动台及测试软件，建立了一套测试和分析其性能和各项技术指标的方法，并在野外与传统检波器进行了实际生产对比试验，结果表明国产ＭＥＭＳ加速度传感器在石油勘探中具有广阔的应用前景。     

各向异性地层中电阻率测井的响应特征

应用模式匹配算法研究了斜井眼中普通电阻车测井的快速正演模拟方法,系统地考察了井眼倾角、地层厚度以及地层的各向异性等对普通电阻车测井的影响。数值模拟结果证明：①在斜井眼中,各向异性地层和各向同性地层在响应特征上存在着很大差异。对于厚度足够大的地层,井眼或地层倾角的变化对各向同性地层的视电阻率几乎没有影响（其影响是由地层视厚度的变化引起的）,但对各向异性地层的视电阻车影响很大。②并眼或地层倾角的增加改变了地层的视厚度,对厚度小于测井仪器纵向分辨率的薄储层的视电阻率产生明显影响。③当薄交互层中各个地层的单层厚度大大小于测井仪器的纵向分辨率时,其上的响应与各向异性地层的响应完全相同。因此,利用各向异性地层上现电阻率随井眼倾角变化的特征,可以从斜井眼的视电阻率测井曲线中识别出各向异性地层。此外,文中还进一步研究了水平层状各向异性地层中倒向和微球型聚焦测井响应特征的差异,以及应用两者的差异识别和划分各向异性地层的方法。