唐愛純，殷來明，范火國

(中石化石油工程地球物理公司華北分公司 河南 濮陽 457001)

IC70重錘震源在428XL地震儀器勘探中的應(yīng)用

唐愛純，殷來明，范火國

(中石化石油工程地球物理公司華北分公司 河南 濮陽 457001)

在需要對環(huán)境進行保護的地區(qū)，重錘震源相比炸藥震源具有很大的優(yōu)勢。如何更好地利用重錘震源，現(xiàn)在還處在探索中。介紹428XL與重錘聯(lián)機的相關(guān)設(shè)置，重錘的硬件連接和工作模式，RTM軟件編寫編碼器的參數(shù)，重錘震源與炸藥震源的地震資料對比分析，可以在施工中采用重錘與炸藥相結(jié)合的方式提高生產(chǎn)效率。

重錘震源；炸藥震源；RTM軟件

0 引 言

地震勘探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(zhì)勘察、區(qū)域地質(zhì)研究和地殼研究等方面，地震勘探也得到廣泛應(yīng)用。地震波將發(fā)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(jīng)過的地下巖層的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)有關(guān)。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(zhì)和形態(tài)。地震勘探在分層的詳細程度和勘查的精度上，都優(yōu)于其他地球物理勘探方法。地震勘探的深度一般從數(shù)十米到數(shù)十千米。地震勘探的難題是分辨率的提高，高分辨率有助于對地下精細的構(gòu)造研究，從而更詳細了解地層的構(gòu)造與分布。

爆炸震源是地震勘探中廣泛采用的非人工震源。目前已發(fā)展了一系列地面震源，如重錘、連續(xù)震動源、氣動震源等，但陸地地震勘探經(jīng)常采用的重要震源仍為炸藥。海上地震勘探除采用炸藥震源之外，還廣泛采用空氣槍、蒸汽槍及電火花引爆氣體等方法。使用炸藥激發(fā)不僅生產(chǎn)成本高，而且雷管、炸藥的使用和管理等安全問題，一直都是野外項目管理者和操作者最為頭疼的問題。野外地震勘探作業(yè)60%以上的爆炸事故都發(fā)生在淺層折射班組，地面激發(fā)對植被覆蓋區(qū)地表造成嚴重破壞。使用重錘代替炸藥激發(fā)不僅節(jié)約成本，安全問題解決了，環(huán)境也得到了保護。

1 設(shè)置428XL儀器

正常啟動儀器并聯(lián)機。打開放炮窗口，選擇設(shè)置窗口，再選擇處理類型設(shè)置，在下拉窗口中選擇STACK IMPULSIVE；Plug選擇plug1，Box Type里面選擇LCI_428，在Serial NB項輸入對應(yīng)的序列號，如果序列號不一致，那么將無法啟動儀器采集數(shù)據(jù)。記錄長度跟窗口時間應(yīng)該根據(jù)實際情況確定[1]，具體設(shè)置如圖1所示。

圖1 重錘放炮處理類型設(shè)置

先在Label窗口設(shè)置一個名稱，然后在Acquisition窗口里面設(shè)置需要疊加的次數(shù)，前面的Output都應(yīng)該設(shè)置成none，最后一個設(shè)置成dump。

2 RTM譯碼器與重錘IC70的連接圖

重錘與428XL聯(lián)機所需的最小系統(tǒng)主要包括：遠程控制器、 WDC控制轉(zhuǎn)接器、RTM譯碼器、BoomBox譯碼器、通信電臺、GPS和電腦設(shè)置口[2]，如圖2所示。RTM譯碼器和WDC轉(zhuǎn)接器共同完成重錘地震系統(tǒng)，RTM提供無線通信接口和計時，而WDC控制液壓系統(tǒng)。那么又是如何控制重錘的出擊的呢？首先檢查WDC面板上面的up down和RTM的準備命令，當(dāng)RTM發(fā)出點火命令時，WDC就會釋放控制閥門[3]。檢測重錘降到一定低點的時候，就會啟動重錘開關(guān)，產(chǎn)生CTB；如果沒有檢測到重錘的低點位置，那么計時就會終止，就會返回到WDC檢查up，down和RTM的準備命令。

圖2 各部件的連接

3 使用RTM程序設(shè)置編碼器參數(shù)

首先打開RTM程序后需要設(shè)置串口，臺式機就直接用串口線連接到編碼器，如果是筆記本電腦，沒有串口的話，可以找一個usb轉(zhuǎn)串口的線。然后調(diào)入?yún)?shù)文件，如果不調(diào)入文件，手動編輯也可以。調(diào)入步驟，點擊file菜單，點擊open找到相應(yīng)參數(shù)文件即可。將編程線和編碼器與筆記本連好，打開編碼器電源，可以看見編碼器液晶面板點亮，顯示出工作模式(如BB Encoder)。在RTM界面點擊setup-RTM Online Check，如圖3所示。

圖3 RTM程序界面

這時，在RTM程序界面會顯示當(dāng)前編碼器序列號，版本號等信息。如果沒有檢查到編碼器，那么請檢查連線是否接好，串口設(shè)置是否正確。再點擊setup-Edit parameter，出現(xiàn)界面如圖4所示。

圖4 RTM設(shè)置編碼器參數(shù)界面

選中13h 標簽，檢查各項參數(shù)設(shè)置，首先是Unit ID這是設(shè)置重錘編號，必須與428儀器放炮窗口ID號一致，不一致就不能觸發(fā)重錘；Crew表示隊號，這個數(shù)值設(shè)置也必須跟儀器設(shè)置保持一致；Radio Start Delay(0-4 000)這里的時間延遲設(shè)置測試爆炸機的延時，必須保證驗證TB延時參考信號不超過2 ms，超前或者是超過2 ms，那么這個時間設(shè)置就是不合格的，不能用于生產(chǎn)。確認其它參數(shù)正確后點擊ok。接下來點擊setup-upload parameter to RTM，將參數(shù)傳到編碼器。關(guān)閉編碼器電源后再打開，可以看見編碼器的狀態(tài)應(yīng)該改變?yōu)橹劐N編碼器。如果不放心，可以再點擊setup-compare parameters 確認參數(shù)已改[4]。

4 重錘與炸藥震源施工對比

用炸藥震源施工時，炮手到點之后，確認樁號告訴儀器，然后儀器操作員通知炮手充電，當(dāng)聽到充電聲后，放炮窗口點擊(GO)按鈕激發(fā)。使用重錘震源施工，最好用手動方式，以便配合默契，在聽到譯碼器發(fā)來的長音時，點下采集(GO)按鈕，待采集完成后，系統(tǒng)會等待第二/N次疊加。每次疊加時，都需要在聽到編碼器長音時，按下啟動鍵(GO)。待所有疊加完成后，系統(tǒng)會生成一個炮文件。

重錘比炸藥對環(huán)境的破壞更小，從一個炮點跳到下一個炮點位置所需要的時間減少了，炸藥震源如果彈炮記錄不行，還需要重新調(diào)動鉆機打井下藥，重錘只需要在原點重新激發(fā)，大大節(jié)約了施工時間，提高了資料品質(zhì)，對環(huán)境破壞減低到最小，重錘震源明顯優(yōu)于炸藥震源。

5 資料對比

在施工中，資料的質(zhì)量要得到保障。激發(fā)能量是影響地震記錄質(zhì)量的重要因素，能量不夠，激發(fā)不出有效的彈性波能量，再好的接收條件也無濟于事，能量過大也造成地震記錄頻率低、干擾波多、并造成材料成本過度浪費等。如圖5所示是重錘氮氣壓力分別為600 kg、800 kg、1 000 kg、1 200 kg及井炮的地震記錄對比圖。

圖5 不同氮氣壓力與井炮激發(fā)地震資料對比

從圖上可以看出隨著錘擊出力的增大，背景噪音和有效信號略顯改善。圖6是同一位置重錘連續(xù)激發(fā)一次、三次、五次垂直疊加得到的三張記錄及一張炸藥激發(fā)記錄。分析三張重錘記錄，隨著垂直疊加次數(shù)的增加，背景噪音得到了壓制，資料信噪比提高，記錄面貌明顯改善。

圖6 不同疊次數(shù)與井炮資料對比

6 結(jié)束語

重錘震源激發(fā)在以后的勘探項目上還是有很大的發(fā)展前景。國內(nèi)內(nèi)蒙沙漠草原和美洲對環(huán)境要求嚴格的地區(qū)，以重錘激發(fā)進行地震勘探具有較大的優(yōu)越性，減少干擾波，明顯提高地震資料信噪比，獲得高品質(zhì)資料。施工速度快，安全系數(shù)高，對自然環(huán)境破壞小。

[1] 法國Sercel公司.428XLV5.0 User′s Manual Vol.1[Z].2011:229-277.

[2] 法國Sercel公司.428XLV5.0 Installation Manual [Z].2011:39-68.

[3] RTM_&_WDC_Manual[Z].2006:3-22.

[4] Boom Box Dynamite Controller User’s Manual [Z].2005:27-30.

Application of IC70 Heavy Hammer Source to the Exploration of 428XL Seismic Instrument

TANG Aichun，YIN Laiming，F(xiàn)AN Huoguo

(SinopecGeohysicalCompanyNorthChinaBranch,Puyang,Henan457001,China)

In need of the environment protection area, the source of heavy hammer has a great advantage compared with the explosive source. How to make better use of heavy hammer source now is still in the further exploration. The 428 XL is introduced with the hammer associated settings, which include the hardware connection and working pattern, the parameters of the encoder to write RTM software, and comparative analysis of the earthquake source material from the hammer and explosives source. The production efficiency can be improved by combining the hammer and the explosives during the operational process.

weight drop source; explosive source; RTM software

唐愛純，男，1982年生，工程師，2008年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，現(xiàn)主要從事地震勘探儀器操作與維修工作。E-mail：tangac@126.com

P631.4+37

A

2096-0077(2017)04-0066-03

10.19459/j.cnki.61-1500/te.2017.04.017

2016-11-17 編輯：韓德林)