[发明专利]地震电磁联合勘探系统及其数据采集装置和数据采集方法

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术领域，尤其是涉及一种地震电磁联合勘探系统及其数据采集装置和数据采集方法。

背景技术

地球物理勘探方法主要有地震法、直流电法、磁法、重力法和电磁法等勘探方法。其中电磁法又称“电磁感应法”，根据岩石或矿石的导电性和导磁性的不同，利用电磁感应原理进行找矿勘探的方法，统称为电磁法。

目前，地震技术在复杂地区依然面临较大挑战，如上覆地层岩性变化造成速度异常，致使深层成像不准；深层反射信噪比低，成像不清，岩性识别难，无法确定有利目标；地震发现的构造和地层岩性圈闭异常，如何判断是否具工业油气价值；油田开发后期，剩余油气、油水分布如何有效圈定。由于电磁对高阻地层下目标探测效果好于地震，对地层岩性变化反映灵敏，对油气饱和度变化反应灵敏，因此利用电磁法，则有望辅助解决这些问题。但，由于电磁技术分辨率较低，在精细勘探中只能作为辅助手段。近几年，电磁—地震技术联合应用，在构造带和特殊目标联合解释、油气圈闭联合检测评价等方面发挥了重要作用。

传统的大地电磁勘探利用天然场源，因此不需要考虑场源的布设。目前广泛应用的可控源声频电磁勘探方法和长偏移瞬变电磁勘探方法都只布设一个激发场源,只能在场源附近一定范围内接收电磁场信号，当一个场源的激发能量在远距离接收点不能满足接收信号的性噪比要求时，才选择合适位置重新布设场源。单一激发场源的信号存在一系列问题：首先，由于地下构造的复杂性，不同位置或方位的激发场由于电磁场传输过程不同会在接收点产生明显差异；第二，离场源远近不同，通过地面、空中和地下到达接收点的场源信号成分和能量差别很大，因此，接收点的场源特性存在差异。比如近区，主要为地下直达波场，而远区则主要为从地面或空中传播的平面波，因此，接收到的信号严重受非勘探目标的影响，在近区和远区之间还存在着过渡区，其电磁场特性更为复杂。因此，传统可控源电磁法勘探常常因为场源效应不能很好消除使其应用效果大打折扣，甚至产生错误结果。

此外，目前野外勘探工作中，地震和电磁数据的采集是分开进行的，这样的数据采集方式造成了地震电磁联合勘探的成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地震电磁联合勘探系统及其数据采集装置和数据采集方法，以降低地震电磁联合勘探的场源效应和勘探成本。

为达到上述降低地震电磁联合勘探的勘探成本的目的，本发明提供了一种地震电磁联合勘探数据采集装置，该装置包括：

一地震电磁数据采集站，其具有一个三分量地震检波器，或三个单分量地震检波器，其通过对应的地震数据通道与所述地震电磁数据采集站的控制器相连，用于采集勘探目标区域的单分量或三分量地震数据；

若干组正交的电场传感器，其通过对应的电磁数据通道与所述地震电磁数据采集站的控制器相连，用于采集所述勘探目标区域的二分量或三分量电场数据；

三分量的磁场传感器，其通过对应的电磁数据通道与所述控制器相连，用于采集所述勘探目标区域的三分量磁场数据。

本发明的地震电磁联合勘探数据采集装置，所述地震数据通道和所述电磁数据通道均包括：

前置放大器，用于将对应的地震检波器、电场传感器或磁场传感器采集到的模拟信号进行前置放大处理，获得放大的模拟信号；

模数转换器，用于将所述放大的模拟信号进行模数转换，获取适于所述控制器处理的数字信号；

存储器，用于在所述控制器的控制下保存所述数字信号。

本发明的地震电磁联合勘探数据采集装置，所述地震检波器为模拟地震检波器或数字地震检波器，所述电场传感器为不极化电极对，所述的磁场传感器为磁通门式或感应线圈式磁场传感器。

本发明的地震电磁联合勘探数据采集装置，所述电场传感器的频带响应范围覆盖可控电磁场激发源的频带范围以及大地或天然电磁场的频带范围；且所述磁场传感器的频带响应范围覆盖可控电磁场激发源的频带范围以及大地电磁场的频带范围。

本发明的地震电磁联合勘探数据采集装置，每个所述地震数据通道和所述电磁数据通道均配置有一个独立的供电电源。

本发明的地震电磁联合勘探数据采集装置，所述地震电磁数据采集站为无线遥控地震电磁数据采集站。

为达到上述降低地震电磁联合勘探的场源效应的目的，一方面，本发明提供了一种地震电磁联合勘探系统，该系统包括：

若干个上述的地震电磁联合勘探数据采集装置，用于采集可控电磁场激发源、天然电磁场源、人工地震源和非人工地震源的勘探数据；