用于無線地震系統(tǒng)的源編碼器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于無線地震系統(tǒng)的源編碼器。用于采集地震信息的系統(tǒng)可以包括：中央控制器以及與中央控制器進行信號通信的地震展布。地震展布可以包括被配置用于無線信號通信的多個地震設備；與該多個地震設備中的至少一個進行信號通信的至少一個源編碼器；以及與該至少一個源編碼器進行信號通信的至少一個源解碼器。該至少一個源解碼器響應于由至少一個遠程編碼器發(fā)出的信號。
【專利說明】用于無線地震系統(tǒng)的源編碼器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開內(nèi)容一般地涉及使用無線地震展布進行地震數(shù)據(jù)采集活動的系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]地震勘測被執(zhí)行以測繪地下結(jié)構(gòu)從而識別并開發(fā)石油及天然氣儲層。地震勘測通常被執(zhí)行用于在油氣田的開發(fā)(鉆井)之前估計油氣田的位置和含量并且還用于在鉆井之后確定儲層隨時間的變化。在陸地上，地震勘測通過在選定的地理區(qū)域內(nèi)部署一組地震傳感器(也稱為地震接收器)來執(zhí)行。地震傳感器(檢波器或加速度計)以網(wǎng)格形式安置于或耦接于地面。在地理區(qū)域內(nèi)的所選擇的預定位置(也稱為源點)使用能量源來產(chǎn)生或誘導進入地下的聲波或聲信號(也稱為聲能)。所產(chǎn)生的進入地下的聲波從地下的地層間斷(例如，由油氣儲層形成的地層間斷)處返回至地表。反射波由地震傳感器在地表處感測出或檢測出并被記錄。地震波的感測、處理和記錄被稱為地震數(shù)據(jù)采集。地下結(jié)構(gòu)的二維和/或三維地圖(也稱為“地震圖像”)根據(jù)所記錄的地震數(shù)據(jù)來生成。然后，這些地圖被用來作出有關(guān)鉆井位置、儲層規(guī)模、油氣層深度的決策以及碳氫化合物產(chǎn)量的估計。
[0003]本公開內(nèi)容提供用于促進地震活動的方法及設備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一些方面，本公開內(nèi)容提供一種用于采集地震信息的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以包括中央控制器以及與中央控制器進行信號通信的地震展布(seismic spread)。地震展布可以包括被配置用于無線信號通信的多個地震設備；與該多個地震設備中的至少一個進行信號通信的至少一個源編碼器；以及與該至少一個源編碼器進行信號通信的至少一個源解碼器。該至少一個源解碼器響應于由該至少一個遠程編碼器發(fā)出的信號。
[0005]在一些方面，本公開內(nèi)容提供一種用于采集地震信息的方法。該方法可以包括:將中央控制器和地震展布定位于所感興趣的地理區(qū)域內(nèi)，地震展布與中央控制器進行信號通信，地震展布包括:被配置用于無線信號通信的多個地震設備；與該多個地震設備中的至少一個進行信號通信的至少一個源編碼器；以及與該至少一個源編碼器進行信號通信的至少一個源解碼器，其中該至少一個源解碼器響應于由該至少一個源編碼器發(fā)出的信號；并且根據(jù)中央控制器來控制該至少一個遠程編碼器，其中中央控制器指示該至少一個源編碼器來將信號傳輸至源解碼器。
[0006]以上并非寬泛地概述了本文所公開的系統(tǒng)、方法及裝置的某些特征的實例，以便下面關(guān)于它們的詳細描述可以被更好地理解，以及對現(xiàn)有技術(shù)的貢獻可以得到鑒識。當然，本公開內(nèi)容還有另外的特征，這些特征將在下文中描述并且將會形成本公開內(nèi)容的主題。這里所提供的概括并非旨在限制本發(fā)明的范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]根據(jù)連同下面的描述一起采用的附圖，本公開內(nèi)容的新特征以及本公開內(nèi)容自身將會得到最佳的理解，在附圖中相似的附圖標記通常指示相似的元件，并且在附圖中:
[0008]圖1表示無線地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一種實施例制成的線纜地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；以及
[0009]圖2示出了結(jié)合圖1的系統(tǒng)而使用的且根據(jù)本公開內(nèi)容的一種實施例制成的源編碼器布局。

【具體實施方式】
[0010]本公開內(nèi)容涉及用于控制與地震數(shù)據(jù)采集相關(guān)的活動的設備和方法。本公開內(nèi)容可以實現(xiàn)于不同形式的實施例中。為了解釋本公開內(nèi)容所包含的概念，本文所示出的附圖及所提供的描述對應于本公開內(nèi)容的某些特定實施例，應當理解本公開內(nèi)容應當被看作是本公開內(nèi)容的原理的范例，而并非旨在將本公開內(nèi)容的范圍限制于本文所示出的附圖和描述。
[0011]參照圖1，圖中示出了可以實現(xiàn)本公開內(nèi)容的方法的無線地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)200。系統(tǒng)200包括與形成用于地震數(shù)據(jù)采集的地震展布201的眾多無線場站單元(FSU)或傳感器站208中的每一個進行數(shù)據(jù)通信的中央控制器，該中央控制器可以是控制單元(CU)202。在中央控制器202與FSU之間的無線通信可以是直接雙向無線通信或者經(jīng)由中間單元，例如，中繼單元(RU)(未示出)。每個傳感器站208包括用于感測地震能量的一個或多個傳感器212。傳感器212可以是任何合適的地震傳感器，包括檢波器以及一個或多個構(gòu)件加速度計。傳感器站208可以包括處理器、存儲器、通信設備以及用于采集并在本地記錄地震數(shù)據(jù)和與CU202通信的其他電子設備。該系統(tǒng)可以被認為是無線的，因為大部分信號使用無線通信技術(shù)來傳輸。
[0012]本文所使用的直接通信指的是如圖1中的虛線箭頭所示的個體化的數(shù)據(jù)流。無線通信系統(tǒng)可以是VHF、UHF、WiFi或其他無線電通信系統(tǒng)。數(shù)據(jù)流可以是雙向的從而允許下列中的一個或多個:命令及控制指令從中央控制器202到每個無線傳感器站208的傳輸；質(zhì)量控制及其他數(shù)據(jù)在中央控制器202與每個無線傳感器站208之間的交換；以及狀態(tài)信號、操作條件和/或所選定的預處理的地震信息從每個無線傳感器站208到中央控制器202的傳輸。該通信可以是由傳感器站208和中央控制器202分別經(jīng)由合適的天線203和204發(fā)送及接收的無線電信號的形式。如以上所討論的，系統(tǒng)200使用一個或多個地震能量源206來在地震展布中的已知位置產(chǎn)生特性(例如，幅值、頻率等)已知的地震能量，以將地震能量傳送到地下地層中。
[0013]中央控制器202、中心站計算機(CSC)260和中心服務器280在系統(tǒng)200的操作期間對系統(tǒng)200的組成構(gòu)件以及操作者和設備的直接活動施加控制。服務器280能夠被編程以在地震勘測活動期間管理數(shù)據(jù)和活動，這些地震勘測活動能夠包括日常的射擊序列，更新獲得的射擊，跟蹤射擊器材，存儲地震數(shù)據(jù)，預處理地震數(shù)據(jù)以及廣播校正。CSC260可以與⑶202集成在一起。中央控制器202還可以充當中央無線電單元。對于大型場地，還可以將無線電天線和中繼收發(fā)器部署于選定的場地位置，如同下文所描述的。
[0014]在某些情況下，系統(tǒng)200可以部署于其內(nèi)不可能進行中央單元與震源之間的可靠的長距離無線電通信(例如，這些設備隔開達大于兩千米)的地理區(qū)域內(nèi)。對于這些情況，系統(tǒng)可以包括一個或多個源編碼器系統(tǒng)160，源編碼器系統(tǒng)160使用地震展布201來使CSC260與震源206之間能夠通信。
[0015]現(xiàn)在參照圖2，圖中示出了可以結(jié)合圖1的無線系統(tǒng)200來使用的源編碼器系統(tǒng)160的一種非限制性實施例。在該布局中，CSC260 (圖1)能夠使用源編碼器系統(tǒng)160以及地震展布201的通信體系結(jié)構(gòu)來與震源206通信。特別地，源編碼器系統(tǒng)160可以經(jīng)由物理數(shù)據(jù)導體(例如，線纜162)連接至線纜線路112。線纜162可以是相對較短的，例如，10米。此外，在某些實施例中可以使用無線連接來代替線纜162。到線纜線路的連接可以位于沿著與傳感器站208關(guān)聯(lián)的任何可用線纜線路的“抽頭” 164處。
[0016]在一種布局中，源編碼器系統(tǒng)160提供在地震展布201與震源206之間的無線通信鏈路。源編碼器系統(tǒng)160可以包括源編碼器166和遠程源解碼器168。如同本文所使用的，術(shù)語“編碼器”指的是被配置用于“編碼”并發(fā)送信號(例如，控制信號)的設備。術(shù)語“解碼器”指的是被配置用于“解碼”由編碼器發(fā)送來的信號的設備。源編碼器166可以包括具有用于與CSC260 (圖1)通信的通信接口的處理器170。源編碼器166還可以包括能夠發(fā)送和接收信息編碼的無線電信號的無線通信設備172。源解碼器168可以包括處理器176以及能夠發(fā)送和接收信息編碼的無線電信號的無線通信設備178。處理器176可以包括用于與無線通信設備172及源編碼器166通信的通信接口。處理器176還可以被配置用于操作震源206 (圖1)。另外，在某些實施例中，源解碼器174可以包括位置傳感器180，例如，全球定位設備。
[0017]參照圖1和2，在一種操作模式中，工作人員可能希望使一個或多個震源進入點火就緒狀態(tài)。要這樣做，系統(tǒng)200的CSC260可以將合適的控制信號傳輸至地震展布201的通信體系結(jié)構(gòu)。源編碼器166接收控制信號并將適當?shù)臒o線電信號發(fā)送到源解碼器168。一旦接收到控制信號，源解碼器168做出響應動作，例如，使震源206進入就緒狀態(tài)，使震源206點火等。響應動作還可以包括給源解碼器166發(fā)送狀態(tài)報告、操作條件(例如，點火就緒或者未點火就緒)、錯誤情況等。
[0018]源編碼器160在場地內(nèi)的定位使CSC260能夠使用地震展布201 (圖1)的無線通信系統(tǒng)以及由源編碼器166與源解碼器168交換的無線電信號來與源解碼器166通信。因此，即使在CSC260與震源206之間直接的無線電通信可能是不可能的，CSC260也能夠使用地震展布201來操作地震傳感器208，接收來自地震傳感器208的地震信息，與源解碼器168通信，以及控制震源206。在其中CSC260于其正被檢測時不接收來自傳感器站208的地震數(shù)據(jù)的實施例中，該信息被存儲于傳感器站208 (圖1)本地。
[0019]一般地，希望的是每個源解碼器168的位置都是可唯一識別的。在一種布局中，“源點標志編號”可以與每個源解碼器168的位置相關(guān)。源點標志編號可以被推導出或者基于預先計劃的地震方案。該源點標志編號可以是具有字母和/或數(shù)字符號的值。在一種布局中，源解碼器168可以在有請求時或者自動地將源點標志編號傳輸至源編碼器166。源編碼器166可以經(jīng)由地震展布201 (圖1)將源點標志編號傳輸至CSC260 (圖1)。作為替換，或除此之外，位置傳感器180可以確定源解碼器166的位置坐標。該位置信息可以由CSC260請求或者自動發(fā)送。在任何一種情況下，源解碼器168都能夠?qū)⒂晌恢脗鞲衅?80確定的位置傳輸至源編碼器166。源編碼器166經(jīng)由地震展布201 (圖1)將源解碼器位置重新傳輸至CSC260 (圖1)。在一種布局中，位置信息僅在源解碼器168的位置數(shù)據(jù)的質(zhì)量和精度不足時才發(fā)送。
[0020]術(shù)語“地震設備”意指在地震展布中使用的任何設備，包括(但不限于):傳感器、傳感器站、接收器、發(fā)送器、電源、控制單元等。如同以上所使用的，地震展布是被配置用于檢測地震能量的設施網(wǎng)絡。如同以上所使用的，中央控制器是用來控制地震展布的設備。本文的公開內(nèi)容參照特定的實施例和過程來提供，用于說明本發(fā)明的概念和方法。這些特定的實施例和過程并非旨在限制本公開內(nèi)容或保護的范圍。所有此類在本發(fā)明的權(quán)利要求和放棄聲明的范圍內(nèi)的修改都應當是本公開內(nèi)容的一部分。
【權(quán)利要求】
1.一種用于采集地震信息的系統(tǒng)，包括: 中央控制器； 與所述中央控制器進行信號通信的地震展布，所述地震展布包括: 配置用于無線信號通信的多個地震設備； 與所述多個地震設備中的至少一個進行信號通信的至少一個源編碼器；以及 與所述至少一個源編碼器進行信號通信的至少一個源解碼器，其中所述至少一個源解碼器響應于由至少一個遠程編碼器發(fā)送的信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個地震設備中的至少一個還包括使用下列之一的通信接口:( i)有線信號載波，或者(ii)無線信號，其中所述至少一個源編碼器與所述多個地震設備中的至少一個進行信號通信，其中所述中央控制器被配置為使用所述通信接口與所述至少一個源編碼器進行命令及數(shù)據(jù)的消息和信號的通信，其中所述地震展布被配置為向所述源編碼器供能，并且其中所述至少一個源解碼器進行下列傳輸: 將其操作狀態(tài)傳輸至所述至少一個源編碼器，并且其中所述至少一個源編碼器經(jīng)由所述地震展布將所述至少一個源解碼器的操作狀態(tài)傳輸至所述中央控制器； 將由位置傳感器確定的位置傳輸至所述至少一個源編碼器，并且其中所述至少一個源編碼器經(jīng)由所述地震展布將所述至少一個源解碼器的位置傳輸至所述中央控制器；以及 將源點標志編號傳輸至所述至少一個源編碼器，并且其中所述至少一個源編碼器經(jīng)由所述地震展布將所述源點標志編號傳輸至所述中央控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個源編碼器與所述至少一個源解碼器的通信使用無線電信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個地震設備包括下列中的至少一個:(i)電池增壓器，(ii)地震接收器，以及(iii)抽頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述多個地震設備中的至少一個還包括使用下列之一 的通信接口:( i )有線信號載波，或者(i i )無線信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個源編碼器與所述多個地震設備中的至少一個進行信號通信，其中所述中央控制器被配置為使用所述通信接口與所述至少一個源編碼器進行命令及數(shù)據(jù)的消息和信號的通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述地震展布被配置為向所述源編碼器供能。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個源編碼器包括沿著至少一個線纜分布的多個源編碼器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個源解碼器包括多個源解碼器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括與所述源編碼器關(guān)聯(lián)的位置傳感器，其中所述中央控制器使用所述位置傳感器來估計所述源編碼器的位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個源編碼器與所述至少一個源解碼器的通信使用下列之一來進行:(i)連接所述至少一個源編碼器與所述至少一個源解碼器的信號輸送線纜的通信；以及(ii)無線信號傳輸。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個源解碼器將其操作狀態(tài)傳輸至所述至少一個源編碼器，并且其中所述至少一個源編碼器經(jīng)由所述地震展布將所述至少一個源解碼器的操作狀態(tài)傳輸至所述中央控制器。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個源解碼器將由位置傳感器確定的位置傳輸至所述至少一個源編碼器，并且其中所述至少一個源編碼器經(jīng)由所述地震展布將所述至少一個源解碼器的位置傳輸至所述中央控制器。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個源解碼器將源點標志編號傳輸至所述至少一個源編碼器，并且其中所述至少一個源編碼器經(jīng)由所述地震展布將所述源點標志編號傳輸至所述中央控制器。
15.一種用于采集地震信息的方法，包括: 將中央控制器和地震展布定位于所感興趣的地理區(qū)域內(nèi)，所述地震展布與所述中央控制器進行信號通信，所述地震展布包括: 配置用于無線信號通信的多個地震設備； 與所述多個地震設備中的至少一個進行信號通信的至少一個源編碼器；和 與所述至少一個源編碼器進行信號通信的至少一個源解碼器，其中所述至少一個源解碼器響應于由所述至少一個源編碼器發(fā)送的 信號；以及 由所述中央控制器來控制至少一個遠程編碼器，其中所述中央控制器指示所述至少一個源編碼器將信號傳輸 至所述源解碼器。
【文檔編號】G01V1/22GK104049271SQ201310174017
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月14日
【發(fā)明者】T·F·菲利普斯三世, T·D·赫拉迪克, K·S·拉德克里夫, I·薩默伊羅夫, B·瑪其勒, G·H·瑪圭爾 申請人:英洛瓦(天津)物探裝備有限責任公司