專利名稱：相控震源一致性判定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地震勘探方法，尤其是相控震源一致性的判定方法。
背景技術(shù)：
可控震源地震勘探方法，由于對(duì)環(huán)境的無(wú)破壞性，在地震勘探中受到越加廣泛的關(guān)注?？煽卣鹪吹卣鹂碧酱嬖诘闹饕獑栴}，是震源能量弱，背景噪聲強(qiáng)，接收數(shù)據(jù)信噪比較低。為提高震源系統(tǒng)輸出力，改善可控震源地震數(shù)據(jù)質(zhì)量，可采用相控震源系統(tǒng)。相控震源是一種陣列震源技術(shù)，對(duì)參與工作的各震源要求較高一致性，而目前尚無(wú)相控震源一致性評(píng)價(jià)方法。如果不進(jìn)行一致性判定，無(wú)法保證相控震源激發(fā)定向地震波，地震勘探數(shù)據(jù)中會(huì)出現(xiàn)虛假反射波，造成對(duì)地下構(gòu)造的錯(cuò)誤解釋，導(dǎo)致相控震源不可用。即相控震源一致性判定方法是保證相控震源地震勘探方法應(yīng)用的前提及必要條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種相控震源一致性判定方法。針對(duì)可控震源高精度地震勘探要求，提出了相控震源一致性判定準(zhǔn)則。根據(jù)該準(zhǔn)貝U，提出一種以時(shí)域相關(guān)分析為主，采用傅里葉變換(FFT)頻譜分析為輔的相控震源一致性定量判定方法。通過該方法，可保證滿足一致性標(biāo)準(zhǔn)的相控震源系統(tǒng)，垂向定位精度誤差不超過2m ;實(shí)際信噪比改善能力與理論值相比，信噪比下降不超過3dB ;針對(duì)不符合一致性要求的震源系統(tǒng)，除時(shí)域分析方法外，在頻率域內(nèi)還給出不一致性的輔助量化分析方法，為震源的調(diào)整、維護(hù)提供依據(jù)。本發(fā)明方法的主要優(yōu)勢(shì)在于以下兩方面一是對(duì)相控震源一致性給出了定量分析方法，并將一致性判定與地震勘探精度聯(lián)系在一起；二是本發(fā)明方法為野外相控震源高質(zhì)量地震數(shù)據(jù)采集提供了必要保證。本發(fā)明的目的通過以下方式實(shí)現(xiàn)相控震源一致性判定方法，包括下列順序和步驟步驟一、針對(duì)高精度地震勘探需求，首先確定一致性準(zhǔn)則，即滿足如下要求的系統(tǒng)被認(rèn)為是一致的相控震源地震數(shù)據(jù)經(jīng)相關(guān)檢測(cè)后，垂向定位精度誤差不超過2m ;實(shí)際信噪比改善能力與理論值相比，信噪比下降不超過3dB ;各震源激發(fā)信號(hào)具有較高線性度；步驟二、首先，根據(jù)上述一致性準(zhǔn)則，給出相控震源時(shí)域相關(guān)分析評(píng)價(jià)方法，具體要求一致性相控震源應(yīng)同時(shí)滿足下述三個(gè)條件(I)首先分析不同震源信號(hào)非同相疊加引起信號(hào)信噪比下降情況。Ssi(t)、s2(t)代表兩個(gè)不同的震源信號(hào)。由相控震源工作原理，在位于遠(yuǎn)場(chǎng)的檢波器，目標(biāo)體反射的相控震源信號(hào)可表不為S2(t) = S1 (t) +S2(t) (I)當(dāng)Sl (t) = S2⑴，即兩震源信號(hào)完全一致，則得到理想的相控震源信號(hào)
S1 (t) = S1 (t) +S1 (t) (2)設(shè)g)為相關(guān)運(yùn)算符，令
權(quán)利要求
1.一種相控震源一致性判定方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟一、針對(duì)高精度地震勘探要求，首先確定一致性準(zhǔn)則，即滿足如下要求的系統(tǒng)被認(rèn)為是一致的相控震源地震數(shù)據(jù)垂向定位精度誤差不超過2m ;實(shí)際信噪比改善能力與理論值相比，信噪比下降不超過3dB ;各震源激發(fā)信號(hào)具有較高線性度； 步驟二、根據(jù)上述一致性準(zhǔn)則，給出相控震源時(shí)域相關(guān)分析判定方法，具體要求一致性相控震源應(yīng)同時(shí)滿足下述三個(gè)條件 (1)首先分析不同震源信號(hào)非同相疊加引起信號(hào)信噪比下降情況，設(shè)Sl(t)、s2(t)代表兩個(gè)不同的震源信號(hào)，在位于遠(yuǎn)場(chǎng)的檢波器，目標(biāo)體反射的相控震源信號(hào)可表示為S2 (t) = s1(t)+s2(t) (I) 當(dāng)S1 (t) = S2⑴，即兩震源信號(hào)完全一致，則得到理想的相控震源信號(hào) S1 (t) = sjt)+sjt) (2) 設(shè) 為相關(guān)運(yùn)算符，令 計(jì)算R2(t)較&(0的信噪比下降程度，若不超過3dB，則滿足一致性判定的第一個(gè)條件； (2)考慮相控震源系統(tǒng)垂向定位誤差不大于2m的要求，由于非同相疊加的地震波在相關(guān)檢測(cè)后會(huì)出現(xiàn)主瓣時(shí)移，該時(shí)移將會(huì)造成地層的垂向定位誤差，根據(jù)地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)可知，設(shè)地下介質(zhì)平均速度為V，目標(biāo)地層深度D，針對(duì)地震波雙倍旅行時(shí)T，存在 2D = V*T(4) 可見，若垂向定位精度誤差為AD，則雙倍旅行時(shí)誤差 A T = 2 A D/V(5) 以P波速度為1400-3500m/s計(jì)，對(duì)于A D彡2m，AT不超過I. 14-2. 86ms,即R2⑴最大值點(diǎn)與理想信號(hào)R1 (t)最大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間誤差應(yīng)不超過I. 14-2. 86ms，這是一致性判定的第二個(gè)條件； (3)采用相關(guān)分析方法，量化兩個(gè)信號(hào)波形的相位一致性，具體要求是兩個(gè)震源信號(hào)互相關(guān)系數(shù)不小于0. 95，這是一致性判定的第三個(gè)條件； (4)若相控震源滿足上述3個(gè)條件，視為一致性相控源，判定結(jié)束；否則，視為非一致性相控震源，執(zhí)行步驟三，進(jìn)一步判定； 步驟三、針對(duì)時(shí)域分析不滿足一致性要求的相控震源，采用傅里葉變換(FFT)方法，求其幅頻與相頻特征，從而得到各震源在不同頻段的響應(yīng)特性差異，指導(dǎo)震源的調(diào)節(jié)及維護(hù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種相控震源一致性判定方法。相控震源垂向定位精度誤差不超過2m；實(shí)際信噪比改善能力與理論值相比，信噪比下降不超過3dB；各震源激發(fā)信號(hào)具有較高線性度；不同震源信號(hào)非同相疊加引起信號(hào)信噪比；量化兩個(gè)信號(hào)波形的相位一致；滿足上述條件，視為一致性相控源，否則，視為非一致性相控震源。經(jīng)試驗(yàn)，本方法適于任何相控震源、組合震源及多臺(tái)可控震源的一致性檢測(cè)過程，為相控震源地震勘探方法的野外數(shù)據(jù)采集，提供了必要的采集質(zhì)量保證措施，檢測(cè)結(jié)果表明，采集數(shù)據(jù)信噪比得到較大程度的提高。為相控震源性能評(píng)價(jià)、相控震源系統(tǒng)維護(hù)、相控震源地震數(shù)據(jù)有效采集提供依據(jù)。同時(shí)，也可作為相控震源維護(hù)及合格檢測(cè)提供有效技術(shù)手段。
文檔編號(hào)G01V1/30GK102798889SQ20121012529
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者姜弢, 林君, 徐學(xué)純, 馮博 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)