海上低频气枪震源设计方法及气枪震源技术

本发明专利技术提供了一种海上低频气枪震源设计方法及气枪震源。该方法包括：通过子阵、阵列延时激发设计，控制合理的延时激发时间，实现时间域震源鬼波相对于主脉冲延时增加，从而实现频率域提高低频端能量、低频扩展的目的。本方案通过子阵延时激发的气枪震源激发方法的设计，能够有效提高激发子波的低频能量占比并实现低频扩展，提高震源子波在中深层勘探领域的适用性。适用性。适用性。

【技术实现步骤摘要】
海上低频气枪震源设计方法及气枪震源


[0001]本专利技术涉及计算机辅助设计及地震勘探设备领域，特别涉及一种基于子阵延时激发的海上低频气枪震源设计方法及气枪震源。

技术介绍

[0002]目前海上常用的气枪震源阵列是由多个不同容量的单枪和多组不同容量的相干枪在同一沉放深度组合而成的枪阵，多组气枪单元通过调谐作用实现了首波的同向叠加，从而形成具有强能量的主脉冲信号，主脉冲在水中传播至海平面时，会发生极性反转，形成伴随主脉冲的震源鬼波。震源鬼波的存在，会造成频率域陷波效应，对特定中高频段及低频段会造成影响。目前海上勘探期望从激发震源获得更丰富的低频信号及超低频(6Hz以下)信号，将震源尽量沉放更深，从而使鬼波相对主脉冲延时时间更长，在频率域陷波更靠近低频端，达到提高低频能量的目的，此外，在现有技术中，也有通过设置不同的沉放深度，利用沉放深度对远场子波的影响，通过多级震源主脉冲的叠加(即通过多级震源的深度组合)，实现鬼波相互压制的方式，在频率域抑制鬼波陷波，实现宽频；但是，上述的现有技术均存在一个显著的问题，由于作业条件的限制，无法实现更深沉放(一般沉放深度为9m以内)，且沉放深度越深，气泡震荡越明显，气泡比越大，子波性能越差。
[0003]因此，如何提高低频端能量及拓展低频，成为提升震源检测能力、实现海上更精准检测亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的不足，本专利技术提供了一种解决上述问题或者至少部分解决上述问题的基于子阵延时激发的海上低频气枪震源设计方法及气枪震源。具体而言，本专利技术公开了以下技术方案：
[0005]一方面，本专利技术提供了一种海上低频气枪震源设计方法，所述方法包括：
[0006]S1、与主震源阵列共同设置一个或多个子震源阵列；
[0007]S2、计算主震源阵列产生的主脉冲、震源鬼波的传播时间，并计算两者的震源鬼波时差；
[0008]S3、获取震源鬼波与震源鬼波时差的关系；
[0009]S4、令子震源阵列的激发时间与主震源阵列的激发时间的时间差，等于所述震源鬼波时差。
[0010]优选的，所述S2中：主脉冲传播时间为：
[0011]震源鬼波传播时间为：
[0012]震源鬼波时差为：Δt＝t
sghost
‑
t
real
，
[0013]其中，v表示地震波在海水中的传播速度，h表示地层深度，h
s
表示震源深度，h
r
表示
检波器深度，x表示横向炮检距。
[0014]优选的，当所述子震源阵列为一个时，该子震源阵列的激发延时时间等于主震源阵列的震源鬼波时差；
[0015]当所述子震源阵列为多个时，后一级子震源阵列的激发延时时间等于前一级子震源阵列的震源鬼波时差；
[0016]更为优选的，子震源阵列的震源鬼波时差的计算方式，可以采用与上述的主震源阵列的震源鬼波时差相同的计算方式。
[0017]优选的，当子震源阵列为一个时，通过震源阵列设计，实现子震源阵列的主脉冲与主震源阵列的震源鬼波振幅一致，且极性相反；
[0018]当子震源阵列为多个时：通过震源阵列设计，实现第一级子震源阵列的主脉冲与主震源阵列的震源鬼波振幅一致，且极性相反；下一级子震源阵列的主脉冲与上一级子震源阵列的震源鬼波的振幅一致，且极性相反。
[0019]优选的，所述震源阵列设计中，主震源阵列与子震源阵列之间、子震源阵列与下一级子震源阵列之间的振幅匹配关系满足：
[0020]|A
′
i ghost|
＝|A
i+1 real
|
[0021]A
′
i ghost
＝K
Ai real
+L
Ai real
[0022]其中，A
′
i ghost
为第i个震源阵列的鬼波振幅，A
i real
、A
i+1 real
分别为第i级、第i+1级震源阵列的主脉冲振幅，K为负脉冲振幅经验常数；L为海面反射系数；0＜＜i＜＜N，i＝0时，表示主震源阵列；N表示主震源阵列与子震源阵列的总数量。
[0023]优选的，A
real
＝CV1/3，式中，A
real
为主脉冲振幅；C为经验常数，与沉放深度、工作压力有关；V为气枪容量。
[0024]优选的，所述S3中，震源鬼波的陷波频率与震源鬼波时差的关系为：
[0025][0026]其中，Δt表示震源鬼波时差，θ为子波入射角度，f
n
表示震源鬼波的陷波频率。
[0027]优选的，确定震源鬼波与震源鬼波时差的关系时，采用零偏移距情况，即所述θ＝90
°
。
[0028]此外，本专利技术还提供了一种海上低频气枪震源，所述震源包括：
[0029]主震源阵列，用于产生低频震源；以及一个或多个与主震源设置于同一深度的子震源阵列；
[0030]当所述子震源阵列为一个时，该子震源阵列的激发延时时间等于主震源阵列的震源鬼波时差；
[0031]当所述子震源阵列为多个时，后一级子震源阵列的激发延时时间等于前一级子震源阵列的震源鬼波时差。
[0032]优选的，所述震源鬼波时差的计算方式为：
[0033]主脉冲传播时间为：
[0034]震源鬼波传播时间为：
[0035]震源鬼波时差为：Δt＝t
sghost
‑
t
real
，
[0036]其中，v表示地震波在海水中的传播速度，h表示地层深度，h
s
表示震源深度，h
r
表示检波器深度，x表示横向炮检距。
[0037]优选的，当子震源阵列为一个时，通过震源阵列设计，实现子震源阵列的主脉冲与主震源阵列的震源鬼波振幅一致，且极性相反；
[0038]当子震源阵列为多个时：通过震源阵列设计，实现第一级子震源阵列的主脉冲与主震源阵列的震源鬼波振幅一致，且极性相反；下一级子震源阵列的主脉冲与上一级子震源阵列的震源鬼波的振幅一致，且极性相反。
[0039]优选的，所述震源阵列设计中，主震源阵列与子震源阵列之间、子震源阵列与下一级子震源阵列之间的振幅匹配关系满足：
[0040]|A
′
i ghost
|＝|A
i+1 real
|
[0041]A
′
i ghost
＝KA
i real
+LA
i real
[0042]其中，A
′
i ghost
为第i个震源阵列的鬼波振幅，A
i real
、A
i+1 real
分别为第i级、第i+1级震源阵列的主脉冲振幅，K为负脉冲振幅经验常数；L为海面反射系数；0＜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.海上低频气枪震源设计方法，其特征在于，所述方法包括：S1、与主震源阵列共同设置处于同一深度的一个或多个子震源阵列；S2、计算主震源阵列产生的主脉冲、震源鬼波的传播时间，并计算两者的震源鬼波时差；S3、获取震源鬼波与震源鬼波时差的关系；S4、令子震源阵列的激发时间与主震源阵列的激发时间的时间差，等于所述震源鬼波时差。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2中：主脉冲传播时间为：震源鬼波传播时间为：震源鬼波时差为：Δt＝t
sghost
‑
t
real
，其中，v表示地震波在海水中的传播速度，h表示地层深度，h
s
表示震源深度，h
r
表示检波器深度，x表示横向炮检距。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述子震源阵列为一个时，该子震源阵列的激发延时时间等于主震源阵列的震源鬼波时差；当所述子震源阵列为多个时，后一级子震源阵列的激发延时时间等于前一级子震源阵列的震源鬼波时差；所述子震源阵列的震源鬼波时差的计算方式为：主脉冲传播时间为：震源鬼波传播时间为：震源鬼波时差为：Δt＝t
sghost
‑
t
real
，其中，v表示地震波在海水中的传播速度，h表示地层深度，h
s
表示震源深度，h
r
表示检波器深度，x表示横向炮检距。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当子震源阵列为一个时，通过震源阵列设计，实现子震源阵列的主脉冲与主震源阵列的震源鬼波振幅一致，且极性相反；当子震源阵列为多个时：通过震源阵列设计，实现第一级子震源阵列的主脉冲与主震源阵列的震源鬼波振幅一致，且极性相反；下一级子震源阵列的主脉冲与上一级子震源阵列的震源鬼波的振幅一致，且极性相反。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述震源阵列设计中，主震源阵列与子震源阵列之间、子震源阵列与下一级子震源阵列之间的振幅匹配关系满足：|A
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ighost
|＝|A
i+1real
|A
′
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＝KA
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+LA
ireal
其中，A
′
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为第i个震源阵列的鬼波振幅，A
ireal
、A
i+1real

【专利技术属性】
技术研发人员：徐长贵，周家雄，王昕，袁全社，张建峰，陈磅，张鹏，王志亮，麻旭刚，程耀，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司天津分公司，
类型：发明
国别省市：