专利名称：相控震源一致性判定方法
技术领域：
本发明涉及一种地震勘探方法，尤其是相控震源一致性的判定方法。
背景技术：
可控震源地震勘探方法，由于对环境的无破坏性，在地震勘探中受到越加广泛的关注。可控震源地震勘探存在的主要问题，是震源能量弱，背景噪声强，接收数据信噪比较低。为提高震源系统输出力，改善可控震源地震数据质量，可采用相控震源系统。相控震源是一种阵列震源技术，对参与工作的各震源要求较高一致性，而目前尚无相控震源一致性评价方法。如果不进行一致性判定，无法保证相控震源激发定向地震波，地震勘探数据中会出现虚假反射波，造成对地下构造的错误解释，导致相控震源不可用。即相控震源一致性判定方法是保证相控震源地震勘探方法应用的前提及必要条件。
发明内容
本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种相控震源一致性判定方法。针对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准则。根据该准贝U，提出一种以时域相关分析为主，采用傅里叶变换(FFT)频谱分析为辅的相控震源一致性定量判定方法。通过该方法，可保证满足一致性标准的相控震源系统，垂向定位精度误差不超过2m ;实际信噪比改善能力与理论值相比，信噪比下降不超过3dB ;针对不符合一致性要求的震源系统，除时域分析方法外，在频率域内还给出不一致性的辅助量化分析方法，为震源的调整、维护提供依据。本发明方法的主要优势在于以下两方面一是对相控震源一致性给出了定量分析方法，并将一致性判定与地震勘探精度联系在一起；二是本发明方法为野外相控震源高质量地震数据采集提供了必要保证。本发明的目的通过以下方式实现相控震源一致性判定方法，包括下列顺序和步骤步骤一、针对高精度地震勘探需求，首先确定一致性准则，即满足如下要求的系统被认为是一致的相控震源地震数据经相关检测后，垂向定位精度误差不超过2m ;实际信噪比改善能力与理论值相比，信噪比下降不超过3dB ;各震源激发信号具有较高线性度；步骤二、首先，根据上述一致性准则，给出相控震源时域相关分析评价方法，具体要求一致性相控震源应同时满足下述三个条件(I)首先分析不同震源信号非同相叠加引起信号信噪比下降情况。Ssi(t)、s2(t)代表两个不同的震源信号。由相控震源工作原理，在位于远场的检波器，目标体反射的相控震源信号可表不为S2(t) = S1 (t) +S2(t) (I)当Sl (t) = S2⑴，即两震源信号完全一致，则得到理想的相控震源信号
S1 (t) = S1 (t) +S1 (t) (2)设g)为相关运算符，令
权利要求
1.一种相控震源一致性判定方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤一、针对高精度地震勘探要求，首先确定一致性准则，即满足如下要求的系统被认为是一致的相控震源地震数据垂向定位精度误差不超过2m ;实际信噪比改善能力与理论值相比，信噪比下降不超过3dB ;各震源激发信号具有较高线性度； 步骤二、根据上述一致性准则，给出相控震源时域相关分析判定方法，具体要求一致性相控震源应同时满足下述三个条件 (1)首先分析不同震源信号非同相叠加引起信号信噪比下降情况，设Sl(t)、s2(t)代表两个不同的震源信号，在位于远场的检波器，目标体反射的相控震源信号可表示为S2 (t) = s1(t)+s2(t) (I) 当S1 (t) = S2⑴，即两震源信号完全一致，则得到理想的相控震源信号 S1 (t) = sjt)+sjt) (2) 设 为相关运算符，令 计算R2(t)较&(0的信噪比下降程度，若不超过3dB，则满足一致性判定的第一个条件； (2)考虑相控震源系统垂向定位误差不大于2m的要求，由于非同相叠加的地震波在相关检测后会出现主瓣时移，该时移将会造成地层的垂向定位误差，根据地震波运动学可知，设地下介质平均速度为V，目标地层深度D，针对地震波双倍旅行时T，存在 2D = V*T(4) 可见，若垂向定位精度误差为AD，则双倍旅行时误差 A T = 2 A D/V(5) 以P波速度为1400-3500m/s计，对于A D彡2m，AT不超过I. 14-2. 86ms,即R2⑴最大值点与理想信号R1 (t)最大值点对应的时间误差应不超过I. 14-2. 86ms，这是一致性判定的第二个条件； (3)采用相关分析方法，量化两个信号波形的相位一致性，具体要求是两个震源信号互相关系数不小于0. 95，这是一致性判定的第三个条件； (4)若相控震源满足上述3个条件，视为一致性相控源，判定结束；否则，视为非一致性相控震源，执行步骤三，进一步判定； 步骤三、针对时域分析不满足一致性要求的相控震源，采用傅里叶变换(FFT)方法，求其幅频与相频特征，从而得到各震源在不同频段的响应特性差异，指导震源的调节及维护。
全文摘要
本发明涉及一种相控震源一致性判定方法。相控震源垂向定位精度误差不超过2m；实际信噪比改善能力与理论值相比，信噪比下降不超过3dB；各震源激发信号具有较高线性度；不同震源信号非同相叠加引起信号信噪比；量化两个信号波形的相位一致；满足上述条件，视为一致性相控源，否则，视为非一致性相控震源。经试验，本方法适于任何相控震源、组合震源及多台可控震源的一致性检测过程，为相控震源地震勘探方法的野外数据采集，提供了必要的采集质量保证措施，检测结果表明，采集数据信噪比得到较大程度的提高。为相控震源性能评价、相控震源系统维护、相控震源地震数据有效采集提供依据。同时，也可作为相控震源维护及合格检测提供有效技术手段。
文档编号G01V1/30GK102798889SQ20121012529
公开日2012年11月28日 申请日期2012年4月26日 优先权日2012年4月26日
发明者姜弢, 林君, 徐学纯, 冯博 申请人:吉林大学