CN108107468A - 一种海洋电火花源多频混合立体激发模拟装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海洋电火花源多频混合立体激发模拟装置及方法，该装置包括PC控制主机，所述PC控制主机通过同轴电缆分别连接有能量低频电火花震源箱、能量高频电火花震源箱和差分GPS，所述能量低频电火花震源箱通过直流电缆依次连接有第一水鸟和第一电极；所述能量高频电火花震源箱通过直流电缆依次连接有第二水鸟和第二电极；所述第一水鸟和第二水鸟通过通讯电缆与水鸟控制主机相连接。本发明两种频率特性的电火花震源同时激发能够获得频率成分丰富的地震信号，实现海底及海底以下浅中深兼顾的高分辨率地震勘探。

Description

一种海洋电火花源多频混合立体激发模拟装置及方法
技术领域
本发明属于地球物理勘探技术领域，具体地说，涉及一种海洋电火花源多频混合立体激发模拟装置及方法。
背景技术
海洋地震勘探震源激发信号设计是海洋地震勘探的关键步骤之一。震源激发能量与频率直接决定地震勘探的能探测目标体的深度及分辨率：大能量电火花震源能量可高达30000焦，激发信号低频丰富，多用于中深目的层探测；小能量电火花震源能量可低至几十焦，激发信号高频丰富，多用于浅目的层探测。目前国内外电火花源地震勘探通常采用单一类型震源，能量、频率成分固定，勘探目标难免顾此失彼，无法做到浅中深目的层兼顾。因此，有必要合理设计多种频率特性的电火花源同时激发获得频率成分丰富的地震信号，从而避免勘探盲区，实现海底及海底以下浅中深兼顾的高分辨率地震勘探。
多震源混合激发技术改变了传统单一震源连续激发的方式，采用多个震源同时激发，缩减了震源激发间隔，从而极大得缩短施工时间，节约勘探成本。其关键技术是设计合理的震源编码，以便在地震数据处理过程中能够将混合源地震记录分离成单个震源记录。目前，陆上可控震源混合源激发采用相位编码，海上***混合源采用随机时间延迟编码，而海上电火花源的震源编码方式，特别是对不同能量电火花震源同时施工的情况没有相关研究及方法。
虚反射是海洋地震勘探数据的主要干扰之一，其陷波效应严重影响地震资料的频宽和分辨率。目前，在采集端压制虚反射的技术主要包括上下缆采集技术、倾斜缆采集技术等，这些技术能够有效的压制检波点端虚反射，但是在采集端并没有对震源端虚反射进行有效压制的相关技术。
发明内容
有鉴于此，本发明针对上述的问题，提供了一种海洋电火花源多频混合立体激发模拟装置及方法。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种海洋电火花源多频混合立体激发模拟装置，包括PC控制主机，所述PC控制主机通过同轴电缆分别连接有能量低频电火花震源箱、能量高频电火花震源箱和差分GPS，所述能量低频电火花震源箱通过直流电缆依次连接有第一水鸟和第一电极；所述能量高频电火花震源箱通过直流电缆依次连接有第二水鸟和第二电极；所述第一水鸟和第二水鸟通过通讯电缆与水鸟控制主机相连接。
进一步地，所述能量低频电火花震源箱激发的能量大于能量高频电火花震源箱激发的能量。
本发明还公开了一种海洋电火花源多频混合立体激发方法，包括以下步骤：
步骤1：组装海洋电火花源多频混合立体激发模拟装置，海洋电火花源多频混合立体激发模拟装置包括PC控制主机，所述PC控制主机通过同轴电缆分别连接有能量低频电火花震源箱、能量高频电火花震源箱和差分GPS，所述能量低频电火花震源箱通过直流电缆依次连接有第一水鸟和第一电极；所述能量高频电火花震源箱通过直流电缆依次连接有第二水鸟和第二电极；所述第一水鸟和第二水鸟通过通讯电缆与水鸟控制主机相连接；
步骤2：步骤1中的设备连接好之后，将两套震源电极第一电极和第二电极放入水中拖曳，并调整其在水中的空间相对位置；通过第一水鸟和第二水鸟控制第一电极和第二电极沉放深度，第一电极在前，沉放深度a米；第二电极在后，沉放深度b米，a大于b；电极水平间距c为接收道距的倍数，从而形成立体激发；
步骤3：设置激发能量，能量低频电火花震源箱激发的能量大于能量高频电火花震源箱的能量；
步骤4：通过PC控制主机采用随机延迟编码激发的方式实现两台震源能量低频电火花震源箱和能量高频电火花震源箱混合激发；对于每一个炮点能量低频电火花震源箱首先激发，能量高频电火花震源箱延迟激发，延迟间隔在0-0.5秒内随机变化；各个炮点的激发延迟由PC控制主机产生并记录。
与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：
1)两种频率特性的电火花震源同时激发能够获得频率成分丰富的地震信号，实现海底及海底以下浅中深兼顾的高分辨率地震勘探。
2)多震源混合激发技术采用两个震源同时激发，缩减了震源激发间隔，从而极大得缩短施工时间，节约勘探成本。
3)震源立体激发有利于震源端虚反射的压制，保护有效信号。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明海洋电火花源多频混合立体激发模拟装置的结构示意图；
图2是本发明电极空间位置示意图；
图3是本发明两台震源虚反射滤波特性示意图；
图4是本发明能量高频电火花震源箱激发延迟设计结果。
图中，1.PC控制主机，2.能量低频电火花震源箱，3.能量高频电火花震源箱，4.第一电极，5.第二电极，6.水鸟控制主机，7.第一水鸟，8.差分GPS，9.海面，10.第二水鸟。
具体实施方式
以下将配合实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
本发明公开了一种海洋电火花源多频混合立体激发模拟装置，如图1所示，包括PC控制主机1，所述PC控制主机1通过同轴电缆分别连接有能量低频电火花震源箱2、能量高频电火花震源箱3和差分GPS8，所述能量低频电火花震源箱2通过直流电缆依次连接有第一水鸟7和第一电极4；所述能量高频电火花震源箱3通过直流电缆依次连接有第二水鸟9和第二电极5；所述第一水鸟7和第二水鸟10通过通讯电缆与水鸟控制主机6相连接。
能量低频电火花震源箱2、能量高频电火花震源箱3均采用法国SIG公司电火花震源，能量低频电火花震源箱2激发的能量大于能量高频电火花震源箱3。其特点是PC控制主机控制两台震源激发时刻。水鸟置于震源电极前端，通过水鸟控制器控制水鸟调整电极沉放深度。
本发明还公开了一种海洋电火花源多频混合立体激发模拟方法，包括以下步骤：
步骤1：组装海洋电火花源多频混合立体激发模拟装置，海洋电火花源多频混合立体激发模拟装置包括PC控制主机1，所述PC控制主机1通过同轴电缆分别连接有能量低频电火花震源箱2、能量高频电火花震源箱3和差分GPS8，差分GPS用于电极4、5定位，所述能量低频电火花震源箱2通过直流电缆依次连接有第一水鸟7和第一电极4；所述能量高频电火花震源箱3通过直流电缆依次连接有第二水鸟9和第二电极5；所述第一水鸟7和第二水鸟10通过通讯电缆与水鸟控制主机6相连接；
步骤2：如图2所示，步骤1中的设备连接好之后，将两套震源电极第一电极4和第二电极5放入水中拖曳，并调整其在水中的空间相对位置。其特点是通过第一水鸟7和第二水鸟10控制第一电极4和第二电极5沉放深度，第一电极4在前，沉放深度a为20.5m；第二电极5在后，沉放深度b为6m；电极水平间距c为接收道距的倍数，从而形成立体激发。立体激发方式能够保护能量低频电火花震源箱2信号的低频成分10Hz-100Hz以及能量高频电火花震源箱3信号的高频成分200Hz-500Hz，如图3实线是大能量震源虚反射滤波特性，虚线是小能量震源虚反射滤波特性，二者结合能够有效压制震源虚反射陷波效应的影响。
步骤3：设置激发能量，能量低频电火花震源箱2激发能量为6000J，能量高频电火花震源箱3能量为2000J。其特点是能量低频电火花震源箱2型号为SIG6，信号低频丰富；能量高频电火花震源箱3型号为SIG2，信号高频丰富，实现多频激发的目的。
步骤4：通过PC控制主机1采用随机延迟编码激发的方式实现两台震源能量低频电火花震源箱2和能量高频电火花震源箱3混合激发；其特点是对于每一个炮点能量低频电火花震源箱2首先激发，能量高频电火花震源箱3延迟激发，延迟间隔在0-0.5秒内随机变化。各个炮点的激发延迟由PC控制主机产生并记录。
如图4，黑色圆圈标示了炮号1-50所对应的能量高频电火花震源箱3的激发延迟，单位是毫秒。激发延迟随机产生，有利于多震源地震信号的分离与后期处理；延迟时间在0.5秒内能够将由于船体移动带来电极5的定位误差减小到2米之内。
上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围，则都应在发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种海洋电火花源多频混合立体激发模拟装置，其特征在于，包括PC控制主机(1)，所述PC控制主机(1)通过同轴电缆分别连接有能量低频电火花震源箱(2)、能量高频电火花震源箱(3)和差分GPS(8)，所述能量低频电火花震源箱(2)通过直流电缆依次连接有第一水鸟(7)和第一电极(4)；所述能量高频电火花震源箱(3)通过直流电缆依次连接有第二水鸟(9)和第二电极(5)；所述第一水鸟(7)和第二水鸟(10)通过通讯电缆与水鸟控制主机(6)相连接。
2.根据权利要求1所述的海洋电火花源多频混合立体激发模拟装置，其特征在于，所述能量低频电火花震源箱(2)激发的能量大于能量高频电火花震源箱(3)激发的能量。
3.一种海洋电火花源多频混合立体激发方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：组装海洋电火花源多频混合立体激发模拟装置，海洋电火花源多频混合立体激发模拟装置包括PC控制主机(1)，所述PC控制主机(1)通过同轴电缆分别连接有能量低频电火花震源箱(2)、能量高频电火花震源箱(3)和差分GPS(8)，所述能量低频电火花震源箱(2)通过直流电缆依次连接有第一水鸟(7)和第一电极(4)；所述能量高频电火花震源箱(3)通过直流电缆依次连接有第二水鸟(9)和第二电极(5)；所述第一水鸟(7)和第二水鸟(10)通过通讯电缆与水鸟控制主机(6)相连接；
步骤2：步骤1中的设备连接好之后，将两套震源电极第一电极(4)和第二电极(5)放入水中拖曳，并调整其在水中的空间相对位置；通过第一水鸟(7)和第二水鸟(10)控制第一电极(4)和第二电极(5)沉放深度，第一电极(4)在前，沉放深度a米；第二电极(5)在后，沉放深度b米，a大于b；电极水平间距c为接收道距的倍数，从而形成立体激发；
步骤3：设置激发能量，能量低频电火花震源箱(2)激发的能量大于能量高频电火花震源箱(3)的能量；
步骤4：通过PC控制主机(1)采用随机延迟编码激发的方式实现两台震源能量低频电火花震源箱(2)和能量高频电火花震源箱(3)混合激发；对于每一个炮点能量低频电火花震源箱(2)首先激发，能量高频电火花震源箱(3)延迟激发，延迟间隔在0-0.5秒内随机变化；各个炮点的激发延迟由PC控制主机产生并记录。
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