可控震源工作原理.ppt

可控震源工作原理简介 一．概论 引言 利用可控震源人工激发地震波，是进行地震勘探的一种重要方法。这种勘探方法最早出现的时间可以上溯到上个世纪50年代，当时在美国的一些石油公司最初开始出现以连续振动为特征的非爆炸地面震源的可控震源雏形，由此开创了可控震源技术应用于地震勘探之先河。随着国外可控震源技术的日趋成熟，到了上个世纪70年代中期，我国开始引进国外可控震源设备和技术以应用于国内地震勘探。与此同时，在吸收消化国外先进技术的基础上，开始着手依靠国内技术力量和设备，自行开发研制KZ系列国产可控震源。 可控震源与炸药震源信号特征的区别 区别1 震源相关记录 利用可控震源施工所得到的地震原始记录不能够直接辩认各反射层，需要经过与已知的参考信号进行相关处理运算，方可得到用于解释的相关记录，而使用炸药震源得到的地震记录则可直接用于解释。但由于相关处理方法本身具有滤波作用，因此可控震源相关记录的信噪比较高。 区别2 “相关记录” 由于可控震源相关记录是由经相关处理后的一系列相关子波所组成，所以相关子波并不是地震信号采集质点上真实运动波形，而是可控震源原始记录与参考信号相关程度曲线，是数学运算的结果，但这种相关记录和用炸药震源所得到地震记录一样，它包含了必要的地震勘探信息，如地震波旅行时间﹑反射波信号能量强度和反射波极性等有用信息。 区别3 “初至”时刻比较 从地震信号波形对比而言，在可控震源相关记录中的各个反射相关子波的最大波峰出现时刻对应于脉冲震源反射子波的到达时刻，即在震源相关记录上所表示的一个波达到的时间在相关子波最大值所对应时刻，而不是相关子波的“初至“. 使用可控震源施工的主要优点 可控震源所产生的地震信号特性已知，信号频谱和信号幅度在一定范围内可控，从地震信号激发角度而言，改善地震资料品质潜力较大。而炸药震源所产生的地震信号未知且信号频谱难于控制，对改善地震资料品质不利。 可控震源技术发展瞻望 可控震源技术在其50多年的发展历程中，不断吸取现代科学技术的研究成果并应用于可控震源设备制造和可控震源勘探技术之中。随着石油勘探开发行业技术发展的需要，可控震源技术也面临着一些亟待解决的问题： 可控震源基本信号 有关线性扫描信号物理量的几个定义： ⑴ 扫描信号终了频率F2： 它为扫描信号结束瞬间，即t＝TD时扫描信号的瞬时频率，可表示为： F2＝F1＋kTD 扫描信号的起始和终了频率可以0.1HZ步长进行调整，频率最小和最大设置值可以分别为0.1到999.9HZ。 ⑵ 扫描信号平均频率F0： 它为t＝TD／2时扫描信号瞬时频率，也称为扫描中心频率，可表示为： F0＝（F1＋F2）／2 （4） ⑶ 扫描信号最低频率FL和最高频率FH： 对于升频扫描：FL＝F1，FH＝F2；对于降频扫描：FL＝F2，FH＝F1。 ⑷ 绝对频带宽度 Δ： 绝对频带宽度定义为扫描信号最高频率FH与最低频率FL的差，表示为： Δ＝FH-FL （5） 对于升频扫描，Δ＝F2-F1； （6） 对于降频扫描，Δ＝F1-F2； （7） ⑸ 相对频带宽度R： 相对频带宽定义为扫描信号最高频率FH与最低频率FL之比，即： R＝FH／FL （8） 对于升频扫描信号，R＝F2／F1 （9） 对于降频扫描信号，R＝F1／F2 （10） 在实际应用中，通常用扫描信号最高频率FH与最低频率FL之比的倍频程ROCT表示相对频带宽度，因此有： ROCT＝log2（FH／FL） （11） 或可表示为： ROCT＝（lg（FH／FL））／lg2 （12） ⑹ 扫描信号瞬时频率f（t）： 扫描信号瞬时频率定义为在扫描期间，任意瞬时信号的频率，它可表示为： f（t）＝F1±kt 0≤t≤TD （13） 式中若取正号时为升频扫描，取负号则为降频扫描。 地层对信号的衰减 非线性信号对能量的补偿 对数扫描信号 对数扫描信号（分为DB/HZ，DB/OCT两种类型，若为DB/ HZ类型时，参数可选择的范围为± 0 .001-0.005；若为DB/OCT类型时，参数可选择范围为± 0 .01-10.00） 时间幂扫描信号 参数可选择范围为 +0 .3-3.0） 伪随机编码信号 伪随机编码信号与上述的基本扫描信号和脉冲信号不同之处在于： 伪随机编码信号所生成的信号频率成份在可控震源所激发的信号频带内不一定呈现出某种函数关系变化规律，是随机变化的； 在同样的激发信号驱动幅度、扫描信号长度下，伪随机编码信号所