CN103852782A - 一种确定最佳气枪阵列的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是勘探、海洋地质调查的确定最佳气枪阵列的方法，根据已知的施工要求和设备条件设计3-4个不同的气枪阵列，针对不同气枪阵列，分别模拟其远场子波，并计算各个气枪阵列远场子波参数，依据勘探要求确定气枪阵列远场子波参数的权系数值，加权求和比较，加权求和值最大的气枪阵列为最优气枪阵列。本发明实现了最优气枪阵列的选取，实现了不同气枪阵列设计方案的定量优选，从而提高了海上勘探气枪阵列设计及优化的工作效率，为提高地震勘探采集质量提供了技术支持。

Description

一种确定最佳气枪阵列的方法

技术领域

本发明涉及地震勘探、海洋地质调查技术领域，具体是一种确定最佳气枪阵列的方法。 

背景技术

海洋地震勘探采用气枪作为主要的激发震源，通常为了提高气枪震源的能量以达到提高深部地层穿透力的目的，作业时将多条气枪按不同的空间布局进行组合阵列激发，常见的气枪组合形式有：调谐气枪震源；相干枪气枪阵列；以及调谐-相干混合形式的气枪阵列。这种不同形式的组合阵列激发特点是震源按不同形式组合激发所产生的地震子波差异很大。 

如何客观评价气枪子波的优劣是确定海上勘探气枪阵列优劣的一项重要内容。为此，国内外学者引入了一些评价参数（主脉冲、峰-峰值、气泡比，以及气泡周期）对气枪子波进行定性地评价。一般认为，特性较好的气枪子波具有较大的主脉冲和峰-峰值，以及较小的气泡比和气泡周期。 

但是，采用这种方法来评价气枪阵的优劣具有其客观局限性，不可以根据勘探目的层的地质特点来评价气枪阵列的设计方案，其评价标准受设计者主观因素影响较大，无法定量地评价气枪阵列的优劣，同时不能综合考虑这些参数对子波优劣的贡献程度。 

发明内容

本发明目的在于提供一种能定量分析、满足海上地震勘探的采集要求的确定最佳气枪阵列的方法。 

本发明通过如下技术步骤实现： 

1）根据已知的施工要求和设备条件设计3-4个不同的气枪阵列； 

步骤1）所述的设备条件是震源船的尺寸、气枪的数目及每条气枪的容量大小，以及空压机的工作压力。 

2）针对不同气枪阵列，分别模拟其远场子波,并计算各个气枪阵列远场子波参数； 

步骤2）所述的气枪阵列远场子波参数是：主脉冲值Peak、峰峰值P_P、气泡比PBR，及气泡周期T。 

3）依据勘探要求确定气枪阵列远场子波参数的权系数值； 

步骤3）所述的权系数值是： 

对于深层地震勘探，子波主脉冲值Peak的权系数

的取值范围为1.2-2.0，峰峰值P_P的权系数

的取值范围为1.3-2.0，气泡比PBR的权系数

的取值范围是0.9-1.2，气泡周期T的权系数的取值范围是1.0-1.2； 

对于高分辨率地震勘探，子波主脉冲值Peak的权系数的取值范围为0.9-1.2，峰峰值P_P的权系数

的取值范围为1.0-1.2，气泡比PBR的权系数

的取值范围是1.2-2.0，气泡周期T的权系数

的取值范围是0.9-1.1； 

4）按下式将气枪阵列的四个参数权系数值加权求和： 

$\mathrm{Value}={\∂}_1*\mathrm{Peak}+{\∂}_2*P\_P+{\∂}_3*\mathrm{PBR}+{\∂}_4*T$

式中：Value为加权求和值，

分别为子波主脉冲值Peak、峰峰值P_P、气泡比PBR，及气泡周期T的权系数值； 

5）将不同气枪阵列得到的加权求和值比较，加权求和值最大的气枪阵列为最优气枪阵列。 

本发明针对海上地震勘探所设计的气枪阵列，依据勘探要求确定了各个气枪阵列远场子波的权系数值，通过权系数加权求和的方式实现了最优气枪阵列的选取，实现了不同气枪阵列设计方案的定量优选，从而提高了海上勘探气枪阵列设计及优化的工作效率，为提高地震勘探采集质量提供了技术支持。 

附图说明

图1是本发明四种气枪阵列的远场子波同屏显示结果。 

具体实施方式

以下通过具体进一步说明本发明及其应用效果： 

1）首先根据野外施工要求和设备情况，设计了四个气枪阵列，其编号分别为ZL1，ZL2，ZL3，ZL4。对于ZL1,气枪阵列容量V=2430in³，沉放深度h=3.5m;对于ZL2，气枪阵列容量V=2570in³，沉放深度h=3.0m;对于ZL3，气枪阵列容量V=1576in³，沉放深度h=2.5m;对于ZL4，气枪阵列容量V=3000in³，沉放深度h=5.0m；以上四个气枪阵列采用相同的工作压力P＝2000psi； 

2）针对以上四个气枪阵列，分别模拟其远场子波，如图1所示为四个气枪阵列的远场子波同屏显示结果，并计算四个子波的参数值：子波主脉冲值Peak、峰-峰值P_P、气泡比PBR，及气泡周期T。这里，主脉冲值指气枪内的高压气体释放后产生的第一个压力脉冲的幅值；峰-峰值指第一个压力脉冲与第一个压力负脉冲之间的差值；气泡比指在一定的子波延续时间内峰-峰值与第一个气泡脉冲的比值；气泡周期指主脉冲与第一个气泡脉冲的时间间隔；这四个参数在描述子波特性时发挥着各自的作用，其中，主脉冲值这个参数适用于描述气枪阵列子波近场子波能量的大小，峰-峰值这个参数适用于描述 远场子波的能量大小，气泡比和气泡周期这两个参数描述了气枪子波的分辨率； 

3)对于深层地震勘探，子波主脉冲值Peak、峰峰值P_P、气泡比PBR，及气泡周期T的权系数

值的大小如下： 

${\∂}_1=1.3,$ ${\∂}_2=1.3,$ ${\∂}_3=1.1,$ ${\∂}_4=1.1$

对于高分辨率地震勘探，子波主脉冲值Peak、峰峰值P_P、气泡比PBR，及气泡周期T的权系数

值的大小如下： 

${\∂}_1=1.1,$ ${\∂}_2=1.1,$ ${\∂}_3=1.5,$ ${\∂}_4=1.0$

4)通过加权求和的方式，针对深层地震勘探和高分辨率地震勘探分别求出了四种气枪阵列子波所对应子波特征值Value的大小，如表1所示,对于深层地震勘探，Value的大小分别为225.573,220.076,242.662,255.394；对于高分辨率地震勘探，Value的大小分别为208.321,203.382,232.114,231.324； 

5)将不同气枪阵列得到的加权求和值比较，（图1、表1）可以看出，对于深层地震勘探，ZL4所对应的子波特征值最大，从而我们确定ZL4气枪阵列为深层地震勘探中所要选取的较优气枪阵列；对于高分辨率地震勘探，ZL3所对应的子波特征值最大，从而我们确定ZL3气枪阵列为高分辨率地震勘探中所要选取的较优气枪阵列。 

表1四种气枪阵列子波特征值 

Claims (4)

1.一种确定最佳气枪阵列的方法，特点是通过如下步骤实现：

1）根据已知的施工要求和设备条件设计3-4个不同的气枪阵列；

2）针对不同气枪阵列，分别模拟其远场子波，并计算各个气枪阵列远场子波参数；

3）依据勘探要求确定气枪阵列远场子波参数的权系数值；

4）按下式将气枪阵列的四个参数权系数值加权求和：

$\mathrm{Value}={\∂}_1*\mathrm{Peak}+{\∂}_2*P\_P+{\∂}_3*\mathrm{PBR}+{\∂}_4*T$

式中：Value为加权求和值，

分别为子波主脉冲值Peak、峰峰值P_P、气泡比PBR，及气泡周期T的权系数值；

5）将不同气枪阵列得到的加权求和值比较，加权求和值最大的气枪阵列为最优气枪阵列。

2.根据权利要求1的方法，特点是步骤1）所述的设备条件是震源船的尺寸、气枪的数目及每条气枪的容量大小，以及空压机的工作压力。

3.根据权利要求1的方法，特点是步骤2）所述的气枪阵列远场子波参数是：主脉冲值Peak、峰峰值P_P、气泡比PBR，及气泡周期T。

4.根据权利要求1的方法，特点是步骤3）所述的权系数值是：

对于深层地震勘探，子波主脉冲值Peak的权系数

的取值范围为1.2-2.0，峰峰值P_P的权系数

的取值范围为1.3-2.0，气泡比PBR的权系数

的取值范围是0.9-1.2，气泡周期T的权系数

的取值范围是1.0-1.2；

对于高分辨率地震勘探，子波主脉冲值Peak的权系数

的取值范围为0.9-1.2，峰峰值P_P的权系数

的取值范围为1.0-1.2，气泡比PBR的权系数

的取值范围是1.2-2.0，气泡周期T的权系数

的取值范围是0.9-1.1。

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