一种地震勘探***阵列远场子波模拟方法、脸谱评价方法及装置

文档序号:1627237 发布日期:2020-01-14 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 一种地震勘探***阵列远场子波模拟方法、脸谱评价方法及装置 (Seismic exploration air gun array far-field wavelet simulation method, facial makeup evaluation method and device ) 是由 张栋 刘怀山 邢磊 尉佳 王建花 于 2019-08-26 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种地震勘探气枪阵列远场子波模拟方法、脸谱评价方法及装置。地震勘探气枪阵列远场子波模拟方法包括步骤S10、设置范德瓦耳斯气体方程的初始变量,计算气室内气体初始物质的量;步骤S20、获取关于气泡的数据;步骤S30、水听器记录来自气枪的远场子波信号,以获取单气枪远场子波模型;步骤S40、重复步骤S20和S30,直到t>t&lt;Sub&gt;max&lt;/Sub&gt;,最终得到时间长度t&lt;Sub&gt;max&lt;/Sub&gt;的单气枪远场子波模型;步骤S50、气枪阵列激发;步骤S60、建立气枪阵列远场子波模型。它可针对不同的海洋地震勘探目的,对设计的气枪阵列进行定量分析,不断优化震源的组合模式,达到高精度地震勘探要求。(The invention relates to a seismic exploration air gun array far-field wavelet simulation method, a facial makeup evaluation method and a device. The seismic exploration air gun array far-field wavelet simulation method comprises the steps of S10, setting initial variables of van der Waals gas equations, and calculating the amount of initial substances of gas in a gas chamber; step S20, acquiring data about the bubble; step S30, recording far-field wavelet signals from the air gun by the hydrophone to obtain a single air gun far-field wavelet model; step S40, repeating steps S20 and S30 until t &gt; t max Finally, the time length t is obtained max The single air gun far field sub-wave model; step S50, exciting an air gun array; and step S60, establishing an air gun array far-field wavelet model. The air gun array can be quantitatively analyzed aiming at different marine seismic exploration purposes, the combined mode of the seismic sources is continuously optimized, and the high-precision seismic exploration requirement is met.)

一种地震勘探***阵列远场子波模拟方法、脸谱评价方法及 装置

技术领域

本发明涉及地震勘探领域,尤其是一种地震勘探***阵列远场子波模拟方法、脸谱评价方法及装置。

背景技术

现有的对***阵列的评价指标包含子波脉冲的零峰值、峰峰值、气泡周期、初泡比、子波频谱、压制虚反射的频带宽度、频谱光滑程度、低频能量、陷波点频谱能量,枪阵方向性等,评价指标中的零峰值、峰峰值、气泡周期、初泡比仅针对单个远场子波而言,并不能体现出远场子波在三维空间的分布特征。远场子波波形结构及其分布变化规律是评价***震源的重要参数,波形形状是响应参数振幅、相位、频率的综合反映,它的变化直接影响子波各参数的变化,其主要参数包括波峰波谷的个数、高度、波形的升降、凹凸以及极值点、拐点等,现有评价指标不能够对远场子波的波形形状进行有效识别,在不同垂向入射角子波的连续性上难于判断,不能反映不同偏移距子波横向上的细微变化,尤其是在能量较弱的条件下,且远场子波在不同垂向入射角的频率分辨率也无法分辨。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中***子波的评价参数零峰值、峰峰值、气泡周期、初泡比只用于单个远场子波,并且缺乏对波形连续性、弱信号、频率分辨率等有效信息的识别,提出了一种地震勘探***阵列远场子波模拟方法、脸谱评价方法及装置,针对不同的海洋地震勘探目的,对设计的***阵列进行定量分析,不断优化震源的组合模式,达到高精度地震勘探要求,其采用的技术方案如下:

一种地震勘探***阵列远场子波模拟方法,包括如下步骤:

步骤S10、设置范德瓦耳斯气体方程的初始变量,利用范德瓦耳斯气体状态方程计算气室内气体初始物质的量mg0

步骤S20、获取气泡内温度变化率、气泡壁的加速度、气泡半径、气泡壁处质点速度以及气泡体积;获取气泡内的气体压力和气室压力;获取气泡的上浮速度;并获取下一时刻与气泡有关的各变量值;

步骤S30、水听器记录来自***的远场子波信号,远场子波信号是直达波和震源虚反射信号的叠加,以获取单***远场子波模型;

步骤S40、重复步骤S20和S30,直到t>tmax,最终得到时间长度tmax的单***远场子波模型;

步骤S50、建立***阵列、***阵列激发,利用水听器记录信号;

步骤S60、建立***阵列远场子波模型。

可选的,所述步骤S10中初始变量包括:标准大气压Patm、参考压力常量 Pcon、海水密度ρ、重力加速度g、***沉放深度h、气泡静水压P=Patm+ρgh、节流系数τ、节流幂指数ζ、释放比率η、传热系数k、圆周率π、范德瓦耳斯修正量a和b、定体比热容CV,m、定压比热容CP,m、普适气体常量Rg=CP,m-CV,m、海水温度Tw、海水声波速度Vsea、海面反射系数Rs、子波时间长度tmax、采样间隔Δt、***气室容量Vg、***工作气压Pg、***气室初始温度Tg0=Tw*(1+Pg/Pcon)、***气室释放气体产生气泡的初始体积Vb0,Vb0的初始值为Vg、气泡的初始半径为

Figure BDA0002179846900000031

气泡壁初始速度

Figure BDA0002179846900000032

气泡初始温度Tb0,初始值Tb0=Tg0、气泡初始压力Pb0,Pb0初始值为静水压P、气泡内气体物质的量mb,初始值

Figure BDA0002179846900000033

可选的,所述步骤S20为

利用准静态开放式热力学系统方程获取气泡内温度变化率

Figure BDA0002179846900000034

Figure BDA0002179846900000035

其中:Vb是气泡内气体体积,初始体积Vb0

Figure BDA0002179846900000036

是气泡体积变化率,

Figure BDA0002179846900000037

是气泡壁处气体与周围水的热转换率,表达式:

Figure BDA0002179846900000038

Rb是气泡半径,k是传热系数,Tw是海水温度,Tb是气泡内温度,

Figure BDA0002179846900000039

是***气室内气体喷出率,表达式:

Figure BDA00021798469000000310

其中:mg是气室内气体物质的量,其初始值为mg0,mb是气泡内气体物质的量,其初始值为mb0,Pgg是气室压力,其值为

Figure BDA00021798469000000311

Pb是气泡压力,其初始值为P

利用气泡壁处的流体运动方程获取气泡壁的加速度

Figure RE-GDA0002304125430000042

其中:

Figure BDA0002179846900000043

求出气泡壁的加速度

Figure BDA0002179846900000044

在求取加速度导数时,由于气泡壁速度

Figure BDA0002179846900000045

远小于海水中声波速度Vsea,因此忽略

Figure BDA0002179846900000046

项,继而得到

Figure BDA0002179846900000047

其中

根据泰勒级数展开,获取气泡半径Rb,new、气泡壁处质点速度

Figure BDA0002179846900000049

以及气泡体积Vb,new

Figure BDA00021798469000000410

获取下一时刻气泡内气体物质的量mb,new、温度Tb,new以及气室内气体物质的量mg,new,表达式分别是

Figure BDA00021798469000000412

利用范德瓦耳斯气体状态方程计算气泡内的气体压力Pb和气室压力Pgg,表达式分别是

Figure BDA00021798469000000413

利用Herring公式

Figure BDA00021798469000000414

寸算得到气泡的上浮速度vz,从而得到气泡下一时刻的深度zb,new=h-vz*dt,其中h是***沉放深度,气泡静水压力发生改变P=Patm+ρgzb,new

可选的,所述步骤S30中单***远场子波模型为:

D1是***和水听器之间的距离,D2是***镜像和水听器之间的距离,是时间延迟。

可选的,所述步骤S50中来自不同***的压力波场互相作用,水听器位置的压力场是所有***产生的直达波压力场及其经过海面反射后的压力场的叠加,在第i个气泡处的有效静水压力:

Figure BDA0002179846900000053

其中P是静水压力,∑k≠iΔPik是阵列中所有其他***所产生的压力之和,ΔPik是第k个气泡作用在第i 个气泡的静水压力扰动:

Figure BDA0002179846900000054

其中rik是第k个气泡与第i个气泡产生时的距离,Rk是第k个气泡的半径,

Figure BDA0002179846900000055

是第k个气泡的速度,Hk是第k个气泡的焓差。

可选的,所述步骤S60中***阵列远场子波模型为:

Figure BDA0002179846900000056

其中n是***数量,Pi(t)为第i个***远场子波模型。

一种地震勘探***阵列远场子波模拟装置,其特征在于,包括:

范德瓦耳斯气体方程初始变量设置模块,用于设置范德瓦耳斯气体方程的初始变量;

气室内气体初始物质的量获取模块,用于利用范德瓦耳斯气体状态方程计算气室内气体初始物质的量mg0

气泡数据获取模块,用于获取气泡内温度变化率、气泡壁的加速度、气泡半径、气泡壁处质点速度以及气泡体积;获取气泡内的气体压力和气室压力;获取气泡的上浮速度;

水听器,用于记录来自***的远场子波信号;

单***远场子波模型建立模块,用于根据水听器记录的远场子波信号建立单***远场子波模型;

一定时间长度单***远场子波模型建立模块,用于在一定时间长度内重复建立单***远场子波模型,最终建立一定时间长度的单***远场子波模型;

***阵列激发模块,用于建立***阵列后激发***阵列;

***阵列远场子波模型建立模块,用于建立***阵列远场子波模型。

一种地震勘探***阵列远场子波脸谱评价方法,其特征在于,包括如上述的地震勘探***阵列远场子波模拟方法,还包括:

步骤S70、利用***阵列远场子波模型模拟平面方阵、平面长阵、同时激发垂直枪阵、延迟激发垂直枪阵四种阵列的远场子波空间波场;

步骤S80、根据***阵列子波评价参数以***子波脸谱的形式对模拟得到的四种枪阵的远场子波空间波场进行时频域的定量分析。

步骤S90、评价***阵列,筛选最优***阵列。

优选的,所述步骤S90中***阵列震源是否满足勘探要求主要考虑激发能量、子波振幅谱、初泡比、方向性是否达到要求,优选标准如下:在特定的通频带内,激发能量越大越好,***的压力和容量决定了激发能量的大小;子波振幅谱光滑,低、高频成分丰富,低频能量强,达到有效带宽,陷波作用得到有效抑制;初泡比用来衡量子波质量的重要参数,初泡比越大表示***阵列的信噪比越高,低频气泡脉冲受到强烈的抑制作用;***阵列的方向性越弱对于海上地震勘探越有利,优选远场子波的一个重要原则是子波在一定范围内不受阵列方向性的影响。

一种地震勘探***阵列远场子波脸谱评价装置,其特征在于:包括上述的一种地震勘探***阵列远场子波模拟装置,还包括:

远场子波空间波场模拟模块,用于利用***阵列远场子波模型模拟平面方阵、平面长阵、同时激发垂直枪阵、延迟激发垂直枪阵四种阵列的远场子波空间波场;

定量分析模块,用于根据***阵列子波评价参数以***子波脸谱的形式对模拟得到的四种枪阵的远场子波空间波场进行时频域的定量分析;

评价筛选模块,用于评价***阵列并筛选最优***阵列。

本发明的有益效果为:针对现有技术中***子波的评价参数零峰值、峰峰值、气泡周期、初泡比只用于单个远场子波,并且缺乏对波形连续性、弱信号、频率分辨率等有效信息的识别,提供了一种基于范德瓦耳斯气体模型模拟***子波空间波场,建立子波脸谱的评价方法,针对不同的海洋地震勘探目的,对设计的***阵列进行定量分析,不断优化震源的组合模式,达到高精度地震勘探要求。

附图说明

图1为本发明中一种地震勘探***阵列远场子波脸谱评价方法流程示意图;

图2为单枪远场子波形成的示意图;

图3a、b分别为Ziolkowski模型模拟的单枪远场子波及频谱;

图4a、b分别为范德瓦耳斯模型模拟的单枪远场子波及频谱;

图5a、b分别为范德瓦耳斯模型模拟的枪阵远场子波及频谱;

图6a、b分别为实际测量的枪阵远场子波及频谱;

图7为***子波模拟观测系统示意图;

图8为由4条单枪组成的总容量为270cu.in长阵列沉放5米的脸谱(a) 长阵列(b)近场子波(c)远场子波(d)近场子波频谱(e)远场子波频谱 (f)0°方位角远场子波(g)90°方位角远场子波(h)0°方位角频谱(i)0°方位角瞬时振幅(j)0°方位角瞬时相位(k)0°方位角瞬时频率(l)零峰值 (m)峰峰值(n)周期(o)初泡比(p)30Hz能量分布(q)60Hz能量分布;

图9为由4条单枪组成的总容量为270cu.in方阵列沉放5米的脸谱(a) 方阵列(b)近场子波(c)远场子波(d)近场子波频谱(e)远场子波频谱 (f)0°方位角远场子波(g)90°方位角远场子波(h)0°方位角频谱(i)0°方位角瞬时振幅(j)0°方位角瞬时相位(k)0°方位角瞬时频率(l)零峰值 (m)峰峰值(n)周期(o)初泡比(p)30Hz能量分布(q)60Hz能量分布;

图10为由4条单枪组成的总容量为270cu.in同时激发垂直阵列的脸谱 (a)同时激发垂直阵列(b)近场子波(c)远场子波(d)近场子波频谱(e) 远场子波频谱(f)0°方位角远场子波(g)90°方位角远场子波(h)0°方位角频谱(i)0°方位角瞬时振幅(j)0°方位角瞬时相位(k)0°方位角瞬时频率(l)零峰值(m)峰峰值(n)周期(o)初泡比(p)30Hz能量分布(q)60Hz能量分布;

图11为由4条单枪组成的总容量为270cu.in延迟激发垂直阵列的脸谱 (a)延迟激发垂直阵列(b)近场子波(c)远场子波(d)近场子波频谱(e) 远场子波频谱(f)0°方位角远场子波(g)90°方位角远场子波(h)0°方位角频谱(i)0°方位角瞬时振幅(j)0°方位角瞬时相位(k)0°方位角瞬时频率(l)零峰值(m)峰峰值(n)周期(o)初泡比(p)30Hz能量分布(q)60Hz能量分布;

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明:

如图1所示,一种地震勘探***阵列远场子波模拟方法,包括如下步骤:

步骤S10、设置范德瓦耳斯气体方程的初始变量,利用范德瓦耳斯气体状态方程计算气室内气体初始物质的量mg0

步骤S20、获取气泡内温度变化率、气泡壁的加速度、气泡半径、气泡壁处质点速度以及气泡体积;获取气泡内的气体压力和气室压力;获取气泡的上浮速度;并获取下一时刻与气泡有关的各变量值;

步骤S30、水听器记录来自***的远场子波信号,远场子波信号是直达波和震源虚反射信号的叠加,以获取单***远场子波模型;

步骤S40、重复步骤S20和S30,直到t>tmax,最终得到时间长度tmax的单***远场子波模型;如图3a、图3b、图4a、图4b分别是Ziolkowski单枪远场子波和范德瓦耳斯气体单枪远场子波及频谱,考虑实际影响因素的范德瓦耳斯气体模型的气泡震荡衰减更快,更接近实际情况;

步骤S50、建立***阵列、***阵列激发,利用水听器记录信号;

步骤S60、建立***阵列远场子波模型。

优选的,所述步骤S10中初始变量包括:标准大气压Patm、参考压力常量 Pcon、海水密度ρ、重力加速度g、***沉放深度h、气泡静水压P=Patm+ρgh、节流系数τ、节流幂指数ζ、释放比率η、传热系数k、圆周率π、范德瓦耳斯修正量a和b、定体比热容CV,m、定压比热容CP,m、普适气体常量Rg=CP,m-CV,m、海水温度Tw、海水声波速度Vsea、海面反射系数Rs、子波时间长度tmax、采样间隔Δt、***气室容量Vg、***工作气压Pg、***气室初始温度 Tg0=Tw*(1+Pg/Pcon)、***气室释放气体产生气泡的初始体积Vb0,Vb0的初始值为Vg、气泡的初始半径为

Figure BDA0002179846900000101

气泡壁初始速度

Figure BDA0002179846900000102

气泡初始温度Tb0,初始值Tb0=Tg0、气泡初始压力Pb0,Pb0初始值为静水压P、气泡内气体物质的量mb,初始值

Figure BDA0002179846900000103

优选的,所述步骤S20为

利用准静态开放式热力学系统方程获取气泡内温度变化率

Figure BDA0002179846900000105

其中:Vb是气泡内气体体积,初始体积Vb0

Figure BDA0002179846900000106

是气泡体积变化率,

Figure BDA0002179846900000107

是气泡壁处气体与周围水的热转换率,表达式:Rb是气泡半径,k是传热系数,Tw是海水温度,Tb是气泡内温度,是***气室内气体喷出率,表达式:

Figure BDA00021798469000001010

其中:mg是气室内气体物质的量,其初始值为mg0,mb是气泡内气体物质的量,其初始值为mb0,Pgg是气室压力,其值为

Figure BDA0002179846900000111

Pb是气泡压力,其初始值为P

利用气泡壁处的流体运动方程获取气泡壁的加速度

Figure BDA0002179846900000112

Figure RE-GDA0002304125430000113

其中:

Figure BDA0002179846900000114

求出气泡壁的加速度

Figure BDA0002179846900000115

在求取加速度导数时,由于气泡壁速度

Figure BDA0002179846900000116

远小于海水中声波速度Vsea,因此忽略

Figure BDA0002179846900000117

项,继而得到

Figure BDA0002179846900000118

其中

根据泰勒级数展开,获取气泡半径Rb,new、气泡壁处质点速度以及气泡体积Vb,new

Figure BDA00021798469000001111

获取下一时刻气泡内气体物质的量mb,new、温度Tb,new以及气室内气体物质的量mg,new,表达式分别是

Figure BDA00021798469000001112

Figure BDA00021798469000001113

利用范德瓦耳斯气体状态方程计算气泡内的气体压力Pb和气室压力Pgg,表达式分别是

利用Herring公式

Figure BDA0002179846900000122

计算得到气泡的上浮速度vz,从而得到气泡下一时刻的深度zb,new=h-vz*dt,其中h是***沉放深度,气泡静水压力发生改变P=Patm+ρgzb,new

图2为水听器记录的单枪远场子波形成的示意图,优选的,所述步骤S30 中单***远场子波模型为:

Figure BDA0002179846900000123

D1是***和水听器之间的距离,D2是***镜像和水听器之间的距离,

Figure BDA0002179846900000124

是时间延迟。

优选的,所述步骤S50中来自不同***的压力波场互相作用,水听器位置的压力场是所有***产生的直达波压力场及其经过海面反射后的压力场的叠加,在第i个气泡处的有效静水压力:

Figure BDA0002179846900000125

其中P是静水压力,∑k≠iΔPik是阵列中所有其他***所产生的压力之和,ΔPik是第k个气泡作用在第i 个气泡的静水压力扰动:

Figure BDA0002179846900000126

其中rik是第k个气泡与第i个气泡产生时的距离,Rk是第k个气泡的半径,

Figure BDA0002179846900000128

是第k个气泡的速度,Hk是第k个气泡的焓差。

优选的,所述步骤S60中***阵列远场子波模型为:

Figure BDA0002179846900000127

其中n是***数量,Pi(t)为第i个***远场子波模型。图5a、5b和图6a、 6b分别是范德瓦耳斯气体枪阵模型模拟和实测的远场子波及频谱,模拟效果较好,证明了模型的有效性。

一种地震勘探***阵列远场子波模拟装置,其特征在于,包括:

范德瓦耳斯气体方程初始变量设置模块,用于设置范德瓦耳斯气体方程的初始变量;

气室内气体初始物质的量获取模块,用于利用范德瓦耳斯气体状态方程计算气室内气体初始物质的量mg0

气泡数据获取模块,用于获取气泡内温度变化率、气泡壁的加速度、气泡半径、气泡壁处质点速度以及气泡体积;获取气泡内的气体压力和气室压力;获取气泡的上浮速度;

水听器,用于记录来自***的远场子波信号;

单***远场子波模型建立模块,用于根据水听器记录的远场子波信号建立单***远场子波模型;

一定时间长度单***远场子波模型建立模块,用于在一定时间长度内重复建立单***远场子波模型,最终建立一定时间长度的单***远场子波模型;

***阵列激发模块,用于建立***阵列后激发***阵列;

***阵列远场子波模型建立模块,用于建立***阵列远场子波模型。

如图1所示,一种地震勘探***阵列远场子波脸谱评价方法,其特征在于,包括上述的地震勘探***阵列远场子波模拟方法,还包括:

步骤S70、利用***阵列远场子波模型模拟平面方阵、平面长阵、同时激发垂直枪阵、延迟激发垂直枪阵四种阵列的远场子波空间波场;如图7的***子波模拟观测系统示意图,***震源组合见图8a、9a、10a、11a,位置在图7中心,水听器布设范围4kmx4km,间隔100m;利用模拟得到的四种阵列(平面方阵、平面长阵、同时激发垂直枪阵、延迟激发垂直枪阵)的远场子波空间波场;其中延迟激发垂直枪阵***由浅及深依次激发,延迟2ms;

步骤S80、如图8至图11所示,根据***阵列子波评价参数以***子波脸谱的形式对模拟得到的四种枪阵的远场子波空间波场进行时频域的定量分析。

步骤S90、评价***阵列,筛选最优***阵列。

***阵列震源是否满足勘探要求主要考虑激发能量、子波振幅谱、初泡比、方向性是否达到要求,优选标准如下:在特定的通频带内,激发能量越大越好,***的压力和容量决定了激发能量的大小;子波振幅谱光滑,低、高频成分丰富,低频能量强,达到有效带宽,陷波作用得到有效抑制;初泡比用来衡量子波质量的重要参数,初泡比越大表示***阵列的信噪比越高,低频气泡脉冲受到强烈的抑制作用;***阵列的方向性越弱对于海上地震勘探越有利,优选远场子波的一个重要原则是子波在一定范围内不受阵列方向性的影响,这是阵列设计的一个目标。传统的评价参数只包含脸谱图8—11 中的a、b、c、d、e、p、q,其中能量(零峰值、峰峰值)、初泡比、气泡周期评价的是一个方向记录的***子波,而非子波的空间波场,缺少对不同方位角子波能量、频率变化的判断。

从图8b—8e,9b—9e可以看出,同一深度条件下,***容量越大,气泡 周期越大,由于近场子波不受海面和海底的反射的影响,可以清楚地看到气 泡脉冲的阻尼振荡,远场脉冲记录在阵列下方500米处,不同容量的***产 生的脉冲相互作用,增强了主脉冲,抑制了气泡脉冲,由于记录位置不受阵 列指向性的影响,两个阵列的远场子波及频谱非常相似。长阵列的子波能量 集中在90°方位角方向,而0°方位角方向能量被削弱,相反,方阵的能量 是接近各向同性,如图8f-8k和图9f-9k;长阵的振幅谱表现出较强的陷波效 应,如图8h,而方阵的振幅谱的陷波效应得到有效的抑制,如图9h。在0° 方位角,长阵列的子波瞬时振幅能量随着角度的增大迅速衰减(图8i),多 气泡作用使子波产生多个峰值,导致瞬时相位的连续性变差(图8j),进而 使瞬时频率变得嘈杂(图8k)。方形阵列可以弥补这一不足,能量在很大的 角度范围内得到增强(图9i),相位周期的缓慢变化表明波场具有良好的连续 性(图9j),随着角度的增大,主脉冲宽度减小,瞬时频率增大,子波的分辨 率提高(图9k);图8l-8o和图9l-9o比较了两种空***阵列的零峰值、峰峰 值、气泡周期和初泡比的特征,长阵列的能量集中在90°方位角方向,而方 形阵列的辐射模式与自由表面下的理想点源非常相似。图8p-8q和图9p-9q 显示了在一定频率范围内(选择频率30Hz和60Hz),角度范围为0°-60°的 能量分布。60Hz时,长阵的能量更集中在90°方向上,而方形阵列的能量分布是均匀的,与长阵列震源相比,方阵列震源的指向性较弱,更适合于海洋 地震勘探。

对于同时激发的垂直阵列,所设计的阵列由4个垂直部署的单枪组成,从上至下的深度分别为5m、8m、11m、14m,图10a显示了这种设计的一个阵列,对于延迟激发垂直阵,***由上至下依次激发,延迟时间与海水中的声波速度有关,如图11a所示。图10b-10e和图11b-11e显示了这两个阵列的近场和远场子波的时、频域信息,***的深度影响气泡能量、周期和频率(图 10b、10e、11b和11e)。

从图10c和图11c可以看出,这种延迟设计可以抑制鬼波效应,提高初泡比,从而提高信噪比。同时激发的垂直阵列在振幅谱上陷波作用强,延迟阵列抑制了陷波作用(图10e、11e)。同时激发的垂直阵列指向性垂直于阵列布设方向(图10f和图10g),相比之下,延迟垂直阵列,可以在预定的角度内增强下行压力波,衰减其他方向的子波能量(图11f和图11g)。延迟垂直阵列波场的高频分量具有较窄的角度范围,因此,相比于同时激发的垂直阵列,延迟阵列增强了垂直方向频谱的高频分量(图10h、11h)。

***阵列设计的目的是保证能量垂直入射的同时,避免向任何方向辐射能量。同时激发的垂直阵列并不满足(图10i),相反,延迟垂直阵列满足这一要求(图11i)。这两个阵列显示了良好的瞬时相位连续性(图10j和11j)。通过调整激发延迟时间,可以提高和优化各***频谱的最大频率分量。由图 10k和图11k可以看出,延迟激发波场的频率在垂直方向上要高于其他任何方向。

由于震源阵发射的方位角信号是均匀的,垂直阵的布置有利于三维地震勘探。由于发射时间的不同,在图10l、10m,图11l、11m中,零峰值和峰峰值呈现完全相反的特征,而气泡周期和初泡比呈现相同的变化规律(图10n、 10o,图11n、11o)。30Hz时,延迟激发阵列的能量更加集中,如图10p和11p 所示。60Hz时,延迟激发阵列垂直方向的能量明显高于同时激发垂直阵列,此外,如上所述,延迟激发垂直阵列可以有效抑制鬼波效应,如图10q和11q 所示。因此相比于同时激发的垂直阵列,延迟激发适合海洋地震勘探。

一种地震勘探***阵列远场子波脸谱评价装置,其特征在于:包括上述的一种地震勘探***阵列远场子波模拟装置,还包括:

远场子波空间波场模拟模块,用于利用***阵列远场子波模型模拟平面方阵、平面长阵、同时激发垂直枪阵、延迟激发垂直枪阵四种阵列的远场子波空间波场;

定量分析模块,用于根据***阵列子波评价参数以***子波脸谱的形式对模拟得到的四种枪阵的远场子波空间波场进行时频域的定量分析。

评价筛选模块,用于评价***阵列并筛选最优***阵列。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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