[发明专利]可控震源的处理方法及其装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及信号处理方式，具体涉及到可控震源的处理方法及其装置。

【背景技术】

地震勘探使用的震源主要有非可控震源(爆炸、捶击等)和可控震源两大类。在城市浅层地震勘探应用中，爆炸震源由于安全原因被禁止使用，捶击震源也因为分辨率不够、抗干扰能力弱等原因在实际中受到限制；因此，轻便的可控震源成为城市浅层地震勘探震源的主流。

可控震源的带宽一般较宽，其最大特点是发射波形可控，具有可重复性，利用这一优点可以通过波形设计提高抗干扰能力。但由于地层介质存在色散效应，接收的信号不同频率成分的衰减、声速都可能不同，所以，发射信号与接收信号的相关度下降，造成相关峰不稳、不准，有时还会出现伪相关峰的情况。

此外，由于可控震源存在响应时间，因此，发射电信号和震源产生的振动信号是有差异的；尤其是调频信号的频率变化较快，或者伪随机信号码元长度较短时，可控震源的响应偏差更大，对于相关性也有很大影响；又因地层衰减特性与频率有关，低频衰减小而高频衰减大，因此多次重复发射也无法解决低频与高频衰减差异的问题。

另，一般轻型可控震源的发射功率都很小，需要通过长时间的能量累积来提高信噪比；目前的可控震源的主要发射波形有线性调频(即Chirp)信号、伪随机信号等宽带信号，通过增加信号长度，发射与接收信号波形相关的方法来提高信噪比；相对于非可控震源的脉冲信号而言，可控震源的信号长度尽管有所加长但仍然有限，因此能量增加也有限，不能根据需要大幅度提高信噪比。

【发明内容】

提供一种能降低地层介质色散效应影响以及震源响应偏差影响的可控震源的处理方法。

一种可控震源的处理方法，包括以下步骤：S1.将探测信号的带宽划分为N个彼此独立的窄带，N≥2，在该N个窄带中选取M个窄带构成发射频带，M≤N；S2.每次在所述M个窄带中挑选一个窄带进行发射、同时采集多个通道的接收信号，直至将所述M个窄带信号发射完；S3.将发射的M个窄带信号对齐相加得到的合成发射信号，各通道将相应的M个接收信号对齐相加得到各通道的合成接收信号；S4.利用所述合成发射信号和所述合成接收信号获得地层参数。

又提供一种可控震源的处理装置，包括：分割单元，将所述探测信号的带宽划分为N个彼此独立的窄带，N≥2；发射频带单元，按照预定规则在该N个窄带中选取M个窄带构成发射频带，M≤N；发射单元，每次在所述M个窄带中挑选一个窄带进行发射；发射信息合成单元，将发射的M个窄带信号对齐相加得到的合成发射信号；接收单元，利用多个通道同时接收所述M个窄带中的一个窄带；平均单元，对所述多个通道接收的一个窄带进行平均；组合单元，将平均后的M个窄带对齐相加合成接收信号。

上述可控震源的处理方法，首先将所述探测信号的带宽划分为N个彼此独立的窄带，每个窄带足够窄时，可以有效地克服地层介质色散效应的影响，降低震源响应偏差带来的影响；由于信号频带数可以足够多，信号长度可以足够长，因此总的发射信号的能量也可以足够大，从而弥补可控震源功率较小的不足。

【附图说明】

图1是可控震源的处理方法的一种实施方式的流程框图；

图2是发射频带划分图；

图3是合成发射信号与合成接收信号的相关函数图；

图4是相关函数局部放大图。

【具体实施方式】

以下结合具体实施方式和附图进行详细说明。

本实施方式的可控震源的处理方法，包括以下步骤：

100.将探测信号的带宽划分为N个彼此独立的窄带，N≥2，在该N个窄带中选取M个窄带构成发射频带，M≤N；本步骤包括以下步骤：

110.将所述探测信号的带宽划分为N个彼此独立的窄带，N≥2，N个窄带可以不等间隔的，频带之间可以有间隙，每个频带足够窄，使得频带内地层介质的色散效应可以忽略；作为优选，N个窄带是正交的频带。

120.在该N个窄带中选取M个窄带构成发射频带，M≤N。

200.每次在所述M个窄带中挑选一个窄带进行发射、同时采集多个通道的接收信号，直至将所述M个窄带信号发射完毕，完成一次探测。一次探测期间，M个窄带信号发射的次序可以是任意的；每个窄带信号长度T足够长，使得在频带内震源的响应达到稳态；每个窄带内发射信号可以表示为s_i(t)，(i＝1，2，...M，表示窄带序号，t＝[0，T])，多个通道的接收信号可以表示为r_ij(t)，(j＝1，2...，K，为接收通道序号，K为通道数，t＝[0，T1]，T1＞T，接收信号长度大于发射信号长度)。