[发明专利]可控震源匹配扫描方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地球物理勘探的可控震源扫描方法，尤其是适用于连续振动方式可控震源的匹配扫描方法。

背景技术

在陆地地震勘探中，炸药震源一直是能源开采领域中的主要震源，然而炸药震源存在的诸多弊端如对于环境的破坏、高额的钻孔费用和农田赔偿费用等限制了其应用范围，增加了地震勘探施工的成本。基于Vibroseis技术的可控震源被广泛应用在陆地地震勘探的各领域中，显著提高了地震勘探的施工效率。Vibroseis可控震源通过震源基板与地面的耦合向地下引入长时间连续的Chirp扫频地震波，地震仪采集到的原始地震记录经相关解码运算后压缩为单脉冲的地震响应。

可控震源地震勘探中扫描信号自相关函数的特性直接影响地震响应剖面的质量，寻求与设计性能优良的可控震源扫描信号是提高可控震源地震勘探性能的关键问题。Chirp扫描震源信号与地震道接收信号互相关运算后解码地震剖面在幅度上加大了纵向上的差别，使得本来能量很强的直达波变得能量更强，同时还存在明显的旁瓣效应，降低了地震响应剖面的分辨率。

为了压制Chirp扫描情形的旁瓣效应，数字通信领域中基于二元m-序列的伪随机编码方式被应用在了可控震源的信号设计中。以二元m-序列伪随机扫描信号作为可控震源的激发信号虽然可以有效压制Chirp扫描情形的旁瓣效应，然而地震剖面中存在由于解码运算所造成的计算噪声(我们称之为相关噪声)，降低了地震响应剖面的信噪比。

发明内容

本发明的目的就在于针对Vibroseis可控震源Chirp扫描情形的旁瓣效应和二元m-序列伪随机扫描情形的相关噪声干扰，提供了一种适用于连续振动方式可控震源的匹配扫描方法.该方法通过依次激发两个相互关联的匹配扫描信号，并将采集得到的两个匹配的原始地震记录进行解码和叠加运算，其最终得到的综合解码地震剖面能够同时提高地震响应剖面的分辨率和信噪比。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

①首先依据可控震源扫描信号的时间长度T和正弦调制信号的载波频率f选取匹配伪随机序列偶{a_k}和{b_k}的长度N，有N＝Tf；

②依次构造由“1”、“-1”构成且长度为N的两个相关联的匹配伪随机序列偶{a_k}和{b_k}；

③以频率为f的正弦波信号对两个相关联的匹配伪随机序列偶{a_k}和{b_k}进行载波调制产生用于可控震源激发的匹配扫描信号m_a(t)和m_b(t)。即“1”对应一个以0相位起始的正弦波信号，“-1”对应一个以p相位起始的正弦波信号；

④以匹配扫描信号m_a(t)和m_b(t)依次进行可控震源的激发采集过程得到两个匹配的原始地震记录R_a(x_i，t)和R_b(x_i，t)，(其中，M为地震道数)；

⑤将两个匹配的原始地震记录R_a(x_i，t)和R_b(x_i，t)分别进行解码运算得到两个匹配的解码地震剖面C_a(x_i，t)和C_b(x_i，t)；

⑥最后对两个匹配的解码地震剖面C_a(x_i，t)和C_b(x_i，t)进行叠加运算得到可控震源匹配扫描的综合解码地震剖面C(x_i，t)。

有益效果：本发明的匹配扫描方法所得综合解码地震剖面中，不存在Chirp扫描情形严重的随机噪声干扰和旁瓣效应，相关噪声与二元m-序列扫描情形相比也微弱得多，同时提高了可控震源地震响应剖面的分辨率和信噪比。本发明的可控震源匹配扫描方法在压制旁瓣干扰和随机噪声方面优于Chirp扫描和二元m-序列扫描方法，从可控震源软硬件系统与机械系统的技术实现角度，只要能够实现二元m-序列伪随机扫描技术，就完全能够实现匹配扫描技术，只是后续数据处理和解码方法不同。适用于连续振动方式可控震源的匹配扫描方法将具有广阔的应用前景。

附图说明

图1：可控震源匹配扫描方法流程图。