[发明专利]电磁式可控震源地震信号检测方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种电磁式可控震源地震信号检测方法，尤其是基于激发信号估计的电磁式可控震源地震信号的检测方法。

背景技术：

现有的电磁式可控震源地震勘探方法，由于对环境的无破坏性，在地震勘探中受到越加广泛的关注。可控震源地震勘探存在的主要问题，是震源能量弱，背景噪声强，因此接收数据的信噪比较低，为此研究高精度的可控震源地震信号检测方法具有重要意义。当前可控震源地震信号检测，一般采用互相关检测方法，而互相关检测，需要选择合适的相关参考信号。根据相关检测原理，参考信号应选取震源的实际激发信号，但是激发信号无法直接测量得到。常用的互相关检测方法，以震源控制系统控制信号或基板附近采集的地震信号作为参考信号，由于二者与实际激发信号存在着不相似性，当震源与地面耦合不好或地下结构复杂时，信号检测质量下降。

发明内容：

本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于激发信号估计的电磁式可控震源地震信号的检测方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明通过对可控震源信号激发及采集过程的系统分析，提出一种基于震源激发信号重构的相关检测参考信号设计方法，主要思想是通过对基板附近检波器信号分析，合理设计滤波器，利用各种地震波到时不一致特点，提取直达波信号，在此基础上应用反滤波处理，估计震源实际激发信号。

本发明的主要优势在于震源激发信号估计时充分考虑了以下两方面因素：一是针对每个震源点采集记录估计震源激发信号，充分考虑了不同震源(炮)点的电磁式可控震源耦合特殊性；二是考虑了复杂地质条件下基板信号掺杂了大量杂波干扰，以致引起信号检测时出现大量虚假多次波的问题。

电磁式可控震源地震信号检测方法，包括下列顺序和步骤：

a、在勘探区域，采用电磁式可控震源地震数据采集时，在每个震源点，令震源基板与大地充分接触，实现震源与大地的良好耦合；

b、观测系统设计时，对每个震源点，都需要在震源基板附近放置地震检波器；检波器位置选择遵循如下原则，即以检波器接收信号不饱和为前提，检波器尽可能离震源距离近，且与地下良好耦合；

c、在距震源基板10-50cm处设置检波器，将震源基板附近检波器和最后一个检波器分别与地震仪连接，使得地震仪记录各道原始数据的同时也记录基板附近检波器信号；

d、根据震源控制信号s(t)，构建其匹配滤波器h(t)；

e、提取每个震源点地震记录的基板附近信号，记为v(t)；

f、将此匹配滤波器作用于基板附近信号，得到输出信号其中代表卷积运算符号；

g、从v(t)中提取初至信号d(t)，作为直达波的估计，由于引入卷积运算，此时直达波为地震子波形式；

h、通过反褶积运算，将d(t)变换为激发信号本来的调频形式g(t)，g(t)即为对激发信号的估计；

i、以g(t)为参考信号，对可控震源单炮记录做互相关检测，即得到包含震源子波的地震记录。

有益效果：经试验，本发明适于任何电磁式可控震源地震数据检测过程，尤其适于可控震源与地面耦合不好或地质体结构复杂，勘探条件较差的可控震源地震信号检测，本发明与现有的以震源控制信号、基板附近信号为相关参考信号的互相关检测方法相比，检测结果信噪比得到显著的提高。尤其是解决了在金属矿区用地震勘探方法找矿由于信噪比低而不能的问题；本发明使得地震勘探能够用于金属矿区的地震数据采集和金属矿藏的寻找。

附图说明：

附图1为可控震源激发及信号采集过程流程图

附图2a为实测数据与重构信号相关地震剖面图

附图2b为实测数据与基板附近信号相关地震剖面图

具体实施方式：

下面结合附图和实施例作进一步的详细说明：

基于激发信号估计的电磁式可控震源地震信号检测方法，通过对基板附近检波器信号分析，利用各种地震波到达时间不一致特点，提取直达波信号，再通过反滤波处理，达到估计震源实际激发信号的目的。

以辽宁某金属矿一个单炮点的数据采集为例，说明了与本发明相关的可控震源地震信号激发及基板附近信号采集过程，系统分析了基板附近信号特点，提出震源激发信号的检测方法。

基于激发信号估计的电磁式可控震源地震信号检测方法，包括下列顺序和步骤：

a、在勘探区域，采用电磁式可控震源地震数据采集时，在每个震源(炮)点，令震源基板与大地充分接触，实现震源与大地的良好耦合；