[发明专利]一种优化气枪阵列的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及海洋石油地球物理勘探领域，尤指一种优化气枪阵列的方法和装置。

背景技术

气枪阵列因为环保，稳定等特点在海洋资源勘探中得到了广泛应用。气枪阵列的远场压力子波是考察气枪阵列优劣的重要指标，同时气枪阵列的远场压力子波也是后续地震资料处理的重要参数之一。例如，海上地震勘探大多使用气枪或气枪阵列作为震源激发地震波，而气枪阵列的远场子波的气泡比越大，其激发的地震波的低频信号越强。在气枪设计过程中，由于气枪阵列由多枪组合而成，根据勘探目的的需要往往需要将不同容积的气枪参与到组合中。

现有的优化气枪阵列的方法是：首先，将不同容积的气枪在气枪阵列中布局好后，根据油气地球物理服务公司(PGS，Petroleum Geo-Services)开发的Nucleus软件对布局好的气枪阵列进行模拟仿真得到该气枪阵列对应的远场压力子波，根据得到的远场压力子波计算气泡比和/或峰峰值；其次，改变气枪阵列的布局重复进行模拟仿真，直到得到所有可能的气枪阵列的布局对应的远场压力子波的气泡比和/或峰峰值；最后，从得到的所有远场压力子波中选择气泡比和/或峰峰值最大的远场压力子波对应的气枪阵列即为最优的气枪阵列。

现有的优化气枪阵列的方法要得到满足要求的最优的气枪阵列必须遍历由所有气枪种类构成的所有组合，工作量较大，效率较低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种优化气枪阵列的方法和装置，能够提高优化气枪阵列的效率。

为了达到上述目的，本发明提出了一种优化气枪阵列的方法，包括：

初始化气枪阵列的所有粒子的参数；

根据初始化的参数计算所有粒子的远场压力子波；

根据计算得到的所有粒子的远场压力子波计算气泡比和/或峰峰值；

根据计算得到的所有粒子的气泡比和/或峰峰值更新所有粒子的状态向量，继续计算更新后的气泡比和/或峰峰值，直到计算得到的气泡比和/或峰峰值与上一次迭代计算得到的气泡比和/或峰峰值的差值小于等于预设阈值；

从迭代结果中选择气泡比和/或峰峰值最大的粒子作为最优气枪阵列。

优选地，所述粒子的参数至少包括：气枪数目、粒子数、每个粒子的状态向量，每个粒子的初始速度；

所述每个粒子的状态向量是由所述气枪阵列中所有气枪的三维空间坐标位置、压力和气泡体积等效容积构成的多维空间向量。

优选地，根据所述初始化的参数采用Ziolkowski模型计算所述所有粒子的远场压力子波。

优选地，根据公式计算所述远场压力子波；

其中，t为时间，P_i(t)为第i个气泡在预设距离处产生的压力，P_i∞为第i个气泡在无穷远处产生的压力，ρ_i为第i个气泡处海水的密度，r为预设距离，f′_i(t)为与第i个气泡表面的参数有关的参数，R_i(t)为第i个气泡的半径，H_i(t)为第i个气泡的气体的焓，P(t)为预设距离处的压力(即远场压力子波)，M为气枪数。

优选地，根据公式P_i∞＝P₀+ρgh_i计算所述第i个气泡处海水的密度；其中，P₀为标准大气压，g为重力加速度，h_i为所述第i个气泡在水中的深度。

优选地，根据公式计算所述第i个气泡的半径；其中，ΔP_ib为除了所述第i个气泡外其他所有气泡对所述第i个气泡形成的辐射动压力，P_ib为所述第i个气泡内的压力，P_jb为第j个气泡在预设距离处产生的压力，P_j∞为所述第j个气泡在无穷远处产生的压力，η为相干枪影响因子。

优选地，根据公式计算第i个气泡的气体的焓，其中，t为时间，P_i(t)为第i个气泡在预设距离处产生的压力，P_i∞为第i个气泡在无穷远处产生的压力，ρ_i为第i个气泡处海水的密度，r为预设距离，f′_i(t)为与第i个气泡表面的参数有关的参数，R_i(t)为第i个气泡的半径，H_i(t)为第i个气泡的气体的焓，P(t)为预设距离处的压力(即远场压力子波)。