[发明专利]一种利用气枪震源气泡效应实现拓频的方法

说明书

本发明公开了一种利用气枪震源气泡效应实现拓频的方法，包括以下步骤：设定高精度范氏气体单枪子波模型的初始条件；设定初始条件后实现执行过程，得到模拟的气枪子波；分析模拟气枪子波的主脉冲振幅、气泡脉冲振幅以及主脉冲主频和气泡脉冲主频；得到子波主脉记录冲和气泡脉冲记录并做频谱分析，然后将子波主脉记录和气泡脉冲记录相加，再对记录做频谱分析，得到高低频兼具的宽频带记录。本发明利用频率较低、适用于远距离和深部地下结构探测的气泡脉冲，通过处理手段，实现对较高频率的压力脉冲记录进行低频拓展，获得高低频兼具的宽频带记录。

技术领域

本发明属于地震资料处理技术领域，具体地说，涉及一种利用气枪震源气泡效应实现拓频的方法。

背景技术

气枪震源是一种绿色环保经济实用的人工震源，气枪子波包括压力脉冲和气泡脉冲，以往气枪震源主要用于浅部高分辨率探测，关注的是压力脉冲。压力脉冲能量大但信号频率成分偏高，使用的是小容量气枪或枪阵，通过压制气泡的振荡达到高频高分辨率的效果。近年来，气枪震源逐渐用于长炮检距深穿透的深部结构地震探测，深部结构不均匀性和介质衰减的存在，高频地震信号的衰减和散射非常严重，其探测能力受到限制。

大容量气枪震源激发地震波具有传播距离长、穿透深度深的特点，适用于岩石圈深部结构、物质组成和状态的探测研究。大容量气枪震源是具有丰富的10Hz以下低频信号的低频震源，其激发的地震波具有传播距离远、透深度深的特点。

气枪震源在不同领域中应用时，需要不同的组合和激发模式，以适应不同的探测要求。加强主脉冲和加强气泡脉冲，传统的气枪激发模式包括：

模式一，加强主脉冲，抑制气泡脉冲。单枪的气泡脉冲比较大，且很规则，经多枪组合后(包括相干枪的使用)，气泡脉冲受到抑制而变小，形态较为复杂。在一般的调谐气枪阵中，必须将容量大小不等的枪相结合，以抑制气泡振动。只要保证各个单枪的同步性，就可使主脉冲相互叠加，而各个单枪产生的气泡，因为周期不一样而相互抵消。为了获得较强能量，同时使气泡相互抑制，一般采用相干枪阵，相干枪阵具有较高的抑制气泡振动的能力。这种气枪激发模式主要用于高分辨率的浅层石油勘探，在国内外都已经有成熟的运用。模式一具有的局限性是：频段主要集中在高频部分，所以适用于浅部结构的高精度探测，对深层和远距离的探测，可能有所不足，深度浅、范围小。且从频谱上看，这种模式下，频带较窄。

模式二，抑制主脉冲，加强气泡脉冲。由于气枪信号高频部分的易衰减性，要进行远距离和深部地下结构的探测，就要采取措施，提高低频部分的能量，增加低频成分的含量。气枪信号的声能主要集中在第一个气泡脉冲，而且主脉冲产生的信号频率成分偏高。因此，考虑用压制主脉冲，减少高频信号，增加低频成分的方法，用低频高能的气泡脉冲取代主脉冲。将不同容量、不同压力的气枪进行组合，调整气枪间距，并将其沉放在最佳深度，调整放枪时间，使第一个气泡脉冲得以叠加，从而得到低频高能的气泡脉冲。模式二具有的局限性是：该模式压制了高频成分，频带较窄，降低了分辨率。除了在GI(Generator-Injector)枪上的运用较多外，在调谐枪方面的运用还不是很多。实施条件比较苛刻。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术中不同气枪震源激发模式下频带窄、分辨率低或传播距离短、穿透深度浅的问题，提供了一种利用气枪震源气泡效应实现拓频的方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种利用气枪震源气泡效应实现拓频的方法，包括以下步骤：

步骤1、根据高精度范德瓦尔斯气体单枪子波模型来模拟气枪子波，设定高精度范德瓦尔斯气体单枪子波模型初始条件；

步骤2、根据步骤1设定的初始条件，来执行模拟过程；

步骤3、分析模拟的气枪子波，计算出子波主脉冲振幅、气泡脉冲振幅、子波主脉冲主频、气泡脉冲主频；

步骤4、设计正演模型，该模型为长方体型，分为三层，这三层的速度从上到下依次增大，并设定道数、道间距和采样率的大小；