基于近场测量气枪阵列远场子波模拟软件研发

气枪阵列的远场子波是考察气枪阵列优劣的重要指标,同时气枪阵列远场子波也是后续地震资料处理的重要参数之一[1].即使稳定性极好的气枪阵列,在实际生产中,由于海水的浓度、温度、流速等因素的变化,其子波都会有一定程度的改变.能够在生产中随着气枪激发而实时获取阵列子波越来越受到重视.而极浅海海域水深较浅(一般在几十米以内),无法满足记录远场子波的要求,解决的途径是实时记录阵列中各单元的近场子波,而后利用计算机模拟计算出整个阵列的远场子波.本文主要研究基于近场测量气枪阵列远场子波模拟软件的研发.文章围绕如何读取近场子波数据,如何去除虚反射,如何利用近场子波合成远场子波进行了深入研究,提出了相应的技术措施,完成了远场子波模拟的全过程.     

基于近场测量的气枪阵列模拟远场子波

气枪阵列远场子波是衡量气枪阵列优劣以及进行海上地震资料处理的重要参数，因此能够随着气枪激发而实时获得阵列远场子波这一手段逐渐受到地球物理界的重视。但是在水深只有几十米的极浅海海域，无法满足记录远场子波的要求。勾此，我们在渤海湾海域进行了实验，在海上记录下气枪近场子波，随后在计算机上模拟计算阵列远场子波，计算结果与PGS—Nucleus软件系统模拟子波吻合得较好，从而证明了本方法切实可行。这为实时获取阵列远场子波提供了可能。     

气枪阵列远场子波模拟与应用

 在野外采集中考察气枪阵列的稳定性以及进行确定性子波反褶积，都要求能够获得气枪阵列的实时远场子波。目前海上地震勘探所用的气枪阵列均由单枪与相干枪组成，因此需要按照相干情况下远场子波合成原理，首先记录阵列单元（所有单枪与相干枪）上的近场子波，进而利用软件模拟计算远场子波。通过对气枪阵列每次激发的远场子波进行自相关或互相关处理，评估阵列的稳定性；在地震数据处理时，利用远场子波求取较为准确的反子波算子，进而实现确定性反褶积处理。文中用实例介绍了利用获得的远场子波进行气枪稳定性评估以及地震资料反褶积处理的效果。     

立体气枪阵列对子波陷频的补偿分析

海上地震勘探中,为了获得较高信噪比的气枪子波,通常利用气枪阵列进行组合激发。将气枪阵列中的各个子阵沉放于不同的水深处并延迟激发,形成立体阵列,可以有效地压制震源虚反射,提高远场子波振幅谱的陷频点能量,从而拓宽子波频谱。本文从原理上分析了不同水深的气枪子阵列的陷频特性,总结出对陷频点振幅能量补偿较好的立体阵列设计方式,并进行实测,以达到指导海上立体阵列设计、改善气枪阵列子波频谱的目的。     

海上空气枪点震源阵列的优化设计及应用

常规海上气枪阵列震源激发的远场子波信号存在明显方向性差异,难以满足海上(或OBC)宽方位三维地震数据采集所需的点震源要求.基于地震波传播理论,本文探讨了无方向性差异点震源阵列的设计原理,并提出了理想点震源阵列设计方案.即通过非对称性分布的点震源阵列(如交错排列)优化设计,筛选出的优化子波模拟的远场子波信号适用于特定海洋勘探环境下宽方位地震数据采集.最终地震成像剖面显示:洼陷边界及内幕成像明显改善,洼陷底界波组连续性较好,洼陷内幕反射能量得到提高.     

海上地震勘探气枪阵列子波方向性分析

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。气枪阵列是由多条气枪组合而成的,具有一定的长度和宽度,同时由于数据采集现场条件的限制,所设计的气枪阵列很难达到严格的圆对称空间布局,从而使得气枪阵列不满足点震源的假设,其激发子波的能量随传播方向的变化而变化。本文依据气枪阵列远场子波合成原理,引入三维极坐标系,综合考虑气枪阵列的空间布局及虚反射的影响,推导出气枪阵列子波方向性的计算方法;基于实际气枪阵列,利用该方法针对气枪阵列子波与水平方位角和垂直方位角的关系,以及子波能量在三维空间中的分布情形等进行了细致分析。     

气枪震源应用技术的发展

随着地震勘探的高保真度和宽频数据采集的发展,正在逐渐形成大道数、高采样率、小道距、小线距数据采集的趋势。气枪震源作为水域地震勘探的主要震源,为了适应这一发展趋势,对气枪震源激发产生的地震波品质要求越来越高。本文介绍了近几年来不断推出的气枪新产品的特点,在说明气枪阵列设计基本要求的基础上,介绍了气枪阵列设计技术和气枪震源应用技术的发展趋势。     

利用提取的子波压制气泡效应及影响因素分析

在绝大部分情况下，远场子波是理论子波，与实际采集的气枪子波差别较大，因此基于远场子波的气泡效应压制结果存在明显的气泡残余。为此，提出了一种数据驱动的气泡效应压制方法，即利用数据的自相关提取子波，基于提取的子波和不含气泡效应的期望子波求取气泡压制算子，进而压制数据中的气泡效应。此外，分析了影响基于提取子波压制气泡效应方法效果的两个因素：①气泡压制算子长度，影响气泡压制效果，由数据中的气泡延续时间决定；②白噪系数，影响虚反射陷波效应，且随着白噪系数增加，会人为增强虚反射的陷波效应，影响虚反射压制效果，即求取气泡压制算子时宜采用尽可能小的白噪系数。实际数据应用结果表明：基于提取子波压制气泡效应方法克服了基于远场子波气泡效应压制方法中的模拟远场子波没有考虑实际采集条件对子波影响的问题，能更好地压制气泡效应，提高数据信噪比和分辨率，同时能更好地保持数据保真度。     

气枪震源理论与技术综述（下）

本文详细介绍了气枪震源的发展与应用,主要从三个方面对气枪震源的理论与技术进行综述:气枪震源系统的发展历程、气枪震源理论及相关知识、气枪阵列子波研究与软件开发成果.文中深入分析了评价气枪阵列性能的几个参数和气枪阵列优化设计模拟系统,并就气枪沉放深度与仪器因素对气枪组合技术各项指标的影响、炸药与气枪震源的对比等问题进行了细致地分析.     

气枪震源理论与技术综述（上）

本文详细介绍了气枪震源的发展与应用,主要从三个方面对气枪震源的理论与技术进行综述:气枪震源系统的发展历程、气枪震源理论及相关知识、气枪阵列子波研究与软件开发成果。文中深入分析了评价气枪阵列性能的几个参数和气枪阵列优化设计模拟系统,并就气枪沉放深度与仪器因素对气枪组合技术各项指标的影响、炸药与气枪震源的对比等问题进行了细致地分析。     

"海豹"系列浅水气枪震源船的研制与应用

空气枪是海上地震勘探区域的主要激发震源，广泛使用于包括沿海带和内陆湖的浅水域，以及大陆架和深海探区的海上勘探。因此，承载气枪的气枪震源船在海上地震勘探中成为了重点设备，并在海洋勘探中发挥着重要作用。文章提出了为了满足地震激发的基本技术要求而设计的浅水气枪震源船，需要考虑的是气枪阵列几何尺寸、气枪类型、气枪激发间隔，以及船体和船上设备的抗震设计和吃水深度。介绍了海豹系列浅水气枪震源船的特点、野外应用和优缺点。论述目前正在建造中采用了已经获得专利申请号技术的海豹五号气枪震源船的特点和新型设计。     

一种有效的气枪震源组合拖曳方式

侧吊式气枪阵列模式更适合于靠近岸边的浅水域地震勘探施工,具有转向和调头非常灵活等特点,扩展了气枪船在浅水区可安全施工的面积。后拖式气枪阵列模式更适合于较深水域的气枪震源施工,由于气枪震源距离船尾较远,产生的气枪激发振动对船内设备的损坏也相应减小。本文介绍的组合拖曳模式是在一条船上有机、灵活地将这两种模式组合在一起,使一条船同时具备两种气枪阵列单独工作的能力。该组合模式可在很短的时间内进行模式转换。经现场施工证实,该方式简单、易行,提高了施工效率。     

模块式APG气枪震源系统的配置及现场使用管理

APG气枪震源由多个模块化组件组成,采用数字式气枪控制器,是新型的气枪震源系统.该系统具有气枪阵列收放灵活、方便的特点,与常规式气枪阵列相比,大大减少了电缆和高压气管路在收、放中的异常损坏.针对APG系统的故障模式和特点,制定有效的故障管理和使用维修措施,提高了APG系统的可靠性,在国际项目施工中提高了水域地震勘探的施工效率,节约了生产成本.     

海洋空气枪点震源阵列优化组合设计与应用

应用气枪震源子波模拟软件,通过不同气枪阵列组合的震源子波模拟试算进行海上宽方位地震数据采集的点震源阵列设计。阐述了阵列组合对于点震源阵列优化设计的意义;分析了阵列间距和沉放深度对子波模拟结果的影响;针对渤海某工区海底复杂断裂带中、深层目的层成像问题,并结合BH518震源船的实际生产条件,设计了四子阵非对称分布点震源阵列并选出其最优阵列参数,使得其激发的远场子波在子波性能、频谱质量和能谱分布上达到各方面兼顾。将此点震源阵列应用于研究工区的地震采集试验,所获资料的最终成像效果得到显著改善,表明所设计的四子阵非对称分布点震源阵列是适用于实际宽方位地震资料采集作业的较优点震源阵列。     

浅海过渡带地区气枪阵列的设计与优化

 在设计浅海过渡带地区气枪阵列前，应对海底岩性以及勘探目的层的地球物理特性进行调查，针对水的深浅选择合适的气枪阵列沉放深度与气枪工作水深、气枪阵列矩阵大小。然后利用nucleus气枪阵列模拟软件进行阵列模拟，通过对比气枪阵列的气泡比，峰—峰值以及频率特性等选定几种气枪阵列，并通过试验确定最终的气枪阵列。从A和B两个地震项目的实施结果来看，设计的气枪阵列充分考虑了项目区的水域特点以及地层的地球物理特性， 获得了较好的勘探效果。     

枪口节流作用和热传导作用对海上勘探气枪子波的影响

海上地震勘探多使用气枪震源进行激发,气枪子波的研究对于海上地震采集和资料处理具有十分重要的意义。枪口的节流作用和热传导作用影响着气枪子波的特性。为此,基于自由气泡理论,考虑气枪机械因素以及气泡周围环境的影响,建立了气枪震源子波数值模型。利用该模型就枪口节流作用和气泡壁的热传导作用对气枪子波的影响进行了分析。结果表明:枪口节流作用与气枪枪口面积有关,影响气枪内高压气体的释放速度,进而削减气枪子波的主脉冲;气泡振动加快了气泡周围流体的运动速度,气泡壁的热传导作用随之加强,气泡损失更多的能量,气泡振动衰减速度加快。     

气枪震源的发展与使用分析(上)

本文从气枪震源的发展入手,对各类气枪的性能、参数和工作原理进行了分析比较,列出了各类气枪的常用阵列。分析出了影响气枪参数的因素,并给出了气枪充气时间的计算方法及气枪阵列的设计方法。     

气枪震源的发展与使用分析(下)

本文从气枪震源的发展入手,对各类气枪的性能、参数和工作原理进行了分析比较,列出了各类气枪的常用阵列。分析出了影响气枪参数的因素,并给出了气枪充气时间的计算方法及气枪阵列的设计方法。     

气枪震源子波特征及应用研究

介绍了气枪震源激发的子波特征、选择沉枪深度的原则和各种气枪组合的原理。在经典自由气泡理论的基础上，对不同海域和不同海流流速条件下，气枪震源激发子波特征存在的差异，特别是初泡比相差很大的情况，作了较详尽的数学论证。引入流体速度势概念，由伯努利方程推导出气泡外壁压强分布公式，探索性地提出：当沉枪较浅时，气泡震荡过程不仅取决于静水压强，而且与海流作用在气泡外壁的压强也息息相关。     

海洋气枪震源组合及子波模拟

以套筒枪为例,根据实际测量得到的数据,应用气泡相干组合原理,对气枪组合改善气枪子波的性能及子波模拟作了初步探计。提出一种简单的子波模拟方法,由此得到子波的形态和频谱与已知远场子波相似,可以满足海上地震勘探的要求。