可控震源输出信号畸变控制问题的研究

可控震源输出信号的畸变问题由来已久。由于对震源输出信号畸变问题的认识不同，在实际工作中出现了争议，并且这种争议往往是以牺牲生产效率或震源本身性能评价指标为代价的，因此非常有必要研究可控震源输出信号的畸变及畸变控制问题。 针对震源输出信号的畸变，本文从分析畸变参数的引入、畸变控制以及结合地球物理勘探的需求并通过一个研究实例来阐述对震源输出信号的畸变控制原则及实施方法。     

再论可控震源输出信号畸变的问题

可控震源输出信号的畸变问题由来已久,引起的争论也最多。针对震源输出信号的畸变,作者2007年在物探装备上发表过一篇文章:从分析畸变参数的引入、畸变控制以及结合地球物理勘探的需求,并通过一个研究实例来研究对震源输出信号的畸变控制原则及实施方法。十年过后,特别是低频地震技术的推广应用,有一些问题需要进一步澄清,使更多的应用人员通过分析可控震源输出信号的畸变变化,探讨如何更科学地选择可控震源的激发参数、更合理地评价震源的激发质量及对可能出现的震源故障问题提前预警。     

基于FPGA的可控震源数字信号发生器设计

在分析FPGA的体系结构和逻辑单元灵活、静态可重复编程和动态系统重构、集成度高以及适用范围宽等特点后,根据扫描信号的理论要求,选用单片的FPGA芯片设计了能产生升降频的线性调频和伪随机序列的满足可控震源参数要求的数字信号发生器。应用VHDL语言和IP核完成了设计,实现了其相关功能,并用Modelsim软件对其进行了仿真。从仿真结果来看达到了设计的预期目的,满足线性调频和伪随机序列输出的要求。该方案的优点还在于通过单片FPGA来完成,实现简便,集成度高,且FPGA具有在线修改功能,可根据系统的需要和技术的发展对系统进行平滑升级。     

利用可控震源的力信号压制谐波干扰

谐波是可控震源采集中的一种特殊干扰,压制谐波一直是可控震源资料处理中的任务之一。迄今为止,大部分压制谐波的方法都是基于理论扫描信号与实际震动记录相关的技术特点提出的,易受表层介质特点的影响,很难取得明显的效果。事实上,可控震源的力信号才是真正的下传信号,其包含扫描基波和谐波分量,因此震源记录可近似看成力信号与反射系数系列的褶积体。提出了用力信号代替理论扫描信号,用反褶积算法代替传统的相关算法实现震动记录的反褶积处理。该方法的直接输出资料是褶积记录,与可控震源的相关记录相比,谐波成分得到消除,信噪比明显提高。     

可控震源扫描信号设计中一些问题的考虑

在使用可控振源施工时，可控震源扫描信号设计的是否合理是是决定地震数据采集质量的关键，本文详细地讨论了设计可控震源扫描信号的基本原则，对设计人员出现的一些错误理解和观点进行了分析，并提出了设计中应注意的相关问题，以供应用人员参考。     

青海NMH工区谐波干扰特征及压制技术研究

青海NMH工区地表复杂,近地表岩石硬度差异大,有必要开展不同地表耦合条件下可控震源谐波干扰的分布特征研究和压制方法试验。通过理论计算和对实际资料的统计分析,总结了谐波干扰变化规律,确立了相应的谐波干扰压制方法。研究结果表明,可控震源与地表耦合产生的谐波干扰与地表岩石硬度密切相关,一般随地表岩石硬度增加,谐波干扰强度显著增强,但相位畸变相应减小。通过优选激发点位置、有针对性地改善地表耦合条件、合理调节相位控制增益,甚至研究和采用诸如新型震源平板等多种技术措施,尽可能保证在硬度值约40(即接近"半刚度")的地层中激发,可以最大限度降低谐波干扰的影响,提高地震资料的品质。理想情况下,可使得谐波干扰能量降低约30%,单炮地震记录信噪比提高约260%。     

利用近可控震源检波器资料提高单炮相关质量

可控震源地震采集是利用参考信号与母记录进行相关得到地震单炮记录,且两种信号相关性越强则相关结果越好。可控震源激发的参考信号通过震板振动传递给地表,因震板与地表存在耦合关系,导致震板激发振动信号与地表接收振动信号并不完全相等,故利用参考信号与母记录做相关难以得到最佳相关结果。基于此,提出一种利用距可控震源较近(约为15m)检波器记录到的地表振动信号与母记录进行相关的方法;经过实际资料验证,该方法可有效提高相关单炮记录的信噪比和分辨率。     

基于阻尼雷克子波的可控震源非线性扫描信号设计方法

目前常用的可控震源扫描信号相关子波具有较多、较大旁瓣,相关时产生较强的相关噪声,尤其是在中国西部低信噪比地区,严重地影响了地震资料品质。雷克子波虽是旁瓣小、分辨能力强的理想子波,但其能量主要集中在主频段,具有低频成分少、频带窄等问题,不符合宽频带勘探的要求。为此,提出了一种子波旁瓣小、低频丰富、频带宽的阻尼雷克子波,并定义了其计算公式;然后运用阻尼雷克子波进行可控震源宽频非线性扫描信号设计,获得的扫描信号具有频带宽、旁瓣小的特点,并进行了正演模拟;最后通过应用试验对比说明了该方法能够改善可控震源激发效果,提高地震资料品质。     

可控震源信号中的谐波畸变影响及消除

可控震源信号中存在谐波畸变是不可避免的,而谐波产生的原因多种多样。若想最大程度地减小可控震源信号谐波,就必须清楚谐波声生的原因,进而有针对性地采取措施以减小震源谐波。由于可控震源相关地震记录的产生存在着的一些特殊问题,本文提出有必要对可能导致“源致干扰”产生的参考信号中的谐波畸变分量大小进行监控。震源信号中谐波畸变对相关地震资料面貌的不良影响与所采用的扫描信号类型和扫描参数有关。因此,在地震勘探工作的实践中,应视具体施工环境和针对具体勘探任务目的,合理地选用扫描信号参数,使谐波对地震资料的影响程度降到最低。本文提出了除在可控震源施工时减小或消除谐波影响所应采用的几种方法之外,还分析了其它可能导致可控震源信号谐波产生的因素,并从可控震源设计制造角度提出了减小可控震源信号谐波产生的几项措施。     

轨道式可控震源井间地震资料预处理方法研究

在对轨道式可控震源理论分析和激发原理探讨的基础上,结合实际资料开展了轨道式可控震源井间地震资料的预处理研究,提出了极化波分解、坐标系统旋转等使轨道式可控震源井间地震信号记录与常规井间地震资料保持一致的预处理方法。本方法在胜利垦71井间地震实验区的资料处理中获得了很好的应用效果。     

伺服阀阀芯零位开口对可控震源低频出力影响的仿真

三级电液伺服阀是可控震源振动液压系统中的关键部件,其功率级是液力转换的执行部分,该部件的性能将对可控震源的振动性能产生直接的影响。本文针对阀芯零位开口重叠量这一因素对可控震源低频出力产生的影响进行仿真分析。得出该因素主要通过影响伺服阀零位附近流量的线性度,进而对可控震源出力产生影响的结论。阀芯零位开口重叠量为正重叠时,可控震源出力将出现"凹坑";阀芯零位开口重叠量为负重叠时,可控震源出力将出现"尖峰";阀芯零位开口重叠量为零重叠时,可控震源的出力最为理想。