一种获得宽频可控震源扫描信号的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地球物理勘探技术领域，尤其涉及一种获得宽频可控震源扫描信号的 方法和装置。
【背景技术】
[0002] 一般地震勘探中常用的震源包括人工地面震源、炸药震源和可控震源。由于可控 震源所产生的信号频谱和基本特性可以人为控制，可以在设计震源扫描信号时避开某些干 扰频率，还能对地层对地震信号的吸收作用进行补偿，这是其它人工地面震源和炸药震源 难于做到的，所以利用可控震源进行地震勘探可以得到反射能量足够，信噪比和信号分辨 率能够满足地质勘探需要的资料。因此，可控震源技术在地震勘探中得到了广泛的应用。
[0003] 在利用可控震源进行地震勘探中，要求采用震源机械-液压系统能够响应并可物 理实现的信号，即信号频率宽度有限，其最低频率大于可控震源振动器所能激发信号的最 低频率；最高频率不能超出振动器所能激发信号频率的上限，并且震源所激发信号的频带 应在大地可传输信号通频带内，且信号具有良好分辨率的零相位相关子波。这种信号的振 幅和频率都是时间的函数，称这种信号为扫描信号或扫频信号。
[0004] 在地震勘探中，利用扫描信号进行扫描后能有效带回多少地下信息的决定性因素 是地震波频宽。首先地震波反演技术的应用为利用地震属性直接确定多孔介质的物性参 数、流体含量、边界以及孔隙度等提供了一种可靠的工具，而且只有包含低频（3HZ以下）的 宽频地震波才能保证这一技术的可靠性。
[0005] 但可控震源传到地下的信号通常不是完全与预先给定的扫描信号频率成分相同。 可控震源传入大地的实际信号由震源系统的结构、以及震源系统与地表接触面的耦合条件 等决定的。尤其对于地震波低频能量，震源系统与地表接触面的耦合条件会导致无法获 得正确的地震波输出响应，也即无法获得均衡输出的扫描信号谱，因而无法得到包含低频 (3Hz以下）的宽频地震波，也就不能准确的确定多孔介质的物性参数、流体含量、边界以及 孔隙度等地质信息。
【发明内容】
[0006] 本申请的目的是提供一种获得宽频可控震源扫描信号的方法和装置，以解决可控 震源系统与大地震动耦合过程中对原设计信号的改造问题，使地震波的宽频均衡输出。
[0007] 为了实现上述目的，本申请提供了一种获得宽频可控震源扫描信号的方法，该方 法包括：
[0008] 获得通过预设扫描信号扫描得到的近道共偏移距道集；
[0009] 根据所述近道共偏移距道集进行统计子波计算，获得大地震动耦合响应谱；
[0010] 获得预设扫描信号谱；
[0011] 利用所述大地震动耦合响应谱对所述预设扫描信号谱进行能量补偿，并根据补偿 后的频谱获得第一目标扫描信号。
[0012] 在一个优选的实施例中，该方法还包括：获得震源出产输出特性谱；
[0013] 利用所述震源出产输出特性谱和所述大地震动耦合响应谱对所述预设扫描信号 谱进行能量补偿，并根据补偿后的频谱获得第二目标扫描信号。
[0014] 在一个优选的实施例中，所述根据所述近道共偏移距道集进行统计子波计算，获 得大地震动親合响应谱包括：
[0015] 获得所述近道共偏移距道集中每个接收点的地震子波，把所有地震子波进行最小 二乘法拟合获得统计子波；
[0016] 将所述统计子波进行傅里叶变换得到频谱，所述频谱作为大地震动耦合响应谱。
[0017] 在一个优选的实施例中，所述利用所述大地震动耦合响应谱对所述预设扫描信号 谱进行能量补偿，并根据补偿后的频谱获得第一目标扫描信号包括：
[0018] Sll:根据所述大地震动耦合响应谱以第一预设迭代补偿公式对所述预设扫描信 号谱进行能量补偿；
[0019] S12 :获得当前频谱，将所述当前频谱进行傅里叶反变换获得当前扫描信号；
[0020] S13:判断根据所述当前扫描信号扫描大地后得到的地震波是否为宽频均衡输 出；
[0021] S14 :当所述判断为是时，所述当前扫描信号作为第一目标扫描信号；
[0022] S15:当所述判断为否时，根据所述大地震动耦合响应谱以第一预设迭代补偿公式 对当前频谱进行能量补偿，并进入步骤S12。
[0023] 在一个优选的实施例中，所述第一预设迭代补偿公式如下：
【主权项】
1. 一种获得宽频可控震源扫描信号的方法，其特征在于，该方法包括： 获得通过预设扫描信号扫描得到的近道共偏移距道集； 根据所述近道共偏移距道集进行统计子波计算，获得大地震动禪合响应谱； 获得预设扫描信号谱； 利用所述大地震动禪合响应谱对所述预设扫描信号谱进行能量补偿，并根据补偿后的 频谱获得第一目标扫描信号。
2. 根据权利要求1所述的获得宽频可控震源扫描信号的方法，其特征在于，该方法还 包括： 获得震源出产输出特性谱； 利用所述震源出产输出特性谱和所述大地震动禪合响应谱对所述预设扫描信号谱进 行能量补偿，并根据补偿后的频谱获得第二目标扫描信号。
3. 根据权利要求1或2所述的获得宽频可控震源扫描信号的方法，其特征在于，所述根 据所述近道共偏移距道集进行统计子波计算，获得大地震动禪合响应谱包括： 获得所述近道共偏移距道集中每个接收点的地震子波，把所有地震子波进行最小二乘 法拟合获得统计子波； 将所述统计子波进行傅里叶变换得到频谱，所述频谱作为大地震动禪合响应谱。
4. 根据权利要求1所述的获得宽频可控震源扫描信号的方法，其特征在于，所述利用 所述大地震动禪合响应谱对所述预设扫描信号谱进行能量补偿，并根据补偿后的频谱获得 第一目标扫描信号包括： 511 ;根据所述大地震动禪合响应谱W第一预设迭代补偿公式对所述预设扫描信号谱 进行能量补偿； 512 ;获得当前频谱，将所述当前频谱进行傅里叶反变换获得当前扫描信号； 513 ;判断根据所述当前扫描信号扫描大地后得到的地震波是否为宽频均衡输出； 514 ;当所述判断为是时，所述当前扫描信号作为第一目标扫描信号； S15;当所述判断为否时，根据所述大地震动禪合响应谱W第一预设迭代补偿公式对当 前频谱进行能量补偿，并进入步骤S12。
5. 根据权利要求4所述的获得宽频可控震源扫描信号的方法，其特征在于，所述第一 预设迭代补偿公式如下：
其中，S。讯为第n次补偿迭代后的频谱；n为迭代的次数（n=0、1、2，-），当]1= 0时，S"(f)代表预设扫描信号谱；Sw(f)为第n+1次补偿迭代后的频谱；E(f)为大地震动禪合响 应谱。
6. 根据权利要求2所述的获得宽频可控震源扫描信号的方法，其特征在于，所述利用 所述震源出产输出特性谱和所述大地震动禪合响应谱对所述预设扫描信号谱进行能量补 偿，并根据补偿后的频谱获得第二目标扫描信号包括： 521 ;根据所述大地震动禪合响应谱W第二预设迭代补偿公式对所述预设扫描信号谱 进行能量补偿； 522 ;获得当前频谱，将所述当前频谱进行傅里叶反变换获得当前扫描信号； 523 ;判断根据所述当前扫描信号扫描大地后得到的地震波是否为宽频均衡输出； 524 ;当所述判断为是时，所述当前扫描信号作为第二目标扫描信号； S25;当所述判断为否时，根据所述大地震动禪合响应谱W第二预设迭代补偿公式对当 前频谱进行能量补偿，并进入步骤S22。
7. 根据权利要求6所述的获得宽频可控震源扫描信号的方法，其特征在于，所述第二 预设迭代补偿公式如下：
其中，Sm讯为第m次补偿迭代后的频谱；m为迭代的次数（m= 0、1、2，-），当m= 0时，Sm(f)代表预设扫描信号谱；Sm+i(f)为第m+1次补偿迭代后的频谱；E(f)为大地震动禪合响 应谱；G(f)震源出产输出特性谱。
8. -种获得宽频可控震源扫描信号的装置，其特征在于，该装置包括： 近道共偏移距道集获得单元，用于获得通过预设扫描信号扫描得到的近道共偏移距道 集； 大地震动禪合响应谱获得单元，用于根据所述近道共偏移距道集进行统计子波计算， 获得大地震动禪合响应谱； 预设扫描信号谱获得单元，用于获得预设扫描信号谱； 第一目标扫描信号获得单元，用于利用所述大地震动禪合响应谱对所述预设扫描信号 谱进行能量补偿，并根据补偿后的频谱获得第一目标扫描信号。
9. 根据权利要求8所述的获得宽频可控震源扫描信号的装置，其特征在于，该装置还 包括： 震源出产输出特性谱获得单元，用于获得震源出产输出特性谱； 第二目标扫描信号获得单元，用于利用所述震源出产输出特性谱和所述大地震动禪 合响应谱对所述预设扫描信号谱进行能量补偿，并根据补偿后的频谱获得第二目标扫描信 号。
10. 根据权利要求8或9所述的获得宽频可控震源扫描信号的装置，其特征在于，所述 大地震动禪合响应谱获得单元包括： 统计子波获得模块，用于获得所述近道共偏移距道集中每个接收点的地震子波，把所 有地震子波进行最小二乘法拟合获得统计子波； 傅里叶变换模块，用于将所述统计子波进行傅里叶变换得到频谱，所述频谱作为大地 震动禪合响应谱。
【专利摘要】本申请实施例提供一种获得宽频可控震源扫描信号的方法和装置。该方法包括：获得通过预设扫描信号扫描得到的近道共偏移距道集；根据所述近道共偏移距道集进行统计子波计算，获得大地震动耦合响应谱；获得预设扫描信号谱；利用所述大地震动耦合响应谱对所述预设扫描信号谱进行能量补偿，并根据补偿后的频谱获得第一目标扫描信号。
【IPC分类】G01V1-02
【公开号】CN104793237
【申请号】CN201510108954
【发明人】骆飞, 张慕刚, 梁晓峰, 石双虎, 汪长辉, 祝杨
【申请人】中国石油天然气集团公司, 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月12日