水域地震采集激发技术研究.docx

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1、水域地震采集激发技术研究(江汉石油职工大学学报)2015年第二期1空气枪激发参数分析在地震资料采集中,一般要求空气枪的子波及频谱图为:气泡振幅要小,;第一个脉冲振幅要大,巴米巴米表示枪的能量单位,是距离枪处所测到的枪的压力;子波信号稳定,对于目前高分辨率地震资料采集,有两个附加要求;子波的脉冲宽度要窄,即要小,以保证有足够宽的频谱;枪阵要小,使之接近点震源。1.1空气枪沉放深度试验分析根据空气枪工作原理,为了压缩空气枪子波的脉冲宽度,提高地震资料采集分辨率,必须控制空气枪的沉放深度。气枪沉放较深时,所释放出的高压空气被封闭在水中构成高压气泡,这个气泡振动上浮直到露出水面,这时能量强,气泡振动严

2、重;气枪沉放较浅时,由于外界压力变小,所释放的高压空气可能冲出水面使气泡震动减弱;同时,由于能量的散失,气枪子波的能量亦大为减弱,随枪深变浅,高压空气冲出水面时速度加快,致使气枪子波的第一脉冲迅速到达最大,脉冲宽度变窄。总之,枪深越浅,子脉冲越窄,相应频谱越宽。但是为了保证一定的激发能量,必须选取一定的沉放深度,在控制气泡振动的同时加强激发能量。资北三维采集项目在空气枪沉放深度做了相关试验,试验参数如下:深度分别为,和炮,两个试验点共炮;气压为;枪阵组合为枪;容量为立方英寸。对不同沉放深度的空气枪单炮记录进行了分析,从分频扫描记录能够看出和深度的记录要稍稍好于其它沉放深度,深度的记录与其它深度

3、相比要稍差。随着空气枪沉放深度加深,水下压强增大,一定程度上压制了空气枪能量向下的传播,所以沉放深度不是越深越好图。利用软件对种不同沉放深度空气枪单炮进行能量、信噪比分析。取主要目的层开时窗分析,从其能量比照中能够看出在气压、枪的情况下,深度激发能量要强于其它深度;从信噪比比照中能够看出沉放深度的信噪比也最好。1.2空气枪气压试验分析为了获取空气枪最佳激发气压,资北三维项目在空气枪采集开场前设计了不同气压激发试验图,试验参数如下:气压分别为,和;沉放深度为;阵列组合为枪。从图分频扫描记录能够看出:压强和的记录要稍稍好于压强为和的记录。通过软件对种不同沉放深度空气枪单炮选取目的层开时窗进行能量、

4、信噪比和道间频率分析。从其能量比照能够看出气压为、激发能量要强于其它气压;从信噪比比照能够看出的激发压强最好,其次是,其它两种气压信噪比相差不大。从道间集频率分析中能够看出激发压强的频率特性最好。根据资北三维试验结果可知,随着气枪激发气压的增加,获得的单炮资料品质逐步提高,在李埠南三维和金家场三维施工时采用气压进行施工有效提高了空气枪单炮记录品质。从李埠南三维空气枪施工的单炮记录能够看出,空气枪激发能量、信噪比都得到有效提高,浅、中、深目的层有效反射强,同相轴连续性好。1.3空气枪阵列组合试验分析一般情况下,通常采用相干枪阵法消除气泡振幅,改良气枪子波特性。相干枪阵法是利用同容量的枪相距很近时

5、,所产生的气泡互相抑制进而缩小了气泡振动的原理图。图中,圆代表气枪激发的气泡。当距离较大时,气泡之间没有影响;当距离小到两气泡在最大半径几乎相切时,气泡的振动相互制约而减弱了气泡振动。图中是两支相干枪的子波和两支与相干枪容量一样独立枪的子波比拟,能够看出独立枪的子波气泡振动要比相干枪大得多。这种抑制气泡振动的方法除可有效地抑制气泡振动外,还有阵列小、枪距小、用几个容量一样的小枪相干而不使用大枪的优点。目前长江水域采取的就是这种阵列组合。资北三维采用枪阵列组合,李埠南三维采用枪小容量气枪阵列组合。不同气枪阵列组合单炮分频记录显示:资料品质随着气枪组合的数量增加而加强图。从枪阵列组合和枪阵列组合所

6、获单炮记录能够看出,枪阵列组合所得资料品质明显好于枪阵列组合图。1.4空气枪叠加次数试验分析空气枪叠加试验是在同一个位置,根据一样的激发参数放炮,然后在炮中选取资料分别叠加炮次以合成不同叠加次数的单炮记录。根据试验任务的要求分别合成次、次、次、次、次、次、次、次叠加的试验单炮资料阵列组合枪,气压。分析不同叠加次数单炮的分频记录,看到次的叠加记录区别不是很明显,随着叠加次数的增加,记录并没有太大的改善。分析次叠加的振幅谱图,可见次在有效频率范围内的振幅没有明显的区别,随叠加次数的增加振幅能量没有很明显的优势,反而次、次的振幅谱效果要稍好于次、次的叠加图。从对资北三维空气枪垂直叠加次数的试验分析能

7、够看出,不同的垂直叠加次数对气枪单炮记录没有明显的影响,所以综合生产效率及单炮记录品质等各方面的因素采用一次叠加能知足地质任务要求。1.5不同河床深度激发效果分析由于河流的强烈作用,使长江的河床底部在不同部位的高程高低不一。考虑到河床深度对地震资料品质的影响,本次试验比照分析了河床深度从至的空气枪激发效果。试验数据取自金家场三维空气枪激发试验。试验参数如下:河床深度分别为,和共炮;沉放深度为;气压为;容量为立方英寸;阵列组合为枪组合。从空气枪不同河床深度激发试验单炮分频记录上看,下面河床深度的单炮显示浅、中、深目的层反射波组齐全,同相轴明晰,十分是,和河床深度的单炮明显强于其他河床深度的单炮;

8、超过河床深度的记录上显示主要目的层反射较弱。综合以上分析能够看到,随着河床深度的加大,单炮记录品质没有明显的改善,反而逐步变差,这讲明随着河床深度的加深,气泡压力在振荡经过中逐步减小。因而,在施工中应该选取适宜的河床深度来做空气枪激发点位,确保空气枪单炮记录品质。1.6空气枪能量传播距离分析资北三维长江段号为经过动校正后的共反射点道集图。从图中能够看出,在偏移距内目的层明晰、连续;在偏移距范围内,由于能量吸收衰减作用,随着偏移距的增加,目的层变得模糊且连续性变差,但还是能够识别追踪;而偏移距大于后几乎看不到的有效反射,且受动校拉伸畸变的影响,以上资料都被切除掉。由此可见,针对目的层,空气枪激发

9、时排练长度在偏移距范围内是获得反射层资料最佳范围,在偏移距范围内,仍然能够获得目的层的反射资料;而大于,由于能量吸收衰减和动校拉伸畸变的影响,几乎看不到目的层的有效信息,即最大炮检距应小于。2空气枪激发效果分析2.1单炮分析从资北三维空气枪的单炮记录气压、立方英寸容量、枪组合来看,空气枪的能量较强,频率特性较好,目的层同相轴比拟明晰而且连续性好,以上都能得到有效反射。分频扫描仍然能够看到有效反射,波组连续性好,能量强图。2.2剖面效果分析空气枪震源资料对于弥补剖面缺口至关重要,采用空气枪施工前后剖面比照图:不进行空气枪施工,缺口很大,深度在;采用空气枪施工后,剖面缺口缩小至以上。不同方向所获剖

10、面效果比照显示了多种震源联合施工的重要性和必要性,同时也为江陵凹陷复杂水网禁炮区三维施工积累了丰富的施工经历。3结论通过空气枪不同激发参数的分析,获得了一套相对成熟的平原水网长江水域地震采集的空气枪激发参数。经过深化分析,得出下面结论:空气枪激发沉放深度在最为适宜;空气枪阵列时,枪组合明显优于枪组合。较大的气枪气压有利于提高单炮资料品质,屡次垂直叠加对单炮资料品质没有明显改善。根据现有气枪设备及其性能,激发能量遭到一定限制,不适宜较大偏移距接受;在多震源联合施工时要做好一致性处理。在一定的河床深度内金家场地区长江段在下面,气枪激发单炮品质没有明显的影响,超过后,随着河床深度的增加,资料品质有所降低。

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