[发明专利]一种压制可控震源谐波干扰的方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油地震勘探数据采集技术，具体是对陆上可控震源激发采集的原始地震记录中存在的谐波干扰，提出的一种压制可控震源谐波干扰的方法。

技术背景

石油地震勘探数据采集工作中第一步是要激发地震波。对地震波的激发有一些基本的要求。但为了适应各种地表条件及具体工作方法的特点，所用震源及激发方法又是多种多样的。对激发地震波要有足够强的能量，因为，在石油勘探中，要用地震反射查明地下几千米深度范围的一整套地层的构造形态，地震波从震源出发，传到地下再反射回地面。传播这样长的距离，没有足够的能量是不行的。要产生足够能量的信号有两种方法，一是增加信号的振幅，二是延长信号的持续时间。目前陆上地震数据采集主要使用炸药和可控震源两种震源激发向地下传播的信号，对于炸药，可以采用一系列措施增加激发信号的振幅，但不能延长信号的持续时间。对于可控震源，可以延长信号的持续时间，但很难增大振幅。

炸药激发，是在近地表层引爆炸药。爆炸产生一个很强的力信号，它可以看作是一个振幅很大的脉冲，具有很宽的频谱，这个脉冲在大地传播过程中高频部分被衰减吸收，变成一个有限带宽的子波，它携带着地下地质信息从地下返回地面，被布设在地面的检波器记录下来，这就是炸药激发时采集的原始地震记录。实践证明，在油气田地震勘探中使用炸药震源，有着良好的效果，突出的优点是具有较强的能量。但是，炸药震源也暴露出很多缺点，比如爆炸产生的大部分能量损耗在对岩石的破坏上；产生不适应于地层传播的频率成分；钻炮井和使用炸药所需费用较大；缺水、表层为砾石、流砂、沼泽等钻井困难地区施工不方便；工业区，人口稠密区不宜使用炸药；最重要的是炸药安全风险高，环保性差。

为了克服上述的不利因素，可控震源逐渐成为地震数据采集的主要震源。可控震源与常规的炸药震源相比，它具有很多优势。首先，可控震源可以根据地层特性选择最适应于地层传播的频带作为扫描频带，从而不产生地层不传播的振动频率；其次，可控震源工作时，不消耗能量来破坏岩石；最后，由于它是采用的相关分析原理，所以可以避免许多干扰，这些突出的优点使得它在地震数据采集中得到广泛的应用。

可控震源激发地震数据采集的方法与炸药不同。可控震源系统由一个扫描信号发生器、一个震源和一个相关器三部分组成。当用可控震源激发进行地震数据采集时，扫描信号发生器首先产生一个均匀振幅、视频率逐渐变化的长的电信号，称之为扫描信号、参考扫描、参考信号或先导扫描。震源把扫描信号转化成力信号，通过震源平板的振动把力信号发射到地下。这时地震数据采集系统的检波器记录到的地面振动不是一个有限带宽的子波与地下反射系数序列的褶积结果，它不是真正意义上的地震记录，还需要通过相关的办法把经过大地传播的扫描信号变成一个有限带宽的子波，这个过程通过相关器来完成。相关器把检波器接收到地震数据（未相关记录或相关前纪录）与参考信号互相关，将来自地下反射的长扫描信号压缩成有限带宽子波与反射系数序列褶积结果（相关记录），在这个过程中信号的峰值振幅增强了。可控震源系统的三个组成部分构成了可控震源进行地震数据采集的三个环节，其中第三个环节可以在野外采集时完成，也可以在室内资料处理阶段完成。